CN103397143A - 一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法 - Google Patents

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Abstract

一种改善Ti-IF钢水口堵塞的精炼方法，其步骤：在出钢过程中不加入任何精炼渣改质剂的条件下，控制钢包中渣的厚度不超过80mm；在RH炉内，15钟内将碳脱至设定值；采用氩气软吹50~60分钟；按照常规进行后工序。采用本发明工艺，使钢水中夹杂物整体数量很少，其中Ti-Al-O复合夹杂物比例极少，使钢水浇铸过程中堵塞情况大大改善，并防止了钢流偏流，无卷渣现象产生，保证了铸坯质量及提高了单水口连续浇注炉次。

Description

一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法
技术领域
本发明涉及钢的精炼方法，具体地属于一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法。
背景技术
IF钢具有低的屈服强度、低的屈强比、高的延伸率、高的塑性应变比和高的加工硬化指数等超深冲性，而且具有无时效性，可以满足严格的成形性要求，一般用于高端汽车面板，Ti能与钢中的碳、氮、硫结合形成碳化物、氮化物和硫化物（或碳硫化物），从而清除钢中的间隙原子，获得良好的深冲性能。但是钢中过剩Ti的存在可能影响表面质量，容易使合金化热镀锌板表面产生条形缺陷，且抗粉化性能下降。
水口结瘤是铝镇静钢连铸过程中非常普通的现象。水口堵塞会造成钢流偏流，结晶器钢水流程不稳定，容易卷渣，不仅降低了连铸的效率，而且严重威胁铸坯质量。奥钢联的研究指出结晶器液面波动和表面缺陷的数量有明显的对应关系，而对于ULC-IF 钢，结晶器液面波动经常是由水口结瘤引起的。印度塔塔钢铁公司的连铸实践证明含Ti 低碳和超低碳铝镇静钢，水口堵塞严重程度显著增加。 
人们研究发现，造成在冶炼Ti-IF钢的过程中水口堵塞的原因是钢水中Al2TiOx 所引起的。这已成为一个不争的事实。但如何控制并减少钢水中Al2TiOx的含量，这是目前人们所关注的。本发明通过大量研究及实验，旨在通过控制精炼工艺及精炼渣而予以改善Ti-IF钢中Al2TiOx的含量，已显著减少水口结瘤即水口堵塞的问题。
发明内容
本发明针的目的旨在通过控制精炼工艺及精炼渣而予以改善Ti-IF钢中Al2TiOx的含量，以显著减少水口结瘤即水口堵塞的问题，而提供一种防止钢流偏流，不会产生卷渣，保证铸坯质量的改善Ti-IF钢水口堵塞的精炼方法。
实现上述目的的措施：
一种改善Ti-IF钢水口堵塞的精炼方法，其步骤：
1）在冶炼结束后进行出钢过程中不需加入任何精炼渣改质剂，并控制钢包中渣的厚度不超过80mm；
2）在RH炉内进行脱碳处理，并要在15钟内将碳脱至设定值；
   脱碳结束后，随即加入铝合金至钢种中Al的目标值；待钢水循环3~8分钟后，加入钛合金至钢种中Ti的目标值，并按照要求加入其他合金；待钢水再循环3~5分钟后，同时将40Al改质剂及CaO-CaF改质剂加入，40Al改质剂按照1.5~ 2.0 Kg/吨钢加入，CaO-CaF改质剂按照0.5~ 2.0 Kg/吨钢加入；控制精炼渣中CaO/SiO2在6~8，CaO/Al2O3在1.5~1.8，TFe+MnO在5~6，CaF在2~5；
3）采用氩气进行软吹，控制软吹时间在50~60分钟，氩气流量在60~80L/分钟；
4）按照常规进行后工序。
本发明中关于在RH炉内进行脱碳处理工艺的作用
Ti-IF钢在RH精炼过程中，当脱碳结束后，钢水中会存在大量的自由氧含量。此时会加入大量的金属Al进行脱氧。而加入的金属Al脱氧会产生大量的Al2O3夹杂物。随着钢水循环3-8分钟后，钢水中的Al2O3夹杂物会大量的上浮到钢水表面，进入到精炼渣中。此时，如果钢水循环时间控制较短，Al脱氧不完全，钢水中依然会存在少量的自由氧，加入Ti合金后，此时可能会发生反应：Al2O3+[Ti]+[O]=（Al2TiO5），[Al]+[Ti]+[O]=（Al2TiO5），导致钢水中大量生成Al2TiO5夹杂物。
当合金加入完成后，必须钢水循环3-5min，使合金均匀，使生成的夹杂物反应完成。此时必须就精炼渣进行改质。由于之前的精炼渣主要来源于转炉下渣，精炼渣中氧化性非常高，一般精炼渣中TFe+MnO含量达到15%左右。由于精炼渣中TFe+MnO含量较高，精炼渣和钢水存在氧平衡：[Fe]+[O]=(FeO),因此钢水中始终存在一定量的自由氧。这样会导致钢水中发生Al2O3+[Ti]+[O]=（Al2TiO5），[Al]+[Ti]+[O]=（Al2TiO5），同样导致钢水中大量生成Al2TiO5夹杂物。经过大量的研究和试验，将精炼渣控制为CaO/SiO2为6-8；精炼渣CaO/Al2O3=1.5-1.8，TFe+MnO=5-6%，CaF=2-5%。此时，精炼渣流动性较好，同时不对钢水进行二次氧化，不污染钢水，其吸附Al2O3夹杂能力非常强。
真空精炼处理完毕后，对于Ti-IF钢，必须进行较长时间的镇静吹氩处理工艺。由于Ti-IF钢中的夹杂物主要是Al2O3夹杂物。此类夹杂物比较容易吸附到浸入式水口内壁，造成水口堵塞。而对于Ti-IF钢又不能进行钙处理，使夹杂物变性为低熔点的夹杂物。因此必须使Al2O3夹杂物尽可能上浮去除。因此，控制好合适成分的精炼渣，及合适流量的钢包炉底吹氩工艺，较长时间的镇静处理，能最大程度上去除钢水中夹杂物。
本发明与现有技术相比，经过以上精炼渣及工艺优化后，钢水中夹杂物整体数量很少，其中Ti-Al-O复合夹杂物比例极少。钢水浇铸过程中堵塞情况大大改善。防止了钢流偏流，不产生卷渣，保证了铸坯质量及提高了单水口连续浇注炉次。
附图说明
图1为Ti-IF钢冶炼采用现有技术时在中包中夹杂物Ti-Al-O的分布情况图；
图2为Ti-IF钢采用本发明后在中包中夹杂物Ti-Al-O的分布情况图。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法，其步骤：
1）在冶炼结束后进行出钢过程中不需加入任何精炼渣改质剂，钢包中渣的厚度为75mm；
2）在RH炉内进行脱碳处理，并要在14钟将碳脱至设定值；
脱碳结束后，随即加入铝合金至钢种中Al的目标值；待钢水循环5分钟后，加入钛合金至钢种中Ti的目标值，并按照要求加入其他合金；待钢水再循环5分钟后，同时将40Al改质剂及CaO-CaF改质剂加入，40Al改质剂按照2.0 Kg/吨钢加入，CaO-CaF改质剂按照2.0 Kg/吨钢加入；控制精炼渣中CaO/SiO2在8，CaO/Al2O3在1.58，TFe+MnO在5.5，CaF在3.8；
3）采用氩气进行软吹，控制软吹时间在52分钟，氩气流量在68L/分钟；
4）按照常规进行后工序。
经检测，中间包钢水中夹杂物基本为少量的Al2O3夹杂物（0.58mg/kg），未发现Ti-Al-O复合夹杂，单水口连续浇注由原来的 3 炉提升至5炉，轻微水口堵塞。
实施例2
一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法，其步骤：
1）在冶炼结束后进行出钢过程中不需加入任何精炼渣改质剂，钢包中渣的厚度为70mm；
2）在RH炉内进行脱碳处理，并要在13.5钟将碳脱至设定值；
脱碳结束后，随即加入铝合金至钢种中Al的目标值；待钢水循环6分钟后，加入钛合金至钢种中Ti的目标值，并按照要求加入其他合金；待钢水再循环4分钟后，同时将40Al改质剂及CaO-CaF改质剂加入，40Al改质剂按照1.5 Kg/吨钢加入，CaO-CaF改质剂按照1.0 Kg/吨钢加入；控制精炼渣中CaO/SiO2在7.5，CaO/Al2O3在1.62，TFe+MnO在5.8，CaF在3.2；
3）采用氩气进行软吹，控制软吹时间在55分钟，氩气流量在72L/分钟；
4）按照常规进行后工序。
经检测，中间包钢水中夹杂物基本为少量的Al2O3夹杂物（0.43mg/kg），未发现Ti-Al-O复合夹杂，单水口连续浇注由原来的 3炉提升至5炉，轻微水口堵塞。
实施例3
一种改善Ti-IF水口堵塞的精炼方法，其步骤：
1）在冶炼结束后进行出钢过程中不需加入任何精炼渣改质剂，钢包中渣的厚度为78mm；
2）在RH炉内进行脱碳处理，并要在13钟将碳脱至设定值；
脱碳结束后，随即加入铝合金至钢种中Al的目标值；待钢水循环5分钟后，加入钛合金至钢种中Ti的目标值，并按照要求加入其他合金；待钢水再循环3分钟后，同时将40Al改质剂及CaO-CaF改质剂加入，40Al改质剂按照1.75 Kg/吨钢加入，CaO-CaF改质剂按照0.6 Kg/吨钢加入；控制精炼渣中CaO/SiO2在6，CaO/Al2O3在1.8，TFe+MnO在5.4，CaF在2.3；
3）采用氩气进行软吹，控制软吹时间在53分钟，氩气流量在62L/分钟；
4）按照常规进行后工序。
经检测，中间包钢水中夹杂物基本为少量的Al2O3夹杂物（0.61mg/kg），未发现Ti-Al-O复合夹杂，单水口连续浇注由原来的3 炉提升至5炉，轻微水口堵塞。
上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (1)

1.一种改善Ti-IF钢水口堵塞的精炼方法，其步骤：
1）在冶炼结束后进行出钢过程中不需加入任何精炼渣改质剂，并控制钢包中渣的厚度不超过80mm；
2）在RH炉内进行脱碳处理，并要在15钟内将碳脱至设定值；
   脱碳结束后，随即加入铝合金至钢种中Al的目标值；待钢水循环3~8分钟后，加入钛合金至钢种中Ti的目标值，并按照要求加入其他合金；待钢水再循环3~5分钟后，同时将40Al改质剂及CaO-CaF改质剂加入，40Al改质剂按照1.5~ 2.0 Kg/吨钢加入，CaO-CaF改质剂按照0.5~ 2.0 Kg/吨钢加入；控制精炼渣中CaO/SiO2在6~8，CaO/Al2O3在1.5~1.8，TFe+MnO在5~6，CaF在2~5；
3）采用氩气进行软吹，控制软吹时间在50~60分钟，氩气流量在60~80L/分钟；
4）按照常规进行后工序。
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