CN102943150B - 精炼炉渣控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种改善小方坯铝镇静钢可浇性的精炼炉渣控制方法，属于炼钢精炼控制技术。通过对转炉出钢过程加足量的铝合金脱氧和适量的合成渣渣洗，确保在LF精炼炉不喂铝线，同时在LF精炼过程采用CaO、CaF2、Al2O3进行造渣，渣料分批次加入，精炼过程根据炉渣情况向渣面撒铝粒，确保炉渣的还原性，最后将终渣成分控制为：CaO =45~55%，Al2O3 =35~40%，MgO =5~10%，SiO2≤5%。这样的渣系流动性好，有利于钢渣界面反应，也有利于对钢液中氧化物夹杂的吸附，从而促使钢液中铝脱氧夹杂的转变和去除，并且可以减少Ca线的喂入量甚至不喂，得到的钢液可浇性好，结晶器液面稳定。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及到改善小方坯铝镇静钢可浇性的精炼炉渣控制方法。
背景技术
采用转炉-CAS站-LF精炼炉-小方坯连铸工艺流程生产铝镇静钢时，因钢液中的铝脱氧产物熔点高，很难去除，从而使得钢液可浇性差，特别是小方坯连铸机因其浇注水口直径较小，经常因可浇性不好造成水口节瘤，结晶器液面波动等，使得经常对水口进行烧氧并频繁更换水口，甚至造成停浇，严重影响了铸坯质量，大大增加了生产成本。
生产厂一般都是采用钙处理来改善钢水的可浇性，但是钙处理时对钙的喂入量很难把握，而且喂入的钙在钢液中分布不均匀，容易产生大型夹杂物及硫化钙夹杂，硫化钙的熔点很高，也会影响钢水的可浇性，从而使得含铝钢小方坯连铸的可浇性问题长期得不到解决。
发明内容
本发明的目的在于提供改善小方坯铝镇静钢可浇性的精炼炉渣控制方法。通过控制合适的精炼炉渣渣系，提高钢渣界面反应的能力以及炉渣对夹杂物的吸附能力，解决铝镇静钢在小方坯连铸过程可浇性差的问题。
本发明的技术方案：精炼炉渣控制方法，采用如下工艺步骤：
（1）转炉出钢过程向钢包中加入足量的铝脱氧剂，同时加入一定组成的精炼合成渣，确保脱氧剂和合成渣料在出钢1/5时开始加入，出钢到3/5加完；
（2）钢液进入CAS站后进行强吹氩搅拌，并根据钢液中的铝含量喂铝线，确保钢液中酸溶铝含量质量百分比控制为0.06%~0.09%，此时钢液中的总氧含量质量百分比为0.0020%左右，钢包中炉渣的成分质量百分组成为CaO=50%~60%，Al2O3=20%~35%，MgO=4.5%~5.5%，SiO2=4.5%~5.5%；
（3）在LF精炼工位造渣渣料分两批加入，造渣时间8~12min，精炼过程向渣面分三次撒入适量的铝粒，第三次视精炼炉渣情况进行添加。精炼结束时终渣的成分质量百分组成为CaO =45%~55%，Al2O3=35%~40%，MgO=5%~10%，SiO2≤5%，FeO≤0.8%。
步骤（1）中所用的铝脱氧剂最好为高铝锰铁，加入的合成渣成分为CaO、CaF2、Al2O3。
发明原理：针对铝镇静钢小方坯连铸可浇性差的问题，对可浇性差的原因进行调研，对节瘤的水口进行取样分析发现，水口堵塞物组成成分为Al2O3、MgO-Al2O3尖晶石及高熔点的CaO-MgO-Al2O3等（如图1）。从水口堵塞物组成成分可知，这些都是钢液中高熔点的脱氧产物，说明钢液中的铝脱氧产物都没有向较低熔点夹杂物转变。本发明针对存在的问题对含铝钢的精炼过程及精炼渣系进行了调整试验研究。研究结果表明，通过对脱氧工艺和精炼渣系的调整和改进，连续三个浇次的可浇性都非常稳定，对试验炉次中间包钢液取样分析发现，钢液中的夹杂物基本上都为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂。
本发明的优点在于，通过调整精炼炉渣的成分来提高钢渣界面反应能力和炉渣吸附钢中非金属夹杂物的能力，在精炼过程中实现钢中非金属夹杂物的转变和去除，从而改善铝镇静钢小方坯连铸的可浇性。
附图说明
图1为水口堵塞物扫描电镜照片。
图2为LF精炼前期钢液中的典型夹杂物扫描电镜照片。
图3为LF精炼中期钢液中的典型夹杂物扫描电镜照片。
图4为LF精炼后期钢液中的典型夹杂物扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例一：精炼炉渣控制方法。工艺步骤如下：
入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量S：0.011%，温度1296℃，铁水入转炉前必须将渣扒干净。转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水86吨，废钢12吨。转炉终点控制C=0.050%，P=0.015%，温度1635℃；严格挡渣出钢，渣厚≤50mm，出钢时间5min，出钢1/5向钢包中加入铝脱氧剂进行脱氧，同时向钢包中加入合成渣550kg，出钢2/5加完合金及渣料，其他合金按正常要求添加；CAS站对钢液进行强吹氩搅拌，钢中酸溶铝含量为0.081%，温度为1569℃，没有喂铝线。
钢水运送到LF精炼工位后先接通吹Ar管对钢液进行底吹氩，然后进行测温、取样，测得温度为1562℃。然后送电造渣，加入第一批渣料，渣料主要成分为CaO、CaF2、Al2O3，送电10min后进行测温取样，并向渣面撒入适量的铝粒，再继续送电加热，10min后停止送电并测温、取样；温度合适时可进行合金成分调整，然后加入第二批渣料并送电化渣，10min后停止送电，并测温、取样，同时向渣面撒入适量铝粒，得到高碱度、高Al2O3、强还原性精炼终渣，LF精炼结束时喂入100m纯钙线，然后进行软吹，软吹18min后吊到小方坯连铸机进行浇铸，浇铸按正常参数进行控制，浇铸过程结晶器液面稳定，没有出现涨塞棒的现象，可浇性较好。
对精炼过程样中夹杂物进行扫描电镜分析发现，在LF精炼20min时，钢水中的夹杂物主要为MgO-Al2O3尖晶石夹杂，见图2；LF精炼中期，钢水中的夹杂物主要为高熔点的CaO- MgO- Al2O3类夹杂，见图3；LF精炼后期，钢水中的夹杂物主要为较低熔点的CaO-MgO- Al2O3类夹杂物，见图4；铸坯中的夹杂物也主要为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂物，铸坯中的总氧为0.0016%，说明采用本工艺可以使Al2O3夹杂转变为较低熔点的CaO-MgO- Al2O3类夹杂物，这样的夹杂物容易上浮去除，使钢中总氧比传统工艺明显降低，残留在钢中的夹杂物为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂，有利于改善钢水的可浇性。
实施例二：精炼炉渣控制方法。工艺步骤如下：
入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量S：0.015%，温度1289℃，铁水入转炉前必须将渣扒干净。转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水89吨，废钢10吨。转炉终点控制C=0.060%，P=0.015%，温度1630℃；严格挡渣出钢，渣厚≤50mm，出钢时间5min，出钢1/5向钢包中加入铝脱氧剂进行脱氧，同时向钢包中加入合成渣550kg，出钢2/5加完合金及渣料，其他合金按正常要求添加；CAS站对钢液进行强吹氩搅拌，钢中酸溶铝含量为0.076%，温度为1558℃，喂铝线50m。
钢水运送到LF精炼工位后先接通吹Ar管对钢液进行底吹氩，然后进行测温、取样，测得温度为1553℃。然后送电造渣，加入第一批渣料，渣料主要成分为CaO、CaF2、Al2O3，送电10min后进行测温取样，并向渣面撒入适量的铝粒，再继续送电加热，10min后停止送电并测温、取样；温度合适时可进行合金成分调整，然后加入第二批渣料并送电化渣，10min后停止送电，并测温、取样，同时向渣面撒入适量铝粒，得到高碱度、高Al2O3、强还原性精炼终渣，LF精炼结束时喂入50 m纯钙线，然后进行软吹，软吹18min后吊到小方坯连铸机进行浇铸，浇铸按正常参数进行控制，浇铸过程结晶器液面稳定，没有出现涨塞棒的现象，可浇性较好。
对精炼过程样中夹杂物进行扫描电镜分析发现，在LF精炼前期，钢水中的夹杂物主要为MgO-Al2O3尖晶石夹杂，见图2；LF精炼中期，钢水中的夹杂物主要为高熔点的CaO-MgO -Al2O3类夹杂，见图3；LF精炼后期，钢水中的夹杂物主要为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂物，见图4；铸坯中的夹杂物也主要为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂物，铸坯中的总氧为0.0018%，说明采用本工艺可以使Al2O3夹杂转变为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂物，这样的夹杂物容易上浮去除，使钢中总氧降低，残留在钢中的夹杂物为较低熔点的CaO-MgO-Al2O3类夹杂，有利于改善钢水的可浇性。
Claims (2)
1.精炼炉渣控制方法，其特征在于采用如下工艺步骤：
（1）转炉出钢过程向钢包中加入足量的铝脱氧剂，同时加入一定组成的精炼合成渣，确保脱氧剂和合成渣料在出钢1/5时开始加入，出钢到3/5加完；
（2）钢液进入CAS站后进行强吹氩搅拌，并根据钢液中的铝含量喂铝线，确保钢液中酸溶铝含量质量百分比控制为0.06%~0.09%，此时钢液中的总氧含量质量百分比为0.0020%左右，钢包中炉渣的成分质量百分组成为CaO=60%，Al2O3=20%~35%，MgO=4.5%~5.5%，SiO2=4.5%~5.5%；
（3）在LF精炼工位造渣渣料分两批加入，造渣时间8~12min，精炼过程向渣面分三次撒入适量的铝粒，第三次视精炼炉渣情况进行添加；精炼结束时终渣的成分质量百分组成为CaO =45%~55%，Al2O3=35%~40%，MgO=5%~10%，SiO2≤5%，FeO≤0.8%。
2.根据权利要求1的精炼炉渣控制方法，其特征在于：步骤（1）中所用的铝脱氧剂为高铝锰铁，加入的合成渣成分为CaO、CaF2和Al2O3。
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