CN102140566A - 一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,属于镇静钢技术领域。采用了“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步冶炼工艺,转炉终点氧含量低,钢水脱氧后原始夹杂物少,从夹杂物产生的源头进行控制。将钢包顶渣改质成为具有较强吸附夹杂物能力的炉渣,强调CAS精炼罩内“无渣”操作以及较长的纯吹氩时间保证了夹杂物的充分上浮,连铸采用高碱度覆盖剂和结晶器专用保护渣有利于吸附夹杂物,从夹杂物产生后的各个环节采取措施去除夹杂物。采用这种方法钢包内钢水T.O含量≤30ppm,钢水洁净度高,连铸可浇性好。优点在于工艺流程合理,生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于镇静钢技术领域,特别是涉及一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法。
背景技术
低碳铝镇静钢有两种生产方法,一种是以LF炉精炼工艺为代表的渣精炼方法,一种是以钢包吹Ar、CAS、RH精炼工艺为代表的吹Ar精炼方法。用LF炉精炼工艺的方法生产出的低碳铝镇静钢钢水可浇性好,国内很多钢铁企业采用这种方法尤其是CSP流程的钢铁企业,如专利号为ZL 200510031484.7的“一种低硅低碳铝镇静钢的精炼方法”,这种方法中采用LF精炼工艺,造还原渣进行渣精炼脱硫,LF精炼结束喂钙铁丝或者钙铁线对夹杂物进行变性,使得脱氧后以Al2O3为主的夹杂物变性为以铝酸钙为主的夹杂物,从而改善了钢水的可浇性。但是这种方法LF炉采用电极升温化渣,导致钢水增碳量大,为了保证成品较低的碳含量不得不降低出钢碳含量,从而加大了钢水对转炉的侵蚀,增加了转炉的负担,同时钢水终点氧高,导致钢中原始夹杂物多,不利于钢水洁净度的提高;而且LF炉造还原渣,使得渣中SiO2还原进入钢水中,导致钢水增硅,这种工艺很难生产出Si含量小于0.02%的低碳铝镇静钢;同时LF炉精炼工艺很容易增氮,采用这种工艺生产出的钢水氮含量也较高。低碳铝镇静钢用途主要为冲压用,有的进行镀锌或者镀锡,钢中较高的C、N含量以及较大的球形夹杂物对其冲压性能有不利影响,Si含量高对涂镀性能也有不利影响;LF炉工艺采用电极化渣升温,需要渣料造渣,能耗较高,生产成本较高。
大型钢铁企业低碳铝镇静钢都转向采用钢包吹Ar、CAS、RH精炼为主的生产方法,这种方法转炉出钢后不存在增碳、增硅问题,增氮量也较LF炉工艺低,精炼结束后不喂钙铁丝或者钙铁线对夹杂物进行变性,钢中夹杂物以Al2O3为主,夹杂物形态和大小与LF炉工艺的球形铝酸钙不同,对钢材的冲压性能影响小,其生产成本也较LF炉工艺低很多,这种精炼工艺不能脱S,钢水中硫的控制主要通过铁水脱硫和转炉抑制回硫来实现,同时铁水脱硫的成本也低于LF炉成本。但是这种方法生产出的低碳铝镇静钢,因Al2O3夹杂物容易附着在水口壁上,导致水口堵塞,连铸可浇性较差。因此必须采取措施,提高钢水洁净度,降低钢水中Al2O3夹杂物含量,从而改善连铸的可浇性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,解决了水口堵塞,连铸可浇性较差等问题。
本发明采用了“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步冶炼工艺,转炉终点氧含量低,钢水脱氧后原始夹杂物少,从夹杂物产生的源头进行控制。将钢包顶渣改质成为具有较强吸附夹杂物能力的炉渣,强调CAS精炼罩内“无渣”操作以及较长的纯吹氩时间保证了夹杂物的充分上浮,连铸采用高碱度覆盖剂和结晶器专用保护渣有有利于吸附夹杂物,从夹杂物产生后的各个环节采取措施去除夹杂物。采用这种方法钢包内钢水T.O含量≤30ppm,钢水洁净度高,连铸可浇性好。本方法所采用的工艺流程合理,生产成本低。
采用本发明的低碳铝镇静钢的生产方法,钢水成品碳含量C含量≤0.050%,成品Si含量≤0.020%,钢水可浇性好,连铸不会发生水口堵塞。
本发明采用KR铁水脱硫-“转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢”(该工艺为:铁水先在脱磷转炉进行脱磷操作,然后将脱磷后的铁水兑入脱碳转炉,在脱碳转炉进行脱碳操作,脱碳炉采用的是少渣冶炼操作。)-CAS精炼-连铸的工艺路线,在工艺步骤中控制的技术参数如下:
(1)采用KR搅拌法进行铁水脱硫,脱硫后铁水中硫含量≤0.005%,脱硫渣全部扒掉;
(2)转炉采用“转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢的两步法炼钢工艺”,脱碳炉终渣TFe≤10%;
(3)转炉采用Al脱氧镇静出钢,出钢过程中在线底吹Ar搅拌,出钢过程中向钢包内加入石灰进行钢包顶渣改质,改质后钢包顶渣二元碱度(CaO/SiO2)=1.20~2.50;
(4)CAS精炼进行排渣操作,保证浸渍罩内没有渣子,CAS纯吹氩时间18~35分钟;
(5)连铸采用全保护浇注,大包到中包增氮量小于2ppm;高碱度中包覆盖剂,高碱度覆盖剂中SiO2≤6%,C≤1%;低碳铝镇静钢专用保护渣,该保护渣二元碱度CaO/SiO2=0.9~1.0,Al2O3≤4%。
转炉终点碳含量在0.030~0.045%,终点氧含量≤600ppm。
出钢过程中石灰在出钢前期加入,石灰中SiO2含量≤2%,石灰的活性度≥370ml/l,石灰的粒度在10~50mm之间。
钢包底吹位置与CAS罩同心,CAS排渣后降罩前钢水亮面直径符合“钢水亮面直径/CAS罩内径”=1.0~1.2,保证降罩后CAS罩内无渣子。
所使用的低碳铝镇静钢专用保护渣在使用过程中保护渣粘度变化在1~10%。
本发明具有如下优点:
1、采用KR机械搅拌脱硫,利用了铁水脱硫优势,脱硫成本低。
2、采用了转炉铁水脱磷、少渣脱碳的两步法炼钢工艺,转炉终点氧含量低,产生的原始夹杂物少。
3、采用优质石灰进行钢包顶渣改质,原料简单,利用出钢过程中的冲混作用,成渣快,利于夹杂物的上浮去除到改质的顶渣中。
4、出钢过程中在线底吹Ar搅拌,节约了吹氩时间,同时促进夹杂物上浮去除。
5、采用CAS精炼工艺,生产成本低。
6、采用特殊的中包覆盖剂和保护渣,利于夹杂物的去除和连铸工艺的稳定。
具体实施方式
为清楚地说明本发明的生产要点及其实施效果,提供了300吨转炉流程的实施例和实施效果。
实施例
根据本发明所提供的一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,采用KR铁水脱硫,将铁水中硫含量降低到小于50ppm,脱硫后铁水成份见表1,采用“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步法炼钢工艺”冶炼低碳铝镇静钢,脱碳炉终点钢水成份见表1,钢包开到出钢位,打开底吹,脱碳炉出钢,采用Al铁脱氧,出钢过程中向钢包内加入石灰对钢包进行顶渣改质,钢包顶渣改质后成份见表1,钢包采用吊车或者轨道运送到CAS精炼站,进CAS精炼位,打开与CAS罩同心的那个位置的底吹进行排渣,当排出的渣眼直径超过CAS罩内径时降罩,然后降低底吹流量,进行CAS底吹Ar和合金、温度调整,CAS罩内径、排渣后的钢水亮面直径以及吹氩时间见表1,当吹氩时间、温度和成份合适时,CAS精炼结束,钢包吊至连铸浇注位进行浇注,采用高碱度覆盖剂和专用保护渣,覆盖剂见表2和保护渣理化指标见表3,在中包内钢水出口位置取样分析钢中T.O含量,见表1,采用该工艺,单中包连浇炉数可达12炉以上,总时间达11小时以上。
表1过程工艺参数
表2覆盖剂成份,%
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | F | C | 水分 | 熔点温 |
度℃ | ||||||||
5.10 | 35.07 | 1.50 | 44.96 | 7.60 | 1.80 | 0.80 | 0.80 | 1300.00 |
表3连铸过程保护渣粘度变化(1300℃,泊)
原渣 | 连浇顺序1 | 连浇顺序4 | 连浇顺序6 | 连浇顺序9 | 连浇顺序12 |
1.40 | 1.43 | 1.47 | 1.48 | 1.43 | 1.42 |
从实施例可以看出,采用本发明的低碳铝镇静钢的生产方法,可以很容易的实现中包中钢水T.O含量小于0.003%,300吨钢包连浇12炉以上,保护渣粘度变化不大,中包不发生水口堵塞,浸入式水口连浇6炉更换一次水口,国内外研究表明,中包钢水T.O含量小于0.003%时,铸坯可以不经过检查直接使用,这种方法以最低的成本生产洁净钢水,有广泛的推广应用价值。
Claims (6)
1.一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,低碳铝镇静钢成品C含量≤0.050%,成品Si含量≤0.020%,采用KR铁水脱硫-“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”-CAS精炼-连铸的工艺路线,其特征在于:在工艺步骤中控制的技术参数如下:
(1)采用KR搅拌法进行铁水脱硫,脱硫后铁水中硫含量≤0.005%,脱硫渣全部扒掉;
(2)转炉采用“转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢的两步法炼钢工艺”,脱碳炉终渣TFe≤10%;
(3)转炉采用Al脱氧镇静出钢,出钢过程中在线底吹Ar搅拌,出钢过程中向钢包内加入石灰进行钢包顶渣改质,改质后钢包顶渣二元碱度CaO/SiO2=1.20~2.50;
(4)CAS精炼进行排渣操作,保证浸渍罩内没有渣子,CAS纯吹氩时间18~35分钟;
(5)连铸采用全保护浇注,大包到中包增氮量小于2ppm;高碱度中包覆盖剂,高碱度覆盖剂中SiO2≤6%,C≤1%;低碳铝镇静钢专用保护渣,该保护渣二元碱度CaO/SiO2=0.9~1.0,Al2O3≤4%。
2.如权利要求1所述的提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,其特征在于:转炉终点碳含量在0.030~0.045%,终点氧含量≤600ppm。
3.如权利要求1所述的提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,其特征在于:出钢过程中石灰在出钢前期加入,石灰中SiO2含量≤2%,石灰的活性度≥370ml/l,石灰的粒度在10~50mm之间。
4.如权利要求1所述的提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,其特征在于:钢包底吹位置与CAS罩同心,CAS排渣后降罩前钢水亮面直径符合“钢水亮面直径/CAS罩内径”=1.0~1.2,保证降罩后CAS罩内无渣子。
5.如权利要求1所述的提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,其特征在于:所使用的低碳铝镇静钢专用保护渣在使用过程中保护渣粘度变化在1~10%。
6.如权利要求1所述的提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法,其特征在于:所述的转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢工艺为:铁水先在脱磷转炉进行脱磷操作,然后将脱磷后的铁水兑入脱碳转炉,在脱碳转炉进行脱碳操作,脱碳炉采用的是少渣冶炼操作。
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