CN105331776B - 一种超低碳高铝钢的钙处理方法 - Google Patents

一种超低碳高铝钢的钙处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超低碳高铝钢的钙处理方法，主要解决现有板坯连铸机在浇铸碳含量为0.001～0.01%、铝含量为0.1%～0.3%的超低碳高铝钢连铸水口结瘤的技术问题。一种超低碳高铝钢的钙处理方法，包括以下步骤：步骤1、将RH炉进站的钢水在真空度为270Pa以下进行脱碳10～20分钟；步骤2、对脱碳后钢水采用硅进行脱氧，循环3分钟以上，再加入合适量的铝块至成分设计范围，环流量为1600～3000L/min的情况下循环5分钟以上，取样检测钢水中Alt与Als；步骤3、通过RH炉料仓添加钙铁合金块对钢水进行钙处理，真空度降低至10～20KPa；钙铁合金块加入完成后，在环流量为1400～2500L/min状态下循环3分钟以上。本发明与常规钙处理工艺相比，有效防止了连铸水口结瘤。

Description

一种超低碳高铝钢的钙处理方法
技术领域
本发明涉及炼钢工艺技术领域，具体涉及一种超低碳高铝钢的钙处理方法。
背景技术
在炼钢浇铸铝镇静钢，尤其是碳含量为0.001～0.01%、铝含量为0.1～0.3%的超低碳高铝钢时，由于铝脱氧时固态Al2O3的含量较高，同时钢水中铝易二次氧化，生成了高熔点氧化物，导致塞棒、水口结瘤，影响生产节奏和恶化钢水纯净度。
通常，为了解决铝脱氧钢浇铸时易堵水口的问题，在精炼结束后增加钙处理，使高熔点的Al2O3夹杂物变性，生成液态、易于上浮的钙铝酸盐C12A7。添加过多的钙，容易形成熔点较高的C3A、CaS等夹杂；钙处理强度过低，可形成CA6和CA2等高熔点复杂夹杂物。因此，钙添加量的多少，直接影响夹杂物改性的效果。不同厂家目前大多钢铁厂喂钙量有两种方法确定：由钢水中的保证钙含量为0.002%～0.0035%计算得到；另一种方法由[Ca]/[Al]≥0.1计算得到。当钢中成分设计要求铝含量为0.1%～0.3%时，使用以上两种方法计算钙加入量就不完全适合；又，不同钢铁公司对脱氧产生的夹杂物控制的水平不同。因此，为了达到理想的钙处理效果，各钢铁公司实际的钙添加量不同。
中国专利申请CN 201110120621.X，名称为一种防止钢炉连铸水口结瘤加钙的新方法公开了以钢水中的Al2O3作为计算依据，求得硅钙线数量或钙铁线或硅钙粉的添加数量的方法，未提及Al2O3数据的来源，也没有考虑游离钙的添加量，难以实现钙加加入量的精确控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种超低碳高铝钢的钙处理方法，主要解决现有技术中板坯连铸机在浇铸碳含量为0.001%～0.01%、铝含量为0.1%～0.3%的超低碳高铝钢连铸水口结瘤、夹杂物含量大、钢水纯净度降低、钙铁合金块加入量难以精准控制的技术问题。
本发明采用的技术方案是：
一种超低碳高铝钢的钙处理方法，包括以下步骤：
步骤1、将RH炉进站的钢水在真空度为270Pa以下进行脱碳10～20分钟；
步骤2、对脱碳后钢水采用硅进行脱氧，循环3分钟以上；再加入合适量的铝块至成分设计范围，环流量为1600～3000L/min的情况下循环5分钟以上；取样检测钢水中Alt与Als；
步骤3、通过RH炉料仓添加钙铁合金块对钢水进行钙处理，控制钢水增氮，同时，为了提高钙铁合金块的收得率，真空度降低至10～20KPa；钙铁合金块加入完成后，在环流量为1400～2500L/min状态下循环3分钟以上。
本发明步骤3中，钙铁合金块添加量为M，单位为kg/吨钢，由公式一计算得出：
M＝（m 1 +m 2 ）/(c×d) 公式一；
公式一中，m 1 为生成低熔点12CaO·7Al2O3 所需要的钙铁合金块添加量，单位为kg/吨钢；m 2 为根据钢水中需要有2～5ppm的游离钙的设计值所确定的钙铁合金块添加量，单位为kg/吨钢；c为钙铁合金块中钙的质量百分含量；d为钙铁合金块由RH炉料仓添加时的钙元素收得率。
在钢水中加入钙铁合金块对钢水进行钙处理之前，Alt与Als的差值为Al2O3的含量a ppm，依据反应方程式12Ca+[O]+7Al2O3(s)=12CaO·7Al2O3(l)计算出所需钙量，由公式二计算出钙铁合金块添加量m 1 ，
m 1 ＝672.27a 公式二；
钢水中游离钙含量为b ppm时，由公式三计算出钙铁合金块添加量m 2 ，
m 2 =b×10 -3 公式三。
钢水中游离钙的钙铁合金块的计入，是保证钙处理效果和防止中间包长水口堵塞的关键，本发明的钙处理方法通过计入钢水中游离钙需要的钙铁合金块，防止了钢水浇铸时的二次氧化和连铸水口结瘤。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：
1、本发明公开的方法，增加保证钢水中游离钙的钙铁合金块部分，防止因浇铸时钢水二次氧化而引起塞棒、水口堵塞，影响大生产节奏；Al2O3的含量容易得到。Al2O3的含量可直接由Alt和Als差值得到，每炉钙铁合金块的添加量可随不同炉次Al2O3的控制水平调整，防止钙处理过量或不足。
2、本发明公开的方法，在RH炉料仓添加钙铁合金块，能有效防止钢水增氮。钙铁合金块在一定真空度条件下分批次加入，可减少钙铁合金块加入时引起的钢水翻腾，导致钢水吸氮；配入钙铁合金块时，通过降低真空度、合金分批次加入提高了钙铁合金块的收得率。
附图说明
附图为常规工艺中未计入钢水中游离钙的加入钙铁合金块后连铸浸入式水口发生堵塞时的堵塞物的XRD图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
牌号为50W800的无取向电工钢，其化学成分质量百分比为：C≤0.005%，Si：0.8%～1.4%，Mn：0.1%～0.4%，P≤0.05%，S≤0.005%，Alt：0.1%～0.4%，余量为Fe及不可避免的杂质元素，冶炼采用工艺路径为：铁水脱硫预处理－转炉冶炼－吹氩站底吹氩气－RH炉真空脱气精炼－RH炉加入钙铁合金块进行钙处理－板坯连铸。
将RH炉进站的钢水脱气5分钟，真空度为270Pa进行脱碳18分钟，脱碳后钢水采用硅进行脱氧，循环3分钟后，加入合适量的铝块至成分设计范围，气体环流量为1700L/min的情况下循环5分钟以上；通过RH炉料仓添加钙铁合金块对钢水进行钙处理，控制钢水增氮，在添加钙铁合金块时，真空度降低至15KPa，合金单次配入量为50kg，配入次数根据钙铁合金块配入量确定，本实施例中平均分2～4次配入；钙铁合金块加入完成后，在环流量为1400L/min的状态下循环3分钟以上。
取样检测钢水中Alt与Als，由公式一计算得出钙铁合金块的添加量M，
M＝（m 1 +m 2 ）/(c×d) 公式一；
公式一中钙铁合金块中钙的质量百分含量c为27～35％，本发明实例中为28％；公式一中钙铁合金块由RH料仓添加时的钙元素收得率d为6～10％，本发明实例中为6％；表1为本发明吨钢中钙铁合金块添加量M与常规工艺对比数据。
表1 本发明吨钢中钙铁合金块添加量M与常规工艺对比数据
设计Al(%) Alt(%) Als(%) Alt与Als差值a(%) Al2O3变性所需钙铁合金块量m1(kg/t) 游离钙计入b(ppm) 游离钙所需钙铁合金块量m2(kg/t) 钙铁合金块添加总量M(kg/t) 合金添加次数 水口情况 成品磁感B50(T)
实施例1 0.1 0.1084 0.1093 0.0009 0.0061 5 0.005 0.6578 2 8炉连浇无堵塞 1.731
实施例2 0.15 0.1567 0.1583 0.0016 0.0108 4 0.004 0.8784 3 8炉连浇无堵塞 1.732
实施例3 0.3 0.3004 0.3034 0.003 0.0202 2 0.002 1.3195 3 8炉连浇无堵塞 1.730
常规工艺1 0.1 0.1139 0.1149 0.001 0 0 0 1 2 8炉连浇无堵塞 1.731
常规工艺2 0.15 0.1532 0.1556 0.0024 0 0 0 1 2 第7炉水口堵塞 1.729
常规工艺3 0.3 0.308 0.3109 0.0029 0 0 0 1 2 第2炉水口堵塞 1.727
按本发明的钙处理方法在生产中牌号为50W800无取向硅钢，由于钙处理效果好，使钢水中小颗粒Al2O3完全变性为低熔点12CaO·7Al2O3后上浮，小颗粒夹杂物数量减少，生产出的冷轧钢板成品的磁感比用其他钙处理方法处理的钢水产成的冷轧钢板成品的磁感可提高30高斯。
钢水中游离钙的钙铁合金块的计入，是保证钙处理效果和防止中间包长水口堵塞的关键。浇铸超低碳高铝钢时，常规的钙处理工艺中没有将钢水中游离钙的所需要的钙铁合金块添加量计入，板坯连续浇铸时，中间包长水口发生严重堵塞，堵塞物主要成分为CaO·6Al2O3和CaO·2Al2O3，两者均为熔点较高的复合氧化物。参照附图，常规工艺3连铸浸入式水口堵塞物的XRD检测结果。

Claims (2)

1.一种超低碳高铝钢的钙处理方法，其特征是，所述超低碳高铝钢的钙处理方法包括以下步骤：
步骤1、将RH炉进站的钢水在真空度为270Pa以下进行脱碳10～20分钟；
步骤2、对脱碳后钢水采用硅进行脱氧，循环3分钟以上；再加入合适量的铝块至成分设计范围，环流量为1600～3000L/min的情况下循环5分钟以上；取样检测钢水中Alt与Als；
步骤3、通过RH炉料仓添加钙铁合金块对钢水进行钙处理，钙铁合金块添加量为M，真空度降低至10～20KPa；钙铁合金块加入完成后，在环流量为1400～2500L/min状态下循环3分钟以上，所述钙铁合金块的添加量M，单位为kg/吨钢，M由公式一计算得出：
M＝（m 1 +m 2 ）/(c×d) 公式一；
公式一中，m 1 为生成低熔点12CaO·7Al2O3 所需要的钙铁合金块添加量，单位为kg/吨钢；m 2 为根据钢水中需要有2～5ppm的游离钙的设计值所确定的钙铁合金块添加量，单位为kg/吨钢；c为钙铁合金块中钙的质量百分含量；d为钙铁合金块由RH炉料仓添加时的钙元素收得率；在钢水中加入钙铁合金块对钢水进行钙处理之前，钢水中Alt与Als的差值为Al2O3的含量a ppm，由公式二计算出钙铁合金块添加量
m 1 ，m 1 ＝672.27a 公式二；
钢水中游离钙为b ppm时，由公式三计算出钙铁合金块添加量m 2 ，m 2 =b×10 -3 公式三。
2.如权利要求1所述的一种超低碳高铝钢的钙处理方法，其特征在于，所述步骤3中通过RH炉料仓添加钙铁合金块时为分次加入，单次加入量为50kg，加入次数根据钙铁合金块添加量确定。
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