CN104498661A - 一种高碳钢氧含量的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高碳钢氧含量的控制方法，其特征在于转炉终脱氧及钢包炉精炼脱氧均采用含铝、磷较低的电石和碳化硅脱氧造渣剂，其中转炉脱氧合金化采用锰硅合金补加特种硅铁，禁止转炉采用高碳锰铁配加硅铁合金化；终脱氧视出钢碳含量采用电石配加碳化硅，禁止采用含铝或硅钙合金；钢水到钢包炉精炼站，以电石和碳化硅脱氧为主，不加入其他脱氧剂。本发明具有脱氧迅速、夹杂物含量少，对钢水增磷少，能有效控制钢中铝含量，工艺简单、成本低的特点。

Description

一种高碳钢氧含量的控制方法

技术领域：

    本发明属于炼钢领域，具体涉及一种高碳钢氧含量的控制方法。

背景技术：

炼钢过程中，由于原材料中存在大量的氧化物及有害元素，而炼钢过程又是一个氧化反应过程，因此，在出钢和精炼过程，需要对钢水进行脱氧处理，以减少钢坯气泡、降低夹杂物、有害元素及组织缺陷。而现在大部分钢铁企业对钢水的脱氧常采用复合脱氧剂，如铝锰铁复合脱氧剂、硅钙钡铝铁复合脱氧剂、硅钙镁复合脱氧剂等，无疑这些复合脱氧剂增大了比重，可以沉降到钢水内部对其进行脱氧，但存在工艺复杂，劳动强度大，成本高，能耗高或脱氧效果不理想等缺陷，并且各元素的利用率也不够稳定。尤其在生产质量要求较高的高碳钢系列产品（如钢丝绳用钢SWRH82B、高压胶管钢丝用钢C82DA、帘线钢LX70A等高附加值高碳钢种）时，采用上述脱氧方法会使钢水中的夹杂物及有害元素磷、铝等增多，造成钢质不佳。

发明内容：

本发明的目的是为了稳定高碳钢脱氧效果，保证钢质而提出的一种适应性较强的高碳钢氧含量的控制方法。

    本发明采用的技术方案为，一种高碳钢氧含量的控制方法，所述方法包括以下步骤：

转炉采用高拉碳深脱磷工艺，终点碳含量大于0.50%，磷含量小于0.015%，终点温度在1575℃以上；

在出钢前向钢包内加入预脱氧电石，每吨加入0.3~4.0kg；

见钢流后并在合金化合金加入之前，每吨加入0.8~2.0kg的97号以上的碳化硅，并立即进行增碳操作；

转炉出钢合金化过程中，加入铝含量小于0.10%的锰硅合金、碳化硅或特殊硅铁合金；

进行钢包炉精炼，总精炼时间控制在45~70分钟；

钢水到达钢包炉后，搅拌均匀，根据取样成分对钢水进行成分调整；

成分调整过程中，不喂钙铁线；成分进线后，若钢水中的铝含量大于0.0030%时，喂入钙铁线，每吨喂入0.3~1.0m/t，

进行造白渣操作，造白渣保持期间，根据钢水中碳和硅的含量采用电石或者碳化硅脱氧，不再加入其他脱氧剂；

搅拌白渣时避免钢液大面积裸露，搅拌时间为15~25分钟；

白渣保持时间完成后，钢包炉精炼开始软搅拌，软搅拌时间为12~18分钟；

钢包炉精炼结束后，在钢包渣面上加入覆盖剂；

进行连铸。

本发明产生的有益效果是：本方法有效的解决了高碳钢系列产品氧含量控制、夹杂物含量控制及有害元素磷、铝等含量控制的技术问题，具有脱氧迅速、夹杂物含量少，对钢水增磷少，能有效控制钢中铝含量，工艺简单，成本低廉。

具体实施方式：

本发明适用于高碳拉拔用洁净钢生产工艺，其工艺过程为转炉高拉碳冶炼→出钢过程脱氧合金化→LF精炼（脱氧、成分微调、夹杂物去除）→连铸（全程保护浇注）。本发明核心为该方法所用的脱氧剂种类、脱氧剂加入时机、脱氧剂加入量、合金化合金种类的选择与控制。在本发明中，转炉终脱氧及钢包炉精炼脱氧剂均采用含铝、磷较低的电石和碳化硅。

1）转炉过程控制

①转炉采用高拉碳深脱磷工艺，终点碳含量要求大于0.50%，磷含量要求小于0.015%，终点温度要求在1570℃以上；

②转炉出钢过程脱氧：在出钢前（开始倒炉时），钢包以开到出钢位，加入预脱氧电石，参考加入量为0.3~4.0kg/t，提前完成对出钢过程下渣的脱氧；见钢流后，视出钢碳含量加入97号以上碳化硅，参考加入量0.8~2.0kg/t,，并立即进行增碳操作，加入时机为在合金化合金加入之前；

③转炉出钢过程合金化：采用铝含量小于0.10%的锰硅合金、碳化硅与特殊硅铁合金，加入量按硅、锰成分下限控制，禁止转炉采用高碳锰铁配加硅铁合金化，禁止采用任何含铝合金，合金加入量按钢种各成分下线控制。

2）精炼各阶段控制：

①总精炼时间控制在45~70min以上，据此安排生产调度；

②钢水到LF工位后，搅拌均匀，根据取样成分对钢水进行成分调整；

③成分调整过程中，不喂钙铁线；成分进线后，视钢水中铝和脱氧情况而定，当铝大于0.0030%时，喂入钙铁线0.3~1.0m/t，否则不喂钙铁线；

④钢水到LF工位后，要求在15min以内完成造白渣操作，造白渣保持期间，根据钢水成分中碳和硅的含量，采用电石或者碳化硅脱氧，除了正常合金化的合金外，不再加入其他脱氧剂；

⑤造白渣后控制合理的搅拌强度，要避免钢液面大面积裸露，该阶段持续时间要求在15~25min；

⑥白渣保持时间完成后，LF精炼即可开始软搅拌，软搅拌时间在12~18min；

⑦LF精炼结束后，钢包渣面加覆盖剂，减少钢水吊运与浇注过程的温降。

3）连铸过程全程保护浇注，中间包确保烘烤良好，结晶器采用低氧化性干燥保护渣等，均采用最严格的保护浇注工艺。

以下为本发明的具体实施例：

实施例1：

采用100t顶底复吹氧气转炉生产拉拔用高碳钢SWRH72A。

①高拉碳深脱磷出钢，出钢量113.9t，出钢温度：1610℃、磷：0.012%、C：0.51%。

②出钢前，在钢包内加入10包电石预脱氧，见钢流即加入增碳剂与碳化硅（1包），出钢1/5时加入硅锰合金650kg；

③出钢加入增碳剂18包，辅料石灰165kg。

④LF进站即进行大气量搅拌，保持钢包内微正压，共加入电石8包，碳化硅2包，造白渣时间为10~15min，白渣保持时间为18~23min。

⑤成分微调期间共加入锰硅合金73kg、增碳剂6包、特殊硅铁合金199kg，脱硫石灰212kg，化渣萤石81kg。

⑥总精炼时间约为55min，软搅拌时间保持15min，成品Al含量0.0030%。

经检验，铸坯T[O]为0.0027%，基本达到了该成分体系下的平衡溶解氧含量0.0022%，夹杂物观察发现夹杂物尺寸均在20μm以下，夹杂物当两个数25个/cm²，10~15μm的夹杂物仅为2个/cm²，未发现纯Al₂O₃夹杂物。

实施例2：

采用150t顶底复吹氧气转炉生产拉拔用高碳钢SWRH82B。

①高拉碳深脱磷出钢，出钢量143.00t，出钢温度：1605℃、磷：0.012%、C：0.60%。

②出钢前，在钢包内加入10包电石预脱氧，见钢流即加入增碳剂与碳化硅（2包），出钢1/4时加入硅锰合金530kg，特殊硅铁438kg；

③出钢加入增碳剂20包，辅料石灰300kg。

④LF进站即进行大气量搅拌，保持钢包内微正压，共加入电石9包，碳化硅2包，造白渣时间为10~15min，白渣保持时间为25~30min。

⑤成分微调期间共加入锰硅合金266kg、增碳剂8包，化渣萤石167kg。

⑥总精炼时间约为60min，软搅拌时间保持15min，成品Al含量0.0020%。

⑦经检验，铸坯T[O]为0.0023%，基本达到了该成分体系下的平衡溶解氧含量0.0022%，夹杂物观察发现夹杂物尺寸均在20μm以下，夹杂物当两个数小于14个/cm²，大于10~15μm的夹杂物仅为1个/cm²，未发现纯Al₂O₃夹杂物。

由上述实施例与实施效果可知，本发明与其它工艺相比，通过预脱氧剂的选择与控制，脱氧剂加入时机的选择，便于夹杂物快速上浮去除，可显著提高钢的纯净度，使得钢水T[O]基本与其平衡熔解氧含量相当。采用无铝脱氧剂进行脱氧，消除了对该系列钢种危害极大的纯Al₂O₃夹杂物。

本发明操作简单，与常规工艺流程相当，仅对脱氧剂种类、加入时机、加入方法的选择、过程操作方法进行了优化改进，即达到了良好的效果，可以不进行真空处理，成本较低，具有很强的实用性。

Claims (2)

1.一种高碳钢氧含量的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

转炉采用高拉碳深脱磷工艺；

在出钢前向钢包内加入预脱氧电石，每吨加入0.3~4.0kg；

见钢流后并在合金化合金加入之前，每吨加入0.8~2.0kg的97号以上的碳化硅，并立即进行增碳操作；

转炉出钢合金化过程中，加入铝含量小于0.10%的锰硅合金、碳化硅或特殊硅铁合金；

进行钢包炉精炼，钢水到达钢包炉后，搅拌均匀，根据取样成分对钢水进行成分调整；

成分调整过程中，不喂钙铁线，进行造白渣操作，造白渣保持期间，根据钢水中碳和硅的含量采用电石或者碳化硅脱氧，不再加入其他脱氧剂；

钢包炉精炼结束后，在钢包渣面上加入覆盖剂；

进行连铸。

2.根据权利要求1所述的一种高碳钢氧含量的控制方法，其特征在于：在成分进线后，若钢水中的铝含量大于0.0030%时，喂入钙铁线，每吨喂入0.3~1.0m/t。