CN102277470B

CN102277470B - 一种冶炼低硅冷镦钢的方法

Info

Publication number: CN102277470B
Application number: CN2011102144649A
Authority: CN
Inventors: 王丽萍; 王立峰; 张玮; 吕迺冰; 李舒笳; 邓素怀; 孙齐松; 孔祥涛
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-07-28
Also published as: CN102277470A

Abstract

一种冶炼低硅冷镦钢的方法，属于冷镦钢冶炼技术领域。首先通过转炉造高碱度炉渣，碱度为3.5-4.5，控制转炉出钢下渣量，降低转炉出钢下渣中的SiO₂含量；LF过程中，用石灰、铝矾土、合成渣等原料造渣，调整LF炉渣碱度为5-9之间，降低渣中SiO₂活度；LF精炼过程向渣面加入铝粒和电石间接脱氧，实现控制精炼渣氧化性和避免增Si的目标；根据LF内控Al的目标，在LF精炼前期加入铝铁调铝。优点在于，解决了现有技术中LF精炼过程增硅的问题。

Description

一种冶炼低硅冷镦钢的方法

技术领域

本发明属于冷镦钢冶炼技术领域，特别是提供了一种冶炼低硅冷镦钢的方法。采取转炉冶炼-LF精炼工艺生产低硅冷镦钢，具体通过控制LF精炼过程采用铝粒和电石组合间接脱氧的冶炼方法。

背景技术

冷镦钢在后续使用拉拔过程中，随冷拔减面率增大，硬化严重，拉丝模具消耗增加，对断裂敏感性增大，因此要求Si含量低。另外冷镦钢要求1/2顶锻合格，因此钢水具有一定的洁净度，常采用转炉冶炼——LF精炼冶炼流程。

国内外大部分转炉炼钢厂，铁水脱硅在转炉内进行，冶炼终点Si含量仅为残余。但转炉终渣中的SiO₂含量相对较高，如不能合理的控制出钢过程下渣量，高SiO₂炉渣进入钢包，因此导致精炼过程渣中的SiO₂含量也较高。由于LF精炼脱硫过程需要降低炉渣氧势，在炉渣SiO₂含量较高的情况下，部分SiO₂被还原，使得钢水增硅严重。为了获得低硅洁净钢水，中国专利ZL 200510031484.7给出在精炼过程添加Al₂O₃、NaAlO₂或Ca(AlO₂)₂、CaO或者CaCO₃等铝还原二氧化硅反应抑制剂，但对渣面扩散脱氧效果不明显，影响钢材的洁净度。中国专利ZL 200610025856.X给出了一种用于低硅钢生产的合成渣，合成渣中CaO：58～70％，Al₂O₃：10～15％，Al：8～15％，CaF₂：5～10％，SiO₂小于3％，该类合成渣适用于转炉出钢过程抑制钢水回Si，但单纯采用该合成渣渣面扩散脱氧能力有限，影响钢材的洁净度和钢水的可浇性。

转炉出钢加铝锰铁脱氧、合成渣洗也是一种比较常见的工艺。中国专利ZL02116065.1给出在转炉出钢过程添加碳化钙、硅钙合金、铝锰铁等脱氧，可以避免转炉出钢过程钢液回硅，但无法避免钢包精炼过程钢液回硅。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冶炼低硅冷镦钢的方法，解决了现有技术中LF精炼过程增硅的问题，通过控制LF精炼过程采用铝粒和电石组合间接脱氧的冶炼方法，能够实现比较稳定的生产，且加料等时间安排合理，可以缩短精炼时间，提高生产效率，稳定生产Si≤0.05％的冷镦钢。

本发明为保证在稳定脱硫的情况下避免钢水增硅，首先通过转炉造高碱度炉渣，碱度为3.5-4.5，控制转炉出钢下渣量，降低转炉出钢下渣中的SiO₂含量；LF过程中，用石灰、铝矾土、合成渣等原料造渣，调整LF炉渣碱度为5-9之间，降低渣中SiO₂活度；LF精炼过程向渣面加入铝粒和电石间接脱氧，实现控制精炼渣氧化性和避免增Si的目标；根据LF内控Al的目标，在LF精炼前期加入铝铁调铝。具体步骤及关键控制点如下：

1、转炉冶炼

转炉造渣石灰加入量为50-80kg/吨钢，控制转炉终点炉渣二元碱度在3.5-4.5，由于精炼渣中SiO₂的最主要来源是转炉下渣，因此，可以确保精炼渣中较低的SiO₂含量，为防止精炼增硅提供必要条件。

经过转炉冶炼之后的钢水，其终点硅含量≤0.03％，为近一步提高进精炼站顶渣碱度，在出钢过程中加入白灰和萤石；另外，为缩短精炼周期和减轻精炼的调铝负担，在出钢过程中提高铝铁加入量，保证钢水中较高的铝含量，具体步骤及关键控制点如下：

1)出钢采用挡渣或者留钢操作

2)出钢过程加入白灰和萤石

转炉出钢量1/5时加入白灰和萤石，白灰的加入量为每吨钢2.5-6Kg，萤石的加入量为每吨钢0.5-1.2Kg；通过加入渣料，可以进一步提高精炼渣的碱度；

3)出钢加铝锰铁脱氧

转炉出钢量2/5-1/2时加入铝锰铁脱氧，保证钢水脱氧完全后溶解铝含量≥0.04％，起到预精炼的作用，缩短精炼时间。

经过前面各工序的处理，进LF精炼顶渣碱度高，顶渣的全铁含量≤3％，从而减轻了LF脱硫的压力，可以实现用铝粒和电石进行渣面间接脱氧防止增硅的目的，具体步骤如下：

1)加铝铁调钢中铝

钢水进站后预吹氩3分钟，测温、定氧、取样，而后按照酸溶铝目标0.050～0.090％调铝，早调铝可以避免后期的调铝操作导致夹杂物上浮不充分。

2)配高碱度精炼渣

三种主要的精炼造渣原料石灰、铝矾土、合成渣，调整LF炉渣碱度为5-9，Al₂O₃％控制在：25～40％。不仅能够降低炉渣中SiO₂的活度，避免其被还原，还能够保证炉渣的脱硫能力。

2、LF精炼

在LF炉精炼过程中向渣面撒铝粒和电石间接脱氧，配比为1∶1，总加入量0.3～0.75kg/t钢。根据钢液精炼温度条件下的热力学数据，元素与氧的亲和力为：Al＞Si＞C，所以采用铝粒和电石间接脱氧，不但能够利用铝的强脱氧性保证炉渣的还原性，还能够用电石脱氧，造泡沫渣防止空气氧化渣面，此外还能减少渣中SiO₂的还原。

通过本发明公开的方法，可以在保证精炼脱硫的效果下，避免钢水增硅，与常规工艺相比可以减少增硅量0.02％，精炼结束硅含量可控制在0.05％以下。

LF入加热位加热后，按目标酸溶铝含量0.050～0.090％进行加铝铁调铝操作，且必须保证此操作在精炼初期完成。

具体实施方式

以下的实例用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。以下实例采用220吨顶底复吹转炉和LF精炼炉进行冶炼。

实施例1

1)喷镁铁水预处理后硫含量0.05％，扒渣率＞95％；

2)转炉炉渣碱度4.0；

3)出钢量1/5时加入白灰801Kg，萤石202Kg；

4)出钢量2/5时加入铝锰铁1.1吨；

5)出钢后取样分析Si含量0.027％，酸溶铝含量0.0483％；

6)LF进站后加入铝铁300kg，进站渣碱度5.3；

7)LF进站后，加入造渣原料2吨，其中石灰1吨，铝矾土0.54吨，合成渣0.47吨，精炼渣碱度7.21，全铁含量1.08％；

8)LF调其它合金成分前，向渣面均匀加入铝粒和电石150kg；

9)LF精炼处理结束硅含量0.05％。

实施例2

1)喷镁铁水预处理后硫含量0.05％，扒渣率＞95％；

2)转炉炉渣碱度3.9；

3)出钢量1/5时加入白灰800Kg，萤石201Kg；

4)出钢量2/5时加入铝锰铁1.1吨；

5)出钢后取样分析Si含量0.022％，酸溶铝含量0.0626％；

6)LF进站后加入铝铁300kg，进站渣碱度4.9；

7)LF进站后，加入造渣原料2吨，其中石灰1吨，铝矾土0.54吨，合成渣0.47吨，精炼渣碱度7.42，全铁含量1.08％；

8)LF调其它合金成分前，向渣面均匀加入铝粒和电石140kg；

9)LF精炼处理结束硅含量0.04％。

Claims

1.一种冶炼低硅冷镦钢的方法，包括转炉脱硅脱碳冶炼-LF精炼，其特征在于，在工艺中控制如下技术参数：

(1)转炉冶炼

转炉造渣石灰加入量为50-80kg/吨钢，控制转炉终点炉渣二元碱度在3.5-4.5；经过转炉冶炼之后的钢水，其终点硅含量≤0.03％；

转炉出钢量1/5时加入白灰和萤石，白灰的加入量为每吨钢2.5-6Kg，萤石的加入量为每吨钢0.5-1.2Kg；

转炉出钢量2/5-1/2时加入铝锰铁脱氧，保证钢水脱氧完全后溶解铝含量≥0.04％；

钢水进站后预吹氩3分钟，测温、定氧、取样，而后按照酸溶铝目标0.050～0.090％调铝，

(2)LF精炼

在LF炉精炼过程中向渣面撒铝粒和电石间接脱氧，配比为1∶1，总加入量0.3～0.75kg/t钢，实现渣中FeO+MnO含量小于1.5％；

LF入加热位加热后，按目标酸溶铝含量0.050～0.090％进行加铝铁调铝操作，且保证此操作在精炼初期完成。