CN106011373A - 一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，所述生产方法包括：将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，其中，在所述出钢处理过程中，先对所述钢水进行脱氧处理，然后再向所述钢水加入渣料进行预精炼；在所述出钢处理完毕后，向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧；对所述钢水进行精炼，并在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌；向钢水中加入硅铁合金，以对钢水进行合金化和钙处理；对所述钢水进行二次弱吹氩搅拌；将所述钢水送至连铸设备进行全保护浇注，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。

Description

一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法。
背景技术
钙处理是20世纪70年代发展起来的一种钢水精炼手段。其主要目的包括：(1)深度降低钢中氧[O]、硫[S]等有害元素含量；(2)改变夹杂物组成形态，避免浇铸铝镇静钢发生水口堵塞、夹杂物变性并改善钢材力学性能。
目前钙处理的最常用的手段有：(1)向钢包内直接加入钙合金、向钢液内喷吹钙合金等方法，但由于处理效果不稳定或成本过高等原因己渐被淘汰；(2)钢包喂钙线方法，它是将钙合金(Ca、Ca-Si、Ca-Fe等)用钢皮包裹制成包芯线，通过喂丝机的导引管将其以很高的速度插入钢液，喂丝过程中同时伴随惰性气体搅拌，以增加Ca蒸汽泡在钢液中的停留时间和良好的混合，但钙合金吸收率较低，收得率只有30％左右，而且喂线过程由于Ca蒸汽泡导致的剧烈搅拌引发钢水的二次氧化，降低了钢水纯净度。
发明内容
本申请提供一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。
本申请提供一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，所述生产方法包括：
将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，其中，在所述出钢处理过程中，先对所述钢水进行脱氧处理，然后再向所述钢水加入渣料进行预精炼；
在所述出钢处理完毕后，向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧；
对所述钢水进行精炼，并在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌；
向钢水中加入硅铁合金，以对钢水进行合金化和钙处理；
对所述钢水进行二次弱吹氩搅拌；
将所述钢水送至连铸设备进行全保护浇注。
优选地，所述对所述钢水进行脱氧处理，具体为：
采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理。
优选地，所述采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理，具体为：所述钢水中的氧含量为600ppm时，所述铝铁合金的加入量为4千克/吨钢水，所述钢水中氧含量每增加或减少100ppm，所述铝铁合金的加入量在4千克/吨钢水的基础上增加或减少0.5千克/吨钢水。
优选地，所述渣料包括小粒白灰和萤石，所述小粒白灰的加入量为7.5-8.5千克/吨钢水，所述萤石的加入量为1.8-2.2千克/吨钢水。
优选地，所述渣料在出钢处理完成1/5前加完。
优选地，所述向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧，具体为：
向所述钢水表面加入0.3-0.7千克/吨钢水的铝渣球对所述渣料进行脱氧。
优选地，所述在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌，具体为：
在所述精炼升温处理及除Si元素外其余元素成分调整完毕后进行一次弱吹氩搅拌。
优选地，所述一次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述一次弱吹氩搅拌时间为5-8分钟。
优选地，所述二次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述二次弱吹氩搅拌时间为10-12分钟。
优选地，所述向钢水中加入硅铁合金，具体为：
第一次向钢水加入所述硅铁合金，然后吹氩3分钟；
对所述钢水进行取样分析，获得取样分析结果；
根据所述取样分析结果，第二次向所述钢水加入所述硅铁合金，使得所述钢水的硅元素符合钢种要求，抗酸管线钢钙含量满足Ca/S≥2.0，其余热系钢种钙含量≥0.0010％。
本申请有益效果如下：
上述生产方法将钢水调硅操作后移至精炼处理后期，硅铁合金加入前吹氩弱搅拌，使钢水中的大部分脱氧产物上浮去除，加入硅铁合金进行硅元素的调整使之满足钢种要求，并利用硅铁中的残余钙元素进行夹杂物变性处理，然后再次进行弱吹氩搅拌使钢水中夹杂物进一步上浮去除，取消原有常见的喂钙线操作，减少了生产成本，减少了喂线过程的钢水二次氧化，提高了钢水纯净度，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请较佳实施方式一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法的方法流程图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，所述生产方法包括：将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，其中，在所述出钢处理过程中，先对所述钢水进行脱氧处理，然后再向所述钢水加入渣料进行预精炼；在所述出钢处理完毕后，向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述渣料进行脱氧；对所述钢水进行精炼，并在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌；向钢水中加入硅铁合金，以对钢水进行合金化和钙处理；对所述钢水进行二次弱吹氩搅拌；将所述钢水送至连铸设备进行全保护浇注。
上述生产方法将钢水调硅操作后移至精炼处理后期，硅铁合金加入前吹氩弱搅拌，使钢水中的大部分脱氧产物上浮去除，加入硅铁合金进行硅元素的调整使之满足钢种要求，并利用硅铁中的残余钙元素进行夹杂物变性处理，然后再次进行弱吹氩搅拌使钢水中夹杂物进一步上浮去除，取消原有常见的喂钙线操作，减少了生产成本，减少了喂线过程的钢水二次氧化，提高了钢水纯净度，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为了解决现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题，本申请提供一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法。如图1所示，所述利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法包括以下步骤：
步骤110，将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，其中，在所述出钢处理过程中，先对所述钢水进行脱氧处理，然后再向所述钢水加入渣料进行预精炼。
具体地，所述对所述钢水进行脱氧处理，具体为：采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理。
进一步地，所述采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理，具体为：所述钢水中的氧含量为600ppm时，所述铝铁合金的加入量为4千克/吨钢水，所述钢水中氧含量每增加或减少100ppm，所述铝铁合金的加入量在4千克/吨钢水的基础上增加或减少0.5千克/吨钢水。
所述渣料包括小粒白灰和萤石，所述小粒白灰的加入量为7.5-8.5千克/吨钢水，所述萤石的加入量为1.8-2.2千克/吨钢水，并且，所述渣料在出钢处理完成1/5前加完。
步骤120，在所述出钢处理完毕后，向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述渣料进行脱氧。
具体地，所述向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧，具体为：向所述钢水表面加入0.3-0.7千克/吨钢水的铝渣球对所述钢水表面顶渣进行脱氧。
步骤130，对所述钢水进行精炼，并在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌。
所述在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌，具体为：在所述精炼升温处理及除Si元素外其余元素成分调整完毕后进行一次弱吹氩搅拌。所述一次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述一次弱吹氩搅拌时间为5-8分钟。
通过一次弱吹氩搅拌，促进了脱氧产物的上浮去除，使钢水中夹杂物数量减少，降低了夹杂物变性所需的有效钙含量。
步骤140，向钢水中加入硅铁合金，以对钢水进行合金化和钙处理；
具体地，所述向钢水中加入硅铁合金，具体为：第一次向钢水加入所述硅铁合金，然后吹氩3分钟；对所述钢水进行取样分析，获得取样分析结果；根据所述取样分析结果，第二次向所述钢水加入所述硅铁合金，使得所述钢水的硅元素符合钢种要求，抗酸管线钢钙含量满足Ca/S≥2.0，其余热系钢种钙含量≥0.0010％。
步骤150，对所述钢水进行二次弱吹氩搅拌；所述二次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述二次弱吹氩搅拌时间为10-12分钟。
通过在钙处理完毕后，对钢水进行二次弱吹氩搅拌，使变性夹杂物进一步上浮去除，能够显著提高钢水纯净度。
步骤160，将所述钢水送至连铸设备进行全保护浇注。
上述利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，具有以下有益效果：
在转炉出钢过程中完成钢水和渣料的完全脱氧处理，利用硅铁合金中含量为0.5-1.5％的残余钙元素进行钢水的钙处理，钢水硅元素的合金化和钙处理同时完成，节省了常规工艺喂钙线操作的生产成本并解决了喂线过程中的钢水二次氧化问题。
上述生产方法取消了喂钙线操作，能够有效减少了钢水温降5-10℃，从而能实现了减少转炉出钢温度及精炼升温，在降低生产能耗、生产成本的同时提高了钢水纯净度。
本发明的主要思想为将钢水调硅操作后移至精炼处理后期，硅铁合金加入前吹氩弱搅拌，使钢水中的大部分脱氧产物上浮去除，分两次加入硅铁合金进行硅元素的调整使之满足钢种要求，并利用硅铁中的残余钙元素进行夹杂物变性处理，然后再次进行弱吹氩搅拌使钢水中夹杂物进一步上浮去除，取消原有常见的喂钙线操作，减少了生产成本，减少了喂线过程的钢水二次氧化，提高了钢水纯净度，解决了现有技术中钢水钙处理的处理效果不稳定或成本过高、合金吸收率较低、降低了钢水纯净度的技术问题。
以下通过具体示例对该生产方法进行介绍：
以5个示例分别生产X60级别的管线钢为例进行说明，示例中每个冶炼示例生产钢水300t，炼钢生产要求最终X60管线钢板坯成分满足如下要求：Si：0.15％-0.25％，Ca:≥0.0010％。
本示例所采取的冶炼工艺路线为：“转炉冶炼→LF精炼处理→连铸机全保护浇注”。
步骤(1)将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，出钢过程采用铝铁合金脱氧，转炉终点氧为600ppm时，铝铁合金加入量为4kg/t钢水，钢水中氧含量每增加或减少100ppm，铝铁合金加入量在4kg/t钢水的基础上相应增加或减少0.5kg/t钢水；钢水脱氧完毕加入渣料，渣料由小粒白灰和萤石组成，所述小粒白灰的加入量为7.5-8.5kg/t钢水，所述萤石的加入量为1.8-2.2kg/t钢水，渣料在钢水出钢1/5前全部加完。
5个示例中转炉终点氧含量、出钢铝铁加入量及渣料加入情况见表1。
表1转炉终点情况及铝铁和渣料加入量
示例 转炉终点氧含量 铝铁合金加入量 小粒白灰加入量 萤石加入量
示例1 500.8ppm 3.5kg/t 8.3kg/t 2.0kg/t
示例2 619.3ppm 4.1kg/t 8.0kg/t 2.0kg/t
示例3 677.5ppm 4.5kg/t 8.1kg/t 2.0kg/t
示例4 513.3ppm 3.6kg/t 8.1kg/t 2.0kg/t
示例5 580.7ppm 3.9kg/t 8.0kg/t 2.0kg/t
步骤(2)转炉出钢完毕，向钢水表面加入0.3-0.7Kg/t钢水的脱氧剂对钢水顶渣进行脱氧。
5个实例中渣料脱氧用铝渣球加入量见表2所示。
表2铝渣球加入量
示例1 示例2 示例3 示例4 示例5
0.5Kg/t 0.5Kg/t 0.5Kg/t 0.5Kg/t 0.5Kg/t
步骤(3)将钢包内的钢水进行精炼，精炼后期进行一次弱吹氩搅拌，流量按照单路50-150L/min控制，弱吹氩时间为5-8分钟。
5个示例中第一次弱吹氩搅拌流量及时间见表3所示。
表3弱吹氩搅拌流量及时间
步骤(4)加入硅铁合金进行合金化及钙处理；硅铁合金加入的具体办法为分两次加入；第一次加入时机为温度及其他合金调整结束、弱吹氩搅拌5分钟后加入，合金加入完毕后吹氩3分钟，然后取样分析成分；根据成分分析结果补加硅铁及钙线进行第二次调整；第二次调整硅元素需符合钢种要求，抗酸管线钢钙含量满足Ca/S≥2.0，其余热系钢种钙含量≥0.0010％。
结合X60管线钢钢种控制要求，硅铁合金加入量及实际生产示例成分控制情况见表4所示：
表4硅铁加入量及成分控制情况
5)硅铁加入完毕后进行二次吹氩弱搅拌；
硅铁合金加入完毕成分满足钢种要求后对钢水进行二次弱吹氩搅拌，流量按照单路50-150L/min控制，弱吹氩时间为10-12分钟。
5个示例中第二次弱吹氩搅拌流量及时间见表5所示。
表5弱吹氩搅拌流量及时间
项目 示例1 示例2 示例3 示例4 示例5
吹氩搅拌流量 95L/min 108L/min 113L/min 125L/min 93L/min
弱吹氩时间 12分钟 12分钟 12分钟 12分钟 12分钟
6)将精炼处理完毕的钢水送至连铸设备进行全保护浇注。
5个示例分别生产的X60级别的管线钢的钢水纯净度较高，具体体现在钢水的氧、氮含量及轧制成板卷后夹杂物评级情况上。5个示例得到的铸坯的T.O和N含量见表6所示；5个示例轧制的热轧板非金属夹杂物评级如表7所示。
表6铸坯T.O、N含量
示例 T.O T.N，
示例1 0.0011％ 0.0029％
示例2 0.0009％ 0.0025％
示例3 0.0012％ 0.0027％
示例4 0.0010％ 0.0031％
示例5 0.0009％ 0.0030％
表7热轧板卷非金属夹杂物评级情况
从表6和表7提供的铸坯中氧、氮的含量数据及轧制成板卷后夹杂物评级数据上可以看出，5个示例得到的铸坯的T.O、N含量都很低，且5个示例轧制的热轧板卷的非金属夹杂物评级也很好。因此，本发明提供的利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，将钢水调硅操作后移至精炼处理后期，硅铁合金加入前吹氩弱搅拌使钢水中的大部分脱氧产物上浮去除，分两次加入硅铁合金进行硅元素的调整使之满足钢种要求，并利用硅铁中的残余钙元素进行夹杂物变性处理，然后再次进行弱吹氩搅拌使钢水中夹杂物进一步上浮去除。取消原有常见的喂线操作，减少了生产成本，减少了喂线过程的钢水二次氧化提高钢水纯净度，达到低成本、高洁净度、高效化的目标。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种利用硅铁合金中残余钙进行钢水钙处理的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括：
将顶底复吹转炉冶炼得到的钢水进行出钢处理，其中，在所述出钢处理过程中，先对所述钢水进行脱氧处理，然后再向所述钢水加入渣料进行预精炼；
在所述出钢处理完毕后，向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧；
对所述钢水进行精炼，并在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌；
向钢水中加入硅铁合金，以对钢水进行合金化和钙处理；
对所述钢水进行二次弱吹氩搅拌；
将所述钢水送至连铸设备进行全保护浇注。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述对所述钢水进行脱氧处理，具体为：
采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理。
3.如权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述采用铝铁合金对所述钢水进行脱氧处理，具体为：所述钢水中的氧含量为600ppm时，所述铝铁合金的加入量为4千克/吨钢水，所述钢水中氧含量每增加或减少100ppm，所述铝铁合金的加入量在4千克/吨钢水的基础上增加或减少0.5千克/吨钢水。
4.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述渣料包括小粒白灰和萤石，所述小粒白灰的加入量为7.5-8.5千克/吨钢水，所述萤石的加入量为1.8-2.2千克/吨钢水。
5.如权利要求4所述的生产方法，其特征在于，所述渣料在出钢处理完成1/5前加完。
6.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述向所述钢水表面加入渣脱氧剂对所述钢水表面顶渣进行脱氧，具体为：
向所述钢水表面加入0.3-0.7千克/吨钢水的铝渣球对所述港钢水表面顶渣进行脱氧。
7.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述在所述精炼后期进行一次弱吹氩搅拌，具体为：
在所述精炼升温处理及除Si元素外其余元素成分调整完毕后进行一次弱吹氩搅拌。
8.如权利要求1或7所述的生产方法，其特征在于，所述一次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述一次弱吹氩搅拌时间为5-8分钟。
9.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述二次弱吹氩搅拌的流量按照单路50-150L/min控制，所述二次弱吹氩搅拌时间为10-12分钟。
10.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述向钢水中加入硅铁合金，具体为：
第一次向钢水加入所述硅铁合金，然后吹氩3分钟；
对所述钢水进行取样分析，获得取样分析结果；
根据所述取样分析结果，第二次向所述钢水加入所述硅铁合金，使得所述钢水的硅元素符合钢种要求，抗酸管线钢钙含量满足Ca/S≥2.0，其余热系钢种钙含量≥0.0010％。
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