CN104694819A - 一种低碳低硅钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括步骤：铁水预处理、转炉炼钢、CAS精炼、RH精炼、连铸。本发明取消了LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它工序；确保入炉铁水中[S]处于较低水平，降低了后续工序脱硫过程中的回Si程度；出钢过程采用双挡渣工艺，出钢时加入石灰和铝块进行强脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢全程打开钢包底吹氩气。本方法通过改进低碳低硅钢的工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，且减少钢水中夹杂物的种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，实现大批量稳定化连铸生产低碳低硅钢。

Description

一种低碳低硅钢的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种低碳低硅钢的生产方法。
背景技术
低碳低硅钢要求成品钢中C的重量百分比≤0.08％，Si的重量百分比≤0.03％，钢板内部质量满足国标一级探伤要求。
目前，按照传统的冶炼工艺生产，即采用KR-BOF-CAS-LF-RH-CCM工艺生产，钢水成分中Si含量难于控制，达标率较低，产品成品率较低。
由于钢水成分中碳、硅含量较低，导致转炉冶炼终点钢水中自由氧含量较高，一般情况下钢水中O的重量百分比≥500×10-4％，冶炼过程中完全依靠铝脱氧，产生大量Al2O3夹杂，导致钢水中夹杂物含量偏高，钢板内部质量无法满足国标一级探伤要求；造成连铸过程中水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故，导致连铸机停机，严重影响了连铸生产的连续性。
因此，如何改进低碳低硅钢的生产工艺，使得产出的低碳低硅钢中Si含量达标，提高产品成品率是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种低碳低硅钢的生产方法，本方法通过改进低碳低硅钢的生产工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，且减少钢水中夹杂物的种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，提高钢水纯净度，实现大批量稳定化连铸生产低碳低硅钢。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
1.一种低碳低硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。
优选的，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
优选的，所述步骤3)中，根据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS站喂入0.5m/t钢～1m/t钢的铝线，使得钢水中Als的重量百分比为0.020％～0.060％，然后进行吹氩造渣，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间不少于8min，至渣样变为深绿色时停止处理。
优选的，所述步骤3)出站渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：15％～25％，MgO：5％～10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。
优选的，所述步骤4)中真空度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥6min。
优选的，所述步骤4)RH精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒。
优选的，所述步骤4)中泡沫剂为手动添加。
优选的，所述步骤4)产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：16％～26％，MgO：5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。
优选的，在所述步骤4)与步骤5)之间还包括钢水钙处理：RH精炼后，在钢水中喂入钙铁线，要求钢水中Ca的重量百分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。
与现有技术相比，本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括步骤：铁水预处理、转炉炼钢、CAS精炼、RH精炼、连铸。本发明通过制定合理的生产工艺流程，将工艺路线设计为：KR→BOF→CAS→RH→CCM，取消LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它工序进行，避免了LF精炼工序带来的Si含量超标风险；优化KR脱硫处理工艺，确保入炉铁水中[S]处于较低水平，减轻了后续工序脱硫负担，降低了后续工序脱硫过程中的回Si程度；出钢、脱氧合金化及造渣制度：出钢过程采用双挡渣工艺，出钢至1/4时加入颗粒状石灰和铝块进行强脱氧，使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm，确保出钢过程化好渣、化透渣。本方法通过改进低碳低硅钢的生产工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。
本发明通过制定合理的生产工艺流程，将工艺路线设计为：KR→BOF→CAS→RH→CCM，取消LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它工序进行，避免了LF精炼工序带来的Si含量超标风险；优化KR脱硫处理工艺，确保入炉铁水中[S]处于较低水平，减轻了后续工序脱硫负担，降低了后续工序脱硫过程中的回Si程度；出钢、脱氧合金化及造渣制度：出钢过程采用双挡渣工艺，出钢至1/4时加入颗粒状石灰和铝块进行强脱氧，使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm，确保出钢过程化好渣、化透渣。本方法通过改进低碳低硅钢的生产工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率。
为提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，同时减少钢水中夹杂物的种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，提高钢水纯净度，实现大批量稳定化连铸生产低碳低硅钢，在本发明的一个实施例中，优选的，将低碳低硅钢成分的重量百分比设计为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
由于RH精炼无脱硫功能，为保证产出的低碳低硅钢Si含量达标，入炉铁水需深脱硫。在铁水预处理过程中，采用KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S，至铁水中S的重量百分比≤0.005％，然后扒渣干净，至铁水裸露面积≥90％，以降低后续工序的脱硫负担，减少因脱硫产生的Al2O3夹杂物总量,降低后续工序脱硫过程中的回Si程度。本发明对KR铁水深脱硫技术的具体操作和工艺参数，没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的操作步骤及工艺参数即可。
为了减少出钢过程下渣量，防止大量氧化性渣流至钢包内给钢水引入大量夹杂物，在本发明的一个实施例中，出钢过程采用双挡渣工艺，优选的，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4使用挡渣棒。同时，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮；出钢过程全程打开钢包底吹氩气，底吹开度以吹开钢液面直径为标准，以300mm～500mm为宜，确保出钢过程化好渣、化透渣，从而提高了低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，同时减少钢水中夹杂物的种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求。
将盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼，根据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS站喂入铝线，加入量优选为0.5m/t钢～1m/t钢，使得钢水中Als的重量百分比为0.020％～0.060％，然后进行吹氩造渣，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间不少于8min，至渣样变为深绿色时停止处理，从而降低了连铸过程中出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故可能性，优选的，控制CAS出站渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：15％～25％，MgO：5％～10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。
在RH精炼过程中，优选的，控制真空度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥6min，充分利用RH炉的真空环境和强大的搅拌能力，实现大量夹杂物上浮至钢包渣中。RH精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，优选为，手动加入发泡剂；钢渣发泡后加入0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，铝粒和钢渣完全反应后渣子变为灰白色，降低了钢包渣中氧含量，从而避免了连铸过程中出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故，保证了连铸生产的连续性。优选的，控制RH精炼产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：16％～26％，MgO：5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。
RH精炼后，在钢水中喂入钙铁线，优化钢水中Ca含量与Als的比例，控制钢水中Ca的重量百分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3，实现Al2O3在浇铸时液态和球化，降低了连铸过程中出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故可能性，实现连铸机多炉次顺利浇铸。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种低碳低硅钢的生产方法进行详细描述。
实施例1：
本实施例为生产耐锌腐蚀JNX06的冶炼工艺，低碳低硅钢成分设计：成分的重量百分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
1)铁水预处理：通过机械搅拌脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比≤0.0045％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％。
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢前期使用挡渣帽，后期使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入4kg/t钢的颗粒状石灰和1.5kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为400mm，出钢过程化好渣、化透渣。
3)CAS精炼：根据转炉终点氧含量情况，在吹氩站喂入0.8m/t钢的铝线，使得钢水中Als的重量百分比为0.032％，然后进行吹氩处理，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm为准，吹氩时间为10min，观察渣样颜色，变为深绿色时停止处理，出站渣中成分的重量百分比为：CaO：44％，SiO2：6.78％，Al2O3：19.20％，MgO：6.33％，MnO：2.01％，FeO：2.08％。
4)RH真空炉外精炼：将步骤3)所得钢水倒入RH真空精炼炉内进行精炼，真空度≤100pa，精炼时间≥10min，脱气时间≥6min，RH真空精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入0.4kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：43％，SiO2：6.68％，Al2O3：20.22％，MgO：6.38％，MnO：1.85％，FeO：1.87％。
5)钢水钙处理：钢水中Ca的重量百分比为38.22×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。
6)连铸产出低碳低硅钢，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为C:0.055％，Si02:0.21％，Mn:0.41％，P:0.015％，S:0.008％，Als：0.020％，达到低碳低硅钢对Si含量的设计要求，钢水浇铸过程中未出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性等现象，铸坯低倍中心偏析为C类1.0级，铸坯质量良好。钢板内部质量良好，满足国标一级探伤要求，产品成品率达92.8％。
实施例2：
本实施例为生产SPHE钢的冶炼工艺，低碳低硅钢成分设计：成分的重量百分比为:C:0.04％～0.05％，Si02:0～0.03％，Mn:0.40％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
1)铁水预处理：通过机械搅拌脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比≤0.0048％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％。
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢前期使用挡渣帽，后期使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入4kg/t钢的颗粒状石灰和1.7kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为400mm，出钢过程化好渣、化透渣。
3)CAS精炼：根据转炉终点氧含量情况，在吹氩站喂入1.0m/t钢的铝线，使得钢水中Als的重量百分比为0.035％，然后进行吹氩处理，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间为10min，观察渣样颜色，变为深绿色时停止处理，出站渣中成分的重量百分比为：CaO：45％，SiO2：7.31％，Al2O3：18.54％，MgO：7.72％，MnO：2.5％，FeO：2.41％。
4)RH真空炉外精炼：将步骤3)所得钢水倒入RH真空精炼炉内进行精炼，真空度≤100pa，精炼时间14min，脱气时间10min，RH真空精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入0.6kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：44％，SiO2：7.02％，Al2O3：19.73％，MgO：7.18％，MnO：2.09％，FeO：2.15％。
5)钢水钙处理：钢水中Ca的重量百分比为36.29×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。
6)连铸产出低碳低硅钢，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为C:0.038％，Si02:0.25％，Mn:0.49％，P:0.016％，S:0.007％，Als：0.023％，达到低碳低硅钢对Si含量的设计要求，钢水浇铸过程中未出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性等现象，铸坯低倍中心偏析为C类1.0级，铸坯质量良好。钢板内部质量良好，满足国标一级探伤要求，产品成品率达92.5％。
以上对本发明所提供的一种低碳低硅钢的生产方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。
2.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
3.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，根据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS站喂入0.5m/t钢～1m/t钢的铝线，使得钢水中Als的重量百分比为0.020％～0.060％，然后进行吹氩造渣，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间不少于8min，至渣样变为深绿色时停止处理。
4.根据权利要求3所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3)出站渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：15％～25％，MgO：5％～10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。
5.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中真空度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥6min。
6.根据权利要求5所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)RH精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒。
7.根据权利要求6所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中泡沫剂为手动添加。
8.根据权利要求7所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：16％～26％，MgO：5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。
9.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，在所述步骤4)与步骤5)之间还包括钢水钙处理：RH精炼后，在钢水中喂入钙铁线，要求钢水中Ca的重量百分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。
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