一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺

本发明属于钢铁冶金，具体为一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺。

背景技术：

1、45钢作为一种优质碳素结构钢，具有很好的强度和切削加工性，若经过合适的热加工，其韧性、塑性和耐磨性都有大幅度的提高。因此，45钢以其出色的综合机械性能，被广泛应用于各种重要的机械零部件。目前，国内45钢的冶炼主要采用铝脱氧工艺，其脱氧产物al2o3夹杂物属于高熔点不易变形类夹杂，在中间包浇铸过程中容易在水口处聚集，产生结瘤造成水口堵塞。此外，在轧制过程中，由于al2o3夹杂物的不变形性，易造成基体的划伤，并且易在夹杂物周围引起应力集中，从而形成空隙或裂纹，这导致45钢在恶劣的服役条件下，尤其在长期交变负荷的工作环境中会逐渐出现疲劳、损伤、断裂等现象，进而造成整个机械系统或设备的失效、损毁，甚至引起设备的爆炸。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

3、一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，在转炉出钢过程中加入碳粉进行脱氧，转炉出钢过程不进行合金化，转炉出钢后进lf精炼炉，造还原性渣结束后进行合金化。

4、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述冶炼工艺包括以下步骤：

5、s1.转炉冶炼结束定氧；

6、s2.转炉出钢；

7、s3.碳脱氧；

8、s4.出钢造渣；

9、s5.精炼渣改质；

10、s6.合金化；

11、s7.钙处理；

12、s8.软吹。

13、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s1中，转炉冶炼结束时，借助定氧仪获取钢液自由氧含量。

14、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s2中，出钢温度1610-1630℃，出钢时间3-4min。

15、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s3中，出钢过程中，加入碳粉对钢液进行脱氧，碳与钢液中的自由氧反应生成co后脱离钢液体系，脱氧产物不会污染钢液。碳粉加入量为3-4kg/t钢。

16、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s3中，因为碳粉加入会产生co气体导致钢液面沸腾，碳粉分3～5批加入，出钢量达到1/4左右开始加入，出钢量达3/4前加完。

17、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，出钢结束前，需要为lf精炼造初渣，造渣剂选择石灰+精炼合成渣，出钢量达到3/4时，通过料仓加入造渣剂，石灰加入量在4-5kg/t钢，精炼合成渣加入量在3-4kg/t钢。

18、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，精炼合成渣包括：cao 40-50wt％，al2o3 35-45wt％。

19、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，lf冶炼结束时终渣碱度范围为4-6，渣系成分包括：cao：50-60wt％，sio2：10-15wt％，al2o3：20-30wt％，mgo：3-5wt％，∑(feo+mno)≤1wt％。

20、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s5中，钢包进入lf精炼工序后，向钢包中加入改质剂降低精炼渣氧化性来造还原性白渣，改质剂选择电石+碳化硅；其中电石加入量0.9-1.2kg/t钢，碳化硅加入量为0.7-0.9kg/t钢，电石+碳化硅加入量≥1.75kg/t钢。

21、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s6中，精炼渣造还原性白渣之后，通过合金料仓进行合金化操作，合金种类为硅锰，加入量5.5-7.5kg/t钢。

22、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s7中，合金化之后，成分已满足目标要求；考虑到依旧采用高碱度、高铝精炼渣系，为确保钢液的可浇性，对钢液进行微钙处理，钙线喂入量0.35-0.60m/t钢。

23、作为本发明所述的一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺的优选方案，其中：所述步骤s8中，喂钙线之后，钢中夹杂物类型发生改变，钢包在吊至连铸之前，需要进行至少10min的软吹操作。

24、本发明的有益效果如下：

25、本发明提出一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，在冶炼过程中不采用铝脱氧，转炉炉后通过碳完成脱氧，合金化转移至lf精炼炉造还原性渣结束后进行，可实现高洁净度45钢的生产，减少脱氧合金消耗，提高合金收得率，提升钢液洁净度，具备良好的冶金效果。

技术特征：

1.一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，在转炉出钢过程中加入碳粉进行脱氧，转炉出钢过程不进行合金化，转炉出钢后进lf精炼炉，造还原性渣结束后进行合金化。

2.根据权利要求1所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述冶炼工艺包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s2中，出钢温度1610-1630℃，出钢时间3-4min。

4.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s3中，出钢过程中，加入碳粉对钢液进行脱氧，碳粉加入量为3-4kg/t钢。

5.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s3中，碳粉分3～5批加入，出钢量达到1/4开始加入，出钢量达3/4前加完。

6.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s4中，出钢结束前造渣，造渣剂为石灰+精炼合成渣，出钢量达到3/4时，通过料仓加入造渣剂，石灰加入量在4-5kg/t钢，精炼合成渣加入量在3-4kg/t钢。

7.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s5中，钢包进入lf精炼工序后，向钢包中加入改质剂降低精炼渣氧化性来造还原性白渣，改质剂选择电石+碳化硅；其中电石加入量0.9-1.2kg/t钢，碳化硅加入量为0.7-0.9kg/t钢，电石+碳化硅加入量≥1.75kg/t钢。

8.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s6中，精炼渣造还原性白渣之后，通过合金料仓进行合金化操作，合金种类为硅锰，加入量5.5-7.5kg/t钢。

9.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s7中，对钢液进行微钙处理，钙线喂入量0.35-0.60m/t钢。

10.根据权利要求2所述的基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，其特征在于，所述步骤s8中，喂钙线之后，钢包在吊至连铸之前，进行至少10min的软吹操作。

技术总结本发明属于钢铁冶金技术领域，具体为一种基于洁净化脱氧方式的45钢冶炼工艺，转炉炉后通过碳完成脱氧，合金化转移至LF精炼炉造还原性渣结束后进行，可实现高洁净度45钢的生产，减少脱氧合金消耗，提高合金收得率，提升钢液洁净度，具备良好的冶金效果。技术研发人员：包燕平,高放,顾超,孙玉春,周志伟,李立凯,王二庆,张小华受保护的技术使用者：北京科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1