[发明专利]一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法

说明书

本发明涉及一种控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法，根据现场不同的轧制温度范围和钢基体中非金属夹杂物不同成分，通过对不同温度下的多个不同成分体系下非金属夹杂物与钢基体的粘度比计算，确定多个不同成分体系下非金属夹杂物期望达到的目标成分和目标轧制温度，在精炼过程中通过对多个不同成分体系下的非金属夹杂物控制改变非金属夹杂物的成分，使非金属夹杂物的成分达到目标成分；同时由于不同成分的非金属夹杂物在不同温度下的粘度不同，因此，通过控制轧制温度为目标温度，本发明能够提升非金属夹杂物在整个生产过程中的变形能力，减少由于非金属夹杂物的变形而引起的钢材质量缺陷。

技术领域

本发明为一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法，属于钢铁冶金炼钢领域。

背景技术

钢基体中非金属夹杂物的大小、数量和形态会直接影响最终钢铁产品的性能和钢材的质量缺陷。钢基体中内生的非金属夹杂物生成于转炉出钢过程钢基体的脱氧反应，因为铝元素有极强的脱氧能力，铝脱氧是最常用的脱氧工艺之一。钢基体中非金属夹杂物的变形能力决定了钢铁产品的性能，而变形能力很差的非金属夹杂物直接会导致钢铁产品的缺陷。非金属夹杂物中氧化铝含量是非金属夹杂物变形能力的决定因素，铝脱氧产生的氧化铝夹杂物变形能力很差，会导致钢材产生很多质量缺陷。也有观点认为非金属夹杂物的变形能力与非金属夹杂物的熔点相关，在轧制温度下液态的非金属夹杂物具有良好的变形能力，然而很多情况下，轧制过程中非金属夹杂物大部分为纯固态，而不同固态非金属夹杂物的变形能力很难用非金属夹杂物的熔点来进行判定。

发明内容

为了有效提升钢基体中非金属夹杂物的变形能力，本发明提出了一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法，通过在生产过程中改变控制非金属夹杂物的成分和控制轧制温度，降低轧制工艺非金属夹杂物和钢基体的粘度比，提升非金属夹杂物在钢轧制过程中的变形能力，减少不变形的非金属夹杂物引起的钢材质量缺陷。

本发明提出的技术方案如下：一种基于粘度控制钢基体中非金属夹杂物变形能力的方法，所述方法包括如下步骤：

S1.根据现场不同的轧制温度范围和钢基体中非金属夹杂物不同成分，计算不同温度下的多个不同成分体系下非金属夹杂物的粘度和钢基体的粘度，在非金属夹杂物和钢基体的粘度比为最小值的情况下，确定所述非金属夹杂物的成分为目标成分，此时的温度作为目标轧制温度；

S2.在对钢基体进行精炼过程中，通过改变加入所述钢基体的精炼渣和/或合金辅料的成分，控制所述非金属夹杂物的成分，使所述非金属夹杂物在精炼过程中的成分达到所述目标成分；

S3.在对钢基体进行连铸过程中，向中间包吹入惰性气体和浇铸操作，防止所述非金属夹杂物在精炼过程中的成分发生变化；

S4.在对钢基体进行热轧过程中，控制加热温度始终为所述目标轧制温度。

进一步地，所述步骤S1中所述钢基体中非金属夹杂物不同成分为Al₂O₃、MgO、SiO₂、MnO、CaO、TiO₂中的至少两种以上的任意组合。

进一步地，所述步骤S1中所述非金属夹杂物中不同成分含量之和为100％。

进一步地，所述步骤S2中，精炼初期通过向所述精炼渣中加入石英砂将所述精炼渣碱度降低为0.8至1.5，促进所述钢基体中的铝元素与所述精炼渣中的所述SiO₂进行化学反应，从而控制所述非金属夹杂物中的Al₂O₃的成分含量。

进一步地，所述步骤S2中，精炼初期通过向所述精炼渣中加入白云石将所述精炼渣中的MgO含量控制为0％至14％，从而控制所述非金属夹杂物中的MgO 的成分含量。

进一步地，所述步骤S2中，精炼初期通过向所述精炼渣中加入锰矿石，将所述精炼渣中MnO含量控制为0％至8％，从而控制所述非金属夹杂物中MnO的成分含量。