一种高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法
阅读说明：本技术 一种高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法 (Control method of CaO inclusion in high-carbon steel wire ) 是由 周彦召 马建超 赵家七 蔡小锋 于 2020-12-21 设计创作，主要内容包括：本申请公开了高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法,工艺流程为转炉冶炼-LF精炼-连续浇注,(1)、转炉冶炼：终点碳含量为0.03％-0.05％,终点钢液温度≥1660℃；(2)LF精炼：根据LF到站钢液的化学成分,喂入碳粉包芯线调节钢液的碳含量至目标成分,同时开启钢包底吹,底吹强度为4-6L/(min·t)；钢液化学成分达到目标成分后,关闭钢包底吹,加入8-12kg/t的合成渣。采用本发明的控制方法夹杂物中的CaO组分的比例从25％以上降低到10％以下。(The application discloses a control method of CaO inclusion in high-carbon steel wire, which comprises the following process flows of converter smelting, LF refining and continuous casting, (1) converter smelting: the end point carbon content is 0.03-0.05%, and the end point molten steel temperature is more than or equal to 1660 ℃; (2) LF refining: feeding a carbon powder cored wire to adjust the carbon content of the molten steel to a target component according to the chemical components of the LF arrival station molten steel, and simultaneously starting steel ladle bottom blowing, wherein the bottom blowing strength is 4-6L/(min.t); and (3) after the chemical components of the molten steel reach the target components, closing the bottom blowing of the steel ladle, and adding 8-12kg/t of synthetic slag. The proportion of CaO component in the inclusions is reduced from more than 25% to less than 10% by the control method of the invention.)
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法。
背景技术
高碳钢线材中的夹杂物主要包括MnO-SiO2-Al2O3和 CaO-SiO2-Al2O3-MgO等两类。相关研究表明MnO-SiO2-Al2O3类夹杂物是脱氧产物，属于内生夹杂，CaO-SiO2-Al2O3-MgO是精炼渣卷入钢液乳化而造成的外来夹杂物。MnO-SiO2-Al2O3等高SiO2夹杂物在拉拔时破碎并沿轧制方向成为不连续、细小点状夹杂物，不易导致断丝等问题。因此，减少 CaO-SiO2-Al2O3-MgO类夹杂物的数量成为高碳钢线材控制的关键技术。
专利201811271908.0公开了一种高碳钢夹杂物的控制方法，通过镁处理显著细化夹杂物的尺寸，放宽对高碳钢中氧化铝夹杂物的控制范围，抑制高碳钢中网状碳化物的析出。
专利201510975576.4公开了一种帘线钢LX72A非金属夹杂物控制的方法，通过转炉高碳出钢、LF精炼高碱度、软搅拌等措施，减少夹杂物总量，避免大颗粒脆性和不变性夹杂物。尽管一系列专利解决了高碳钢线材部分夹杂物问题，但是对于高碳钢线材中高CaO夹杂物的控制目前仍然是一个需要解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高碳钢线材中CaO类夹杂物的控制方法，工艺流程为转炉冶炼-LF精炼-连续浇注，(1)、转炉冶炼：终点碳含量为0.03％-0.05％，终点钢液温度≥1660℃；(2)LF精炼：根据LF 到站钢液的化学成分，喂入碳粉包芯线调节钢液的碳含量至目标成分，同时开启钢包底吹，底吹强度为4-6L/(min·t)；钢液化学成分达到目标成分后，关闭钢包底吹，加入8-12kg/t的高碳钢合成渣。高碳钢合成渣的化学成分是CaO 40％-45％，SiO250％-55％，其它为杂质。
在该技术方案中，精炼采用碳线增碳可以避免传统从渣面直接加增碳剂的方式，导致卷渣严重，夹杂物中CaO组分含量上升。
作为本发明的优选实施例，所述LF精炼工艺中，碳粉包芯线的喂线速度为2-6m/s。
作为本发明的优选实施例，所述碳粉包芯线的铁皮中夹杂物类型为 SiO2-MnO系，碳粉的粒度为1-5mm。
作为本发明的优选实施例，所述LF精炼工序中，加入高碳钢合成渣后，所述钢液表面形成有熔化层、固液层和固相层的保温结构。
在该技术方案中，加入合成渣后，依靠钢液的热量传导，钢液表面形成熔化层、固液层和固相层的独特的吸渣保温结构，进一步去除钢液中的CaO 类夹杂物。
作为本发明的优选实施例，所述转炉工艺中，转炉出钢结束后，转炉中留钢2-5t。
在该技术方案中，转炉工序中，进行留钢操作，避免下渣，减少钢水中卷入的转炉下渣带来的CaO类夹杂物。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效益：
1)通过转炉吹炼和LF精炼的协同控制，从源头上杜绝高CaO类夹杂物的出现，实现高CaO夹杂物的可控，使得线材盘条中夹杂物的CaO组分的比例从25％以上降低到10％以下。
2)通过碳粉包芯线的形式增碳，提高了碳的收得率，收得率从90％提高 99％以上；
3)按照GB\T 10561评级标准，线材盘条夹杂物评级从2.0级以上降低到0.5级及以下；
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施后典型的CaO类夹杂物图。
图2为本发明对比例的典型的CaO类夹杂物图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
通过一种高CaO类夹杂物的控制方法的实施，高碳钢线材中高CaO夹杂物中CaO组分的比例，如表1所示。其具体实施方案如下：
1)转炉冶炼：转炉终点碳含量0.045％，终点温度1666℃，转炉出钢不添加加增碳剂，出钢结束后转炉中留钢2.5t。
2)LF精炼：根据LF到站钢液的化学成分，通过喂入碳粉包芯线调节炭含量至目标成分，碳粉包芯线的喂线速度为4m/s，包芯线铁皮中夹杂物类型为SiO2-MnO系，碳粉的粒度为1-5mm。并加入其它相应钢种的合金元素，开启钢包底吹，底吹强度为4.5L/(min·t)。钢液化学成分达到目标要求后，关闭底吹，加入9kg/t的高碳钢合成渣。高碳钢合成渣的化学成分是CaO 40％-45％，SiO250％-55％，其它为杂质。
3)连续浇注。
本实施例生产的盘条，按照国标GT\B10561，盘条中夹杂物评级为0.5 级，含CaO夹杂物中CaO组分的比例如表1所示，碳粉包芯线的碳粉的收得率达到99.2％。
表1实施例1中夹杂物的成分
实施例2
通过一种高CaO类夹杂物的控制方法的实施，高碳钢线材中高CaO夹杂物中CaO组分的比例如表2所示。其具体实施方案如下：
1)转炉冶炼：转炉终点碳含量0.033％，终点温度1680℃，转炉出钢不加增碳剂，出钢结束后转炉中留钢4.5t。
2)LF精炼：根据LF到站钢液的化学成分，，通过喂入碳粉包芯线调节炭含量至目标成分，碳粉包芯线的喂线速度为6m/s，包芯线铁皮中夹杂物类型为SiO2-MnO系，碳粉的粒度为1-5mm。并加入其它相应钢种的合金元素，开启钢包底吹，底吹强度为5.7L/(min·t)。钢液化学成分达到目标要求后，关闭底吹，加入11kg/t的高碳钢合成渣。高碳钢合成渣的化学成分是 CaO 40％-45％，SiO250％-55％，其它为杂质。
3)连续浇注。
本实施例生产的盘条，按照国标GT\B10561，盘条中夹杂物评级为0级，含CaO夹杂物中CaO的比例如表2所示，碳粉包芯线的碳粉的收得率达到 99.7％。
表2实施例2中夹杂物的成分
对比例1
本对比例采用以下控制方法，控制高碳钢帘线钢盘条中高CaO类夹杂物，其具体实施方案如下：
1)转炉冶炼：转炉终点碳含量0.07％，终点温度1645℃，转炉出钢过程加入碳粉和合金元素，并加入1kg/t的石灰，出钢过程采用挡渣塞挡渣。
2)LF精炼：钢包到站后，加入10kg/t的高碳钢渣，全程开启钢包底吹，底吹强度为1-6L/(min·t)，并进行测温取样。根据LF到站钢液的化学成分，通过加入碳粉增碳，并加入其它相应的合金元素。根据到站温度，通电升温。钢液达到目标成分和温度后，开始软搅拌25min。
3)连续浇注。
本对比例中，按照国标GT\B10561，盘条中夹杂物评级为2.5级，含CaO 夹杂物中CaO的比例高达30％-40％，如表3所示，该类型夹杂物严重影响线材的使用性能。
表3对比例1中夹杂物的成分
综上所述，对比图1和图2所示，采用本发明的一种高碳钢线材中CaO 类夹杂物的控制方法CaO的含量由36.5％下降至1.6％。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语″包括″、″包含″或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句″包括一个......″限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
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