一種含硼鋼硼合金化處理方法
【專利摘要】本發明提供一種含硼鋼硼合金化處理方法，在燒結礦中配加硼鐵礦，配加比例按配礦后燒結礦中硼元素質量百分含量為0.01%～0.1%；鐵水脫硫按目標值上限處理，脫硫后進行扒渣處理；轉爐吹煉過程中不進行扒渣處理，出鋼過程下渣量在5～10kg/t鋼；LF用石墨電極對鋼水加熱使渣料熔化，加熱過程中底吹氬氣，待渣料完全熔化后，增加底吹氬氣流量，并向鋼包中加入脫氧劑，此后進行測溫、取樣、合金化，精煉結束保證渣中FeO和MnO的質量百分含量之和≤2.0%。本發明不僅有利于提高燒結礦的強度，改善燒結礦的還原性，降低粉化率，而且可實現對鋼水的硼合金化，降低鋼水硼合金化處理成本，并避免環境污染。
【專利說明】一種含硼鋼硼合金化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶煉工藝【技術領域】，特別涉及一種用于含硼鋼的硼合金化處理方法。
【背景技術】
[0002]由于硼元素的導熱系數很大，因此鋼中加入微量硼元素(硼含量一般為
0.0005%~0.0035%)的作用一般是為了提高鋼的淬透性。但同時硼元素的化學性質比較活潑，其與氧的親和力與硅元素接近，稍次于鋁，與氮的親和力強于鈦而弱于鋁，在鋼水合金化及凝固過程中極易與鋼中的氧、氮等元素反應，從而導致硼的收得率較低且不穩定。目前鋼水硼合金化多數采用加入硼鐵或硼線的方式，在硼鐵加入之前鋼水充分脫氧、固氮，確保硼具有較高收得率。中國專利申請號200710049005.3公開了一種轉爐冶煉硼鋼的方法，該方法采用轉爐冶煉一鋼包脫氧一LF精煉一連鑄的方法生產硼鋼，LF精煉結束保證渣中FeO和MnO的總量≤2.0%，鋼液溶解氧活度≤10X 10_6，此后加入鈦鐵，硼鐵，硼的收得率為69.4%~91.8%。中國專利申請號200810015497.9介紹的含硼鋼冶煉采用轉爐一LF — VD生產工藝，控制LF終渣成分FeO和MnO的總量≤1.5%，SiO2含量≤15%，此后加入硼鐵或喂入硼鐵包芯線，最后進行VD真空處理，硼回收率穩定在90%以上。
[0003]眾所周知，我國硼礦資源儲量居世界第五位，其中硼鐵礦占硼礦資源的一半以上。多年來，冶金工作者圍繞硼鐵礦資源的綜合利用開展了大量工作，在燒結礦中配加硼鐵礦成為其中重要的研究方向之一。文獻I “加硼MgO質酸性球團的冶金性能”(朱家驥，楊兆祥.燒結球團，1993，(2):1-6.)中指出:將低品位硼鎂鐵礦作為燒結和球團生產中的添加劑，可降低焙燒溫度，降低能耗，提高產品強度及成品率，改善產品質量和冶金性能。文獻2 “硼鐵礦綜合利用概況與展望”(劉然，薛向欣，姜濤等.[J].礦產綜合利用，2006，2:33-37.)介紹:硼的添加可以抑制A-2Ca0.SiO2晶型轉變，B2O3可以同許多氧化物形成固溶體并降低熔點，促進燒結過程中液相的形成，半徑很小的B3+可以擴散進入/-2Ca0*Si02中，冷卻過程中不以r_2Ca0.SiO2析出，因此能有效減少燒結礦體積膨脹而形成大量的粉末。文獻3 “硼鐵礦綜合利用一硼精礦活化及硼鐵精礦改善燒結球團的機理”(趙慶杰，何長清，高明輝.，華東冶金學院學報，1997，14(3) =262-266)進行了硼鐵礦加入球團及燒結礦的試驗研究，結果表明加入硼鐵礦后提高了球團和燒結礦的強度，改善了燒結礦的還原性，降低了粉化率。
[0004]綜合上述，現有硼合金化工藝的不足在于硼鐵和硼線的成本較高，同時硼鐵和硼線制備過程能耗較高且污染環境。另外，燒結礦配加硼鐵礦后，勢必會有一部分硼元素進入鐵水中，而這部分硼會有多少殘留到鋼水中，目前還缺乏深入研究。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種含硼鋼硼合金化處理方法，其目的一是提高燒結礦的強度，改善燒結礦的還原性，降低燒結礦的粉化率；二是利用硼鐵礦中的硼元素在高爐、轉爐、LF精煉過程中的氧化和還原反應使其部分進入鋼水中，實現對鋼水的硼合金化，降低鋼水硼合金化處理成本。
[0006]為此，本發明所采取的解決方案是:
一種含硼鋼硼合金化處理方法，其具體處理步驟為:
1、在燒結礦中配加硼鐵礦，配加比例按照硼鐵礦的含硼量進行調整，配礦后燒結礦中硼元素質量百分含量為0.01%~0.1%。
[0007]2、高爐冶煉:高爐按照常規操作，燒結礦在高爐內參與高爐中的還原反應，一部分硼元素揮發或進入高爐渣中，另一部分硼元素進入鐵水中。
[0008]3、鐵水預處理脫硫:鐵水脫硫按目標值上限進行處理，鐵水脫硫后進行扒渣處理，防止不含硼爐渣進入轉爐內，易造成噴濺的同時也會稀釋硼在轉爐渣中的濃度。
[0009]4、轉爐吹煉:轉爐吹煉過程中不進行扒渣處理，其目的是因為硼在轉爐吹煉過程中95%以上會進入渣中，如果扒渣，則相當于降低硼在轉爐渣中的濃度，不利于后續LF精煉過程鋼水的增硼處理。轉爐出鋼過程不留鋼，出鋼過程下渣量在5~10kg/t鋼，使渣中的硼元素隨轉爐下渣進入鋼包中。
[0010]5、LF精煉:用石墨電極對鋼水加熱使渣料熔化，加熱過程中底吹氬氣流量為
0.05~0.1Nm3.IT1.t—1 ;待渣料完全熔化后，增加底吹氬氣流量至0.3~0.5Nm3.IT1.t_S并按照每噸鋼I~2kg向鋼包中加入脫氧劑進行深脫氧，底吹攪拌時間為5~lOmin，利用鋼渣之間的強烈混合，實現鋼水中的鋁元素還原渣中氧化硼的目的，使渣中的硼元素還原進入鋼水中。此后進行測溫、取樣、合金化，精煉結束保證渣中FeO和MnO的質量百分含量之和< 2.0%，鋼液溶解氧活度< IOX 10_6。
[0011]作為本發明的進 一步延伸，在LF精煉后也可采用VD處理，處理過程真空度控制在67~lOOPa，底吹氬氣流量為0.09~0.3Nm3.IT1.t-1，處理時間10~20min。
[0012]本發明的有益效果為:
本發明在燒結礦中配加一定的硼鐵礦，一方面有利于提高燒結礦的強度，改善燒結礦的還原性，降低其粉化率的作用，同時還利用硼鐵礦中的硼元素在高爐、轉爐、LF精煉過程中的氧化和還原反應使其部分進入鋼水中，實現對鋼水的硼合金化，在提高燒結礦性能的同時，降低鋼水硼合金化處理成本，并可避免環境污染。
【具體實施方式】
[0013]實施例1:
1、在燒結礦中配加5%的硼鐵礦，配加硼鐵礦后燒結礦的成分如表1:
表1配加硼鐵礦后燒結礦成分質量百分比含量表%
【權利要求】
1.一種含硼鋼硼合金化處理方法，其特征在于，具體處理步驟為: (I)、在燒結礦中配加硼鐵礦，配加比例按照硼鐵礦的含硼量進行調整，配礦后燒結礦中硼元素質量百分含量為0.01%~0.1% ； (2 )、高爐冶煉:高爐按照常規操作，燒結礦在高爐內參與高爐中的還原反應，一部分硼元素揮發或進入高爐渣中，另一部分硼元素進入鐵水中； (3)、鐵水預處理脫硫:鐵水脫硫按目標值上限進行處理，鐵水脫硫后進行扒渣處理，防止不含硼爐渣進入轉爐內； (4)、轉爐吹煉:轉爐吹煉過程中不進行扒渣處理，轉爐出鋼過程不留鋼，出鋼過程下渣量在5~10kg/t鋼，使洛中的硼元素隨轉爐下洛進入鋼包中； (5)、LF精煉:用石墨電極對鋼水加熱使渣料熔化，加熱過程中底吹氬氣流量為0.05~0.1Nm3..t—1 ;待渣料完全熔化后，增加底吹氬氣流量至0.3~0.5 Nm3.IT1.t_\并按照每噸鋼I~2kg向鋼包中加入脫氧劑進行深脫氧，底吹攪拌時間為5~IOmin ;此后進行測溫、取樣、合金化，精煉結束保證渣中FeO和MnO的質量百分比之和< 2.0%，鋼液溶解氧活度≤10X10'
2.根據權利要求1所述的含硼鋼硼合金化處理方法，其特征在于，LF精煉后采用VD處理，處理過程真空度控制在67~lOOPa，底吹氬氣流量為0.09~0.3 Nm3.h—1.t—1，處理時間 10 ~20min。
【文檔編號】C21C7/00GK103469048SQ201310402251
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】趙成林, 廖相巍, 周明順 申請人:鞍鋼股份有限公司