CN100465291C - 低碳低硅铝镇静钢的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶金工艺领域，具体地指一种适应于转炉——小方坯连铸厂的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，它解决了现有技术中低碳低硅铝镇静钢的生产工艺存在的过分依赖钢包精炼炉、生产成本过高、不利于更多双高产品进一步开发的问题。本技术方案包括将铁水送入转炉，在吹炼结束后进行的出钢过程预造渣、再送入吹氩站进行深度脱氧、造渣精炼、软吹精炼及钙处理，最后送入小方坯连铸机进行全程保护浇铸即得到低碳低硅铝镇静钢。本发明不需要经过钢包精炼炉、生产成本低，解决了小方坯连铸机厂生产低碳低硅铝镇静钢时，依赖钢包精炼炉才能解决的浇铸过程中间包水口部位的结瘤问题，降低生产成本约50元/吨钢，有效地释放了钢包精炼炉的产能。

Description

低碳低硅铝镇静钢的生产工艺
技术领域
本发明涉及冶金工艺领域，具体地指一种适应于转炉——小方坯连铸厂的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺。
背景技术
低碳低硅铝镇静钢(如SWRM8、SWRM10等)采用铝脱氧工艺，其脱氧产物三氧化二铝熔点极高，极容易附着在不光滑的表面，并逐步聚集长大。当这些钢种在小方坯连铸机上浇铸时，以夹杂物的形式存在于钢水中的三氧化二铝，很容易在内壁不光滑的中间包水口部位聚集(下称三氧化二铝结瘤)，而小方坯连铸机的中间包水口内径较小，其聚集物将会使得水口处浇铸通道减小从而产生浇铸不顺畅的现象，甚至于有可能完全堵塞水口而导致生产中断事故。要解决低碳低硅铝镇静钢浇铸过程三氧化二铝结瘤问题，必须通过造渣精炼，来吸附和减少钢中的三氧化二铝夹杂物，并通过钙处理使残余三氧化二铝夹杂物转变成不会生成聚集物而堵塞水口的其它低熔点的复合夹杂物。而钢包精炼炉具有加热辅助化渣造渣的功能，它在造渣精炼功能方面有极大的优势，因而小方坯连铸厂在生产低碳低硅铝镇静钢时，均采用钢包精炼炉进行造渣精炼处理，以解决其三氧化二铝结瘤问题。但是，这样却增加了小方坯连铸厂生产低碳低硅铝镇静钢的成本。而且在钢包精炼炉已成为目前许多钢厂生产品种钢的关键工序的情况下，这也限制了小方坯连铸厂开发更多双高产品的空间。如果能够将造渣及钙处理等其它原来由钢包精炼炉实施的精炼功能前移至前工序完成，将可显著降低生产成本，有效释放钢包精炼炉产能，促进钢厂开发更多的双高产品。但是，因加热功能难以前移，相应地化渣、造渣功能也难以前移，因而，目前尚无此类工艺。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种可显著降低成本、不经过钢包精炼炉处理就可解决三氧化二铝结瘤问题的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺。
本发明的技术方案为：以铁水为原料，进行转炉吹炼、转炉出钢、吹氩站精炼、最后将钢水送入小方坯连铸机全程保护浇铸即得到低碳低硅铝镇静钢，其中，转炉出钢过程中，在经脱氧合金化处理后的钢水中加入包含有预熔精炼渣的复合造渣材料进行预造渣，控制熔渣碱度达到6.0～8.0；
所说吹氩站精炼包括在吹氩站内进行以下步骤：
(1)深度脱氧：以喂铝线的方法对转炉出钢后的钢水进行脱氧，在脱氧时期结束时控制钢水中自由氧含量在2～5ppm之间，酸溶铝在400～600ppm之间；
(2)造渣精炼：加入萤石、铝粒及电石进行调渣操作，同时进行强底吹氩搅拌，造渣结束时控制熔渣中的氧化铁和氧化锰的总含量不超过2％、三氧化二铝含量在20～30％之间；
(3)软吹精炼：采用弱底吹氩搅拌进行软吹操作；
(4)钙处理：通过喂丝机加入硅钙包芯线，在钙处理结束后控制钢水中残余全钙量达到30～40ppm。
上述转炉出钢过程中，加入的复合造渣材料由4～6kg/t石灰、1.8～2.2kg/t预熔精炼渣和0.5～0.8kg/t萤石组成，其中，预熔精炼渣包括50～55％氧化钙、5～10％二氧化硅、30～35％三氧化二铝，余量为辅料。
上述在吹氩站进行的步骤(1)中，铝线用量为1.0～1.7kg/t，操作为：以钢水含碳0.03％时铝线用量1.7kg/t为基数，碳含量每增加0.01％时，铝线用量减少0.1kg/t，最低用量为1.0kg/t，所说脱氧时间为2～3min。
上述在吹氩站进行的步骤(2)中，调渣操作包括：加入0.3～0.8kg/t萤石、0.3～0.5kg/t铝粒及0.1～0.2kg/t电石对熔渣进行脱氧；所说强底吹氩搅拌为：采用强度为3.0～4.0Nm3/min·t的底吹氩搅拌钢水；所说造渣时间为4～6min。
上述在吹氩站进行的步骤(3)中，弱底吹氩搅拌为：采用强度为0.5～1.0Nm3/min·t的底吹氩搅拌钢水，所说软吹时间为4～6min。
上述在吹氩站进行的步骤(4)中，所述硅钙包芯线加入速度为0.15kg/s，用量为1.2～1.6kg/t。
上述转炉出钢过程中，由于转炉出钢温度不能超过转炉护炉的上限要求，吹氩站又缺少加热升温手段，使得吹氩站精炼的总时间应不超过20min，为保证在有限的吹氩站精炼时间内达到造渣效果，因而采用低熔点(低于1460℃)的预熔精炼渣作为造渣材料的一部分，以减少造渣材料完全熔化所需热量，同时充分利用出钢过程钢水的高温和强搅拌作用，使大部分造渣材料能在出钢过程熔化，从而缩短造渣时间及吹氩站精炼的总时间。
上述在吹氩站进行的步骤(1)中，采用深度脱氧方式脱氧，有利于快速减少钢水和熔渣中的氧含量，减轻后述步骤(2)中的调渣脱氧压力。
在上述在吹氩站进行的步骤(2)中，由于熔渣中氧含量高时，在强底吹氩搅拌过程中熔渣将会使钢水产生二次氧化，从而产生新的三氧化二铝，而且合适的熔渣成分(包括碱度和三氧化二铝含量)是保证熔渣具备有效吸附三氧化二铝夹杂物能力的前提，因而采用铝粒及电石进行脱氧调渣，加入萤石则是为了改善熔渣的流动性，促进熔渣脱氧效果的提高，而进行强底吹氩搅拌的目的，则是促使钢渣充分接触，提高造渣精炼吸附三氧化二铝夹杂的效果。
在上述在吹氩站进行的步骤(3)中，由于造渣精炼后钢水中仍然有少量大颗粒三氧化二铝，因此，通过弱底吹氩搅拌进行软吹操作，可使其进一步上浮去除。
在上述在吹氩站进行的步骤(4)中，通过钙处理可以使最终难以上浮去除的小颗粒三氧化二铝转变成其它低熔点的复合夹杂物，该复合夹杂物不会在小方坯连铸机中间包水口部位形成聚集物，从而最终解决小方坯连铸机中间包水口部位的三氧化二铝结瘤问题。
本发明通过出钢过程的预造渣以及在吹氩站内的深度脱氧、造渣精炼、软吹精炼、钙处理等工序，完成了原来只能在具有加热升温和加热化渣功能的钢包精炼炉实施的、除加热升温以外的其它精炼功能，解决了低碳低硅铝镇静钢水在后续小方坯连铸机浇铸时中间包水口部位的三氧化二铝结瘤问题，其连浇炉数可达到12炉以上，浇铸过程无结瘤及浇铸不顺畅的现象，由于不需要经过钢包精炼炉，低碳低硅铝镇静钢的生产成本显著降低，降低生产成本约50元/吨钢，有效地释放了钢包精炼炉的产能，为钢厂开发更多的双高产品打下基础。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，其中，/t表示每吨钢水。
实施例：将原料铁水送入转炉吹炼，在转炉吹炼结束后的转炉出钢过程中，向经脱氧合金化处理后的钢水中加入由4～6kg/t石灰、1.8～2.2kg/t预熔精炼渣和0.5～0.8kg/t萤石进行预造渣，其中，预熔精炼渣可以在市场上买到，其熔点低于1460℃，包括50～55％氧化钙、5～10％二氧化硅、30～35％三氧化二铝，余量为辅料，并且在出钢结束前加入挡渣塞挡渣，经预造渣和挡渣后控制熔渣碱度达到6.0～8.0；
然后将钢水送入吹氩站精炼，包括在吹氩站内进行以下步骤：
(1)深度脱氧：以喂铝线的方法对转炉出钢后的钢水进行脱氧，操作方法为：以钢水含碳0.03％时铝线用量1.7kg/t为基数，碳含量每增加0.01％时，铝线用量减少0.1kg/t，最低用量为1.0kg/t，脱氧时间为2～3min，在脱氧时期结束时控制钢水中自由氧含量在2～5ppm之间，酸溶铝在400～600ppm之间；
(2)造渣精炼：采用0.3～0.8kg/t萤石、0.3～0.5kg/t铝粒及0.1～0.2kg/t电石对熔渣进行脱氧调渣，同时采用强度为3.0～4.0Nm3/min·t的强底吹氩搅拌钢水，使钢渣充分接触，提高造渣精炼吸附三氧化二铝夹杂的效果，造渣时间为4～6min；
(3)软吹精炼：以强度为0.5～1.0Nm3/min·t的弱底吹氩搅拌钢水进行软吹操作，以促使残留于钢中的三氧化二铝进一步上浮去除，软吹时期为4～6min；
(4)钙处理：通过喂丝机以0.15kg/s的速度加入硅钙包芯线，硅钙包芯线用量为1.2～1.6kg/t，控制钙处理结束后钢水中残余全钙量达30～40ppm。
钙处理结束后，将钢水送到小方坯连铸机进行全程保护浇铸，其连浇炉数可达到12炉以上，浇铸过程不会产生三氧化二铝结瘤现象，浇铸完毕即得到低碳低硅铝镇静钢，整个生产工艺不需经过钢包精炼炉，降低生产成本约50元/吨钢，且生产出的低碳低硅铝镇静钢能够达到相关的各项指标的要求。

Claims (6)

1、一种低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，以铁水为原料，进行转炉吹炼、转炉出钢、吹氩站精炼、最后将钢水送入小方坯连铸机全程保护浇铸即得到低碳低硅铝镇静钢，其中，所说转炉出钢过程中，向经脱氧合金化处理后的钢水中加入包含有预熔精炼渣的复合造渣材料进行预造渣，控制熔渣碱度达到6.0～8.0；所说吹氩站精炼包括在吹氩站内进行以下步骤：
(1)深度脱氧：以喂铝线的方法对转炉出钢后的钢水进行脱氧，在脱氧时期结束时控制钢水中自由氧含量在2～5ppm之间，酸溶铝在400～600ppm之间；
(2)造渣精炼：加入萤石、铝粒及电石进行调渣操作，同时进行强底吹氩搅拌，造渣结束时控制熔渣中的氧化铁和氧化锰的总含量不超过2％、三氧化二铝含量在20～30％之间；
(3)软吹精炼：采用弱底吹氩搅拌进行软吹操作；
(4)钙处理：通过喂丝机加入硅钙包芯线，在钙处理结束后控制钢水中残余全钙量达到30～40ppm。
2、如权利要求1所述的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，所说转炉出钢过程中，加入的复合造渣材料由4～6kg/t石灰、1.8～2.2kg/t预熔精炼渣和0.5～0.8kg/t萤石组成，其中，预熔精炼渣包括50～55％氧化钙、5～10％二氧化硅、30～35％三氧化二铝，余量为辅料。
3、如权利要求1所述的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，在吹氩站进行的步骤(1)中，铝线用量为1.0～1.7kg/t，操作为：以钢水含碳0.03％时铝线用量1.7kg/t为基数，碳含量每增加0.01％时，铝线用量减少0.1kg/t，最低用量为1.0kg/t，所说脱氧时间为2～3min。
4、如权利要求1所述的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，在吹氩站进行的步骤(2)中，调渣操作包括：加入0.3～0.8kg/t萤石、0.3～0.5kg/t铝粒及0.1～0.2kg/t电石对熔渣进行脱氧；所说强底吹氩搅拌为：采用强度为3.0～4.0Nm3/min·t的底吹氩搅拌钢水；所说造渣时间为4～6min。
5、如权利要求1所述的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，在吹氩站进行的步骤(3)中，所说弱底吹氩搅拌为：采用强度为0.5～1.0Nm3/min·t的底吹氩搅拌钢水，所说软吹时间为4～6min。
6、如权利要求1所述的低碳低硅铝镇静钢的生产工艺，其特征在于，在吹氩站进行的步骤(4)中，所述硅钙包芯线加入速度为0.15kg/s，用量为1.2～1.6kg/t。
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