CN101191173B - 低硅高锰钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低硅高锰钢的冶炼方法，该方法包括转炉冶炼和精炼，其特点是在转炉出钢过程合金化及顶渣改质剂加入顺序依次为：锰系合金、铝合金、顶渣改质剂，出钢后钢包内氧含量最终控制在200～300ppm；氩站喂铝线控制钢中Als含量在0.005％～0.015％之间；精炼工序开始首先进行铝合金化处理，使Als在0.01％～0.02％之间，在搬出前最后一次合金化再进行Als成分的调整。本发明采用转炉工序弱沸腾出钢，在氩站喂铝线调整钢中Als含量，在精炼处理前期达到钢水完全镇静的生产工艺，使转炉内Si≤0.015％的合格率达到100％；经ANS-OB处理后，成品Si≤0.020％的合格率达到100％；或经LF处理后，成品Si≤0.030％的合格率达到100％。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术，尤其涉及一种低硅高锰钢的冶炼方法，特别是一种通过优化转炉终脱氧工艺来控制钢中硅含量的方法。
背景技术
目前生产低硅高锰钢(规格成分中Si≤0.030％，而Mn≥0.80％)钢种的工艺路线为：铁水脱硫---转炉冶炼---ANS-OB(或LF炉)精炼---连铸---热送或下线清理。原有的生产工艺在生产此类钢时，转炉采用完全镇静出钢，出钢过程合金化顺序为：铝合金、锰系合金及其它合金、顶渣改质剂(小粒白灰)、增碳剂、在氩站喂铝线调整Als含量。原有的终脱氧制度是保证进氩站Als含量在0.005％～0.020％之间。此时氩站Si成分一般在0.02％～0.03％之间，当成品Mn≥0.80％时，氩站Si成分要大于0.030％。经过实验分析认为，原有Si成分超标主要有两个原因，一是转炉出钢下渣，造成后道工序处理过程中回硅，这部分主要依靠转炉工序加强挡渣操作，大罐整备过程减少残渣，可以得到有效的控制；二是转炉加入的合金增Si，此类钢种一般在转炉工序进行Mn的合金化，按185吨出钢量、成品Mn为0.80％计算，需要转炉加入1.9吨中碳MnFe，中碳MnFe标准中含硅最约为2.5％，合金100％收得率可增加钢中Si含量为0.026％，因此可以说合金增硅是造成硅成分超标的主要因素。其增硅原理是出钢过程中首先用铝合金进行终脱氧，使得罐内钢水完全镇静，再用锰系合金进行锰的合金化，加入的合金中Si收得率高，造成钢水中Si含量偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效提高钢中硅成分合格率的低硅高锰钢的冶炼方法，同时还能降低顶渣的氧化性，避免中间包全氧高而导致连铸坯形成夹杂等缺陷。
本发明低硅高锰钢的冶炼方法是这样实现的：该方法包括转炉冶炼和精炼，其特点是在转炉出钢过程合金化及顶渣改质剂(小粒白灰)加入顺序依次为：锰系合金、铝合金、小粒白灰，出钢后钢包内氧含量最终控制在200～300ppm；氩站喂铝线控制钢中Als含量在0.005％～0.015％之间；精炼工序开始首先进行铝合金化处理，以达到精炼处理过程目标Als在0.01％～0.02％之间；在搬出前最后一次合金化再进行Als成分的调整。
本发明还应在精炼搬出前加入含铝量45％～55％的铝质顶渣改质材料(铝造渣球)，加入量为1.1～1.6kg/t钢，然后静吹氩6分钟以上。
本发明采用了转炉工序弱沸腾出钢，在氩站喂铝线调整钢中Als含量，在精炼处理前期达到钢水完全镇静的生产工艺，使转炉内Si≤0.015％的合格率达到100％；经ANS-OB处理后，成品Si≤0.020％的合格率达到100％；或经LF处理后，成品Si≤0.030％的合格率达到100％，即使在LF炉进行深脱硫处理，成品Si≤0.030％的合格率也可达到98％以上。
本发明转炉冶炼过程按正常生产工艺进行，根据冶炼终点碳与氧的情况确定终脱氧剂用量，将出钢后钢包内氧含量最终控制在200～300ppm，以保证钢水的弱沸腾状态，可在合金充分融化前，最大限度地避免合金中的Si进入到钢水中.本发明将原有的出钢过程合金化及顶渣改质剂(小粒白灰)加入顺序改为：锰系合金、铝合金、小粒白灰，必要时再加入增碳剂.因为Si是强氧化元素，当锰系合金先加入钢包内时，罐内钢水是沸腾状态，锰系合金中的Si与钢中的氧首先作用生成SiO2进入渣中，同时部分Mn形成MnO也进入渣中，使钢中的Si含量降低的同时也增加了钢包顶渣的氧化性.
出钢结束后，进氩站测量氧含量，根据氧含量喂铝线调整Als含量，将钢中Als含量控制在0.005％～0.015％之间，可使大罐顶渣具有一定的氧化性(此时顶渣中TFe＞15％)，以避免精炼处理过程中出现回硅。如果进氩站后发现合金成砣，则先进行吹氩处理，使合金充分融化后再测量氧含量并喂线，这样可避免未融化的锰系合金中的Si进入钢中。在喂线结束后，吹氩6分钟以上，取氩站试样，搬出氩站。
精炼工序开始，搬入ANS-OB或LF炉先进行预吹氩，预吹氩时间大于3分钟，然后取精炼初始试样，测温，再根据氩站试样中Als含量首先进行铝合金化处理，以达到精炼处理过程目标Als在0.01％～0.02％之间(此时顶渣中TFe＞10％)。铝合金加入后，吹氩3分钟以上，然后根据精炼初始试样成分及初始温度进行温度和其它成分的调整，以保证精炼加入合金的收得率。在搬出前最后一次合金化再进行Als成分的调整，这样可避免精炼处理过程大罐顶渣中氧势过低，造成回硅。
本发明在精炼搬出前加入含铝量45％～55％的铝质顶渣改质材料，加入量为1.1～1.6kg/t钢，然后进行6分钟以上静吹氩，以便在提高锰系及其它合金收得率的同时进一步改质顶渣，通过二次顶渣改质，可以显著的降低顶渣的氧化性，从而避免因中间包全氧高而使连铸坯形成夹杂等缺陷。
具体实施方式
下面是本发明的三种低硅高锰钢的实施例。
表1本发明实施例所用钢种规格中锰和硅的成分标准
| 序号 | 钢种 | 硅 | 锰 |
| 1 | S320GD+Z | ≤0.030％ | 0.85％～1.00％ |
| 2 | SS400 | ≤0.030％ | 1.15％～1.35％ |
| 3 | STE375 | ≤0.030％ | 1.20％～1.40％ |
表2本发明实施例钢种的转炉冶炼终点控制和合金化工艺
表3本发明实施例钢种的氩站工艺
| 钢种序号 | 氧含量 | 喂Al线 | 吹氩时间 | 搬出[Als] | 渣中[Tfe] |
| 1 | 286ppm | 0.24吨 | 6分钟 | 0.012％ | 18.24％ |
| 2 | 225ppm | 0.22吨 | 6分钟 | 0.010％ | 17.36％ |
| 3 | 268ppm | 0.23吨 | 6.5分钟 | 0.007％ | 21.38％ |
表4本发明实施例钢种的精炼工艺
| 钢种序号 | 进站Als | 首次Al合金化(铝粒) | 过程AlS | 渣中Tfe | 最后Al合金化(铝粒) | 搬出Als | 铝造渣球(45％Al) | 吹氩时间 |
| 1 | 0.005％ | 0.02吨 | 0.012％ | 13.76％ | 0.065吨 | 0.033％ | 0.2吨 | 6.5分钟 |
| 2 | 0.006％ | 0.02吨 | 0.014％ | 13.24％ | 0.060吨 | 0.035％ | 0.2吨 | 7分钟 |
| 3 | 0.003％ | 0.025吨 | 0.010％ | 15.26％ | 0.075吨 | 0.032％ | 0.3吨 | 7.5分钟 |
表5本发明实施例钢种在各工序点硅成分的控制结果
| 钢种序号 | 到氩站[Si] | 氩站搬出[Si] | 进精炼位初始[Si] | 精炼处理过程[Si] | 精炼搬出[Si] | (成品)[Si] |
| 1 | 0.010％ | 0.012％ | 0.012％ | 0.013％ | 0.013％ | 0.013％ |
| 2 | 0.011％ | 0.011％ | 0.012％ | 0.012％ | 0.012％ | 0.012％ |
| 3 | 0.012％ | 0.013％ | 0.013％ | 0.013％ | 0.015％ | 0.015％ |
Claims (2)
1.一种低硅高锰钢的冶炼方法，包括转炉冶炼和精炼，其特征在于转炉出钢过程合金化及顶渣改质剂加入顺序依次为：锰系合金、铝合金、顶渣改质剂，在转炉出钢后钢包内氧含量最终控制在200～300ppm；氩站喂铝线控制钢中Als含量在0.005％～0.015％之间；精炼工序开始首先进行铝合金化处理，使Als在0.01％～0.02％之间，在搬出前最后一次合金化再进行Als成分的调整。
2.根据权利要求1所述的低硅高锰钢的冶炼方法，其特征在于在精炼搬出前加入含铝量45％～55％的铝质顶渣改质材料，加入量为1.1～1.6kg/t钢，然后静吹氩6分钟以上。
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