CN106148633A - 一种if钢中铝含量的稳定控制方法 - Google Patents

一种if钢中铝含量的稳定控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于IF钢生产技术领域，具体涉及一种IF钢中铝含量的稳定控制方法。本发明方法包括以下步骤：a、转炉工序：在冶炼前、中期向转炉中加入冷却剂；转炉终点向炉内加入高镁石灰和改质剂稠渣处理，出钢；转炉出钢后向钢包中加入活性石灰和调渣剂；b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入活性石灰和调渣剂；钢包底吹氩气；c、RH精炼：RH处理全程钢包底吹氩气；RH处理结束后，向钢包表面加入调渣剂；d、板坯连铸：连铸采用改进型长水口进行保护浇铸；连铸过程加入中间包覆盖剂。本发明降低了RH出站‑连铸IF钢中铝的烧损，RH出站‑连铸IF钢中铝的烧损由0.012％降低到0.003％以内，冷轧表面缺陷率由1.36％降低到0.4％。

Description

一种IF钢中铝含量的稳定控制方法
技术领域
本发明属于IF钢生产技术领域，具体涉及一种IF钢中铝含量的稳定控制方法。
背景技术
近年来，虽然中国钢产量居世界第一，但国内钢铁产品的加工及其使用性能的稳定性与先进国家仍存在不小的差距。究其原因，除与钢铁产品的洁净度有关外，还与钢铁产品的成分精度控制较差以及由此引起的性能波动较大密切相关。随着精密仪器、汽车以及特种行业的发展，要求钢铁产品性能具有良好的稳定性。因此，如何稳定控制产品成分，对于产品成分以及性能的稳定控制具有重要的作用。
钢铁产品中最易氧化的元素为铝，钢中的铝在精炼或连铸过程中均易被钢水中、熔渣中以及空气中的氧所氧化，导致其在产品中的成分不能稳定控制以及钢中Al2O3夹杂物含量增加，洁净度降低，钢质变差；同时钢中铝元素的大量烧损导致合金损失大，成品成分不满足钢种要求而带来的钢种改判。
[Als]烧损主要是由于钢中的[Als]与钢包渣中的FeO或MnO以及钢水中的[O]或空气中的O2发生了如下氧化反应：
3(MnO)+2[Al]＝3[Mn]+(Al2O3) (1)
3(FeO)+2[Al]＝3[Fe]+(Al2O3) (2)
3[O]+2[Al]＝(Al2O3) (3)
尤其是在生产汽车面板钢以及汽车结构用钢等高端品种钢时，对于钢中夹杂物，尤其是Al2O3夹杂物的要求极高，因为簇状的高熔点、高硬度的Al2O3夹杂物在冷轧过程中易形成表面缺陷，导致产品报废，因此，稳定控制钢中铝的过程收得率，降低其烧损，对于稳定汽车面板钢等高品质钢的性能，提高其洁净度具有重要作用。
申请号为“201010559160.1”，发明名称为“钢中铝成分的控制方法”，公开了一种在电炉或转炉冶炼出钢过程用铝对钢水脱氧并结合LF精炼工序过程钢包渣改制工艺，实现了脱氧钢中铝的稳定控制，该技术应用于脱氧钢，在转炉出钢过程即将钢水中的氧以及钢包渣中的氧去除，这对于后期精炼、连铸过程钢中铝的稳定控制具有重要帮助，而本技术针对的是IF钢等预脱氧钢，在转炉出钢不对钢水进行脱氧。
李勇强，减少钢中酸溶铝烧损的措施及效果，河南冶金，2013(21)2：39～42，该文献介绍了一种通过LF白渣精炼以及连铸保护渣成分的优化、提高连铸自动开浇率等技术措施，降低了钢中铝的烧损。该文献是在精炼前期对钢水进行完全脱氧，适用于脱氧钢。
可见，现有技术均是单工序的或部分工序的控制技术，未从全工艺流程进行研究。因此，开发一种可用于高品质IF钢中铝含量的稳定控制，降低精炼-连铸过程铝的烧损，提高产品洁净度的方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种IF钢中铝含量的稳定控制方法。
一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，具体包括如下步骤：
a、转炉工序：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为400～800NL/min；加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：RH处理全程钢包底吹氩气；RH处理结束后，向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为20～40wt％，SiO2≤15wt％；
d、板坯连铸：连铸采用改进型长水口进行保护浇铸；大包到中间包采用长水口和保护套管，长水口吹氩+密封圈；大包开浇前先套长水口，禁止敞浇；浇注过程中中间包钢液重量保持在20t以上；连铸过程加入中间包覆盖剂；其中，所述改进型长水口为双氩封水口；所述中间包覆盖剂为铝酸钙系中包覆盖剂和蛭石。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中所述调渣剂由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl 13～30％、MgO 5～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中d步骤所述中间包覆盖剂加入方式为：中包开浇第一炉一次性加入500～800kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，加入20～60kg的蛭石。
进一步的，上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：25～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～35％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质；其中CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所解决的技术问题是提供了一种低成本、稳定性好的IF钢中铝含量稳定控制的生产方法，该技术采用的工艺流程为：转炉控制-LF精炼-RH-CC连铸。通过优化转炉控制参数；转炉出钢与LF精炼、RH精炼分布调渣的工艺，将钢包顶渣成分调整到合适的范围，以及制定适宜于IF钢的连铸保护浇注技术等工艺技术的综合运用，降低了RH出站-连铸IF钢中铝的烧损，RH出站-连铸IF钢中铝的烧损由0.012％降低到0.003％以内，冷轧表面缺陷率由1.36％降低到0.4％。本技术的应用对于稳定汽车板等高品质钢中铝含量，降低冷轧表面缺陷以及稳定产品性能具有重要作用。本方法简单、易操作，生产成本低，适宜于大生产。
具体实施方式
一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，具体包括如下步骤：
a、转炉工序：
优化冷却剂加入工艺：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；
转炉终点调渣要求：转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；
转炉终点控制：转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；
出钢后罐内渣改质要求：转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰(即生石灰)和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
其中，所述冷却剂为废钢等含铁物料，其加入量根据转炉入炉温度来定，一般加入量在0～80kg/t钢；高镁石灰的主要化学成分为MgCO3，一般在转炉出钢稠渣时使用，可用部分碳酸钙代替；改质剂的主要化学成分为：CaO 40～70wt％，Al2O3 20～40wt％，P≤0.1wt％，S≤0.1wt％；单砖流量是指每块透气砖通过低吹气体的流量；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为400～800NL/min；加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：RH处理全程钢包底吹氩气，其氩气流量以刚吹开钢包渣面为准，一般为50～200NL/min；RH处理结束后，向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为20～40wt％，SiO2≤15wt％；
d、板坯连铸：连铸采用改进型长水口进行保护浇铸；大包到中间包采用长水口和保护套管，长水口吹氩+密封圈；大包开浇前先套长水口，禁止敞浇；浇注过程中中间包钢液重量保持在20t以上；
连铸过程加入中间包覆盖剂；其中，所述改进型长水口为双氩封水口；所述中间包覆盖剂为铝酸钙系中包覆盖剂和蛭石。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中所述调渣剂由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl(即金属铝)13～30％、MgO 5～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质；其中，CaO/Al2O3的比值范围优选为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内，确保辅料加入到钢液后形成的渣滴位于低熔点区域内，有利于渣滴的聚集、长大、上浮。
上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中d步骤所述中间包覆盖剂加入方式为：中包开浇第一炉一次性加入500～800kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，根据中包覆盖情况，加入20～60kg的蛭石到中间包覆盖剂薄弱的地方。
进一步的，上述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：25～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～35％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质；其中CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
(1)转炉终点调渣要求：
优化冷却剂加入工艺：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；
转炉终点调渣要求：转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；
转炉终点控制：转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；
出钢后罐内渣改质要求：转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰(即生石灰)和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
表1转炉终点调渣要求
表2转炉终点控制及出钢后罐内渣改质要求
(2)LF过程控制：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为400～800NL/min；加热过程中防止钢水裸露；
表3LF过程控制
熔炼号 活性石灰/(kg/t钢) 调渣剂(kg/t钢) 吹氩流量(NL/min)
1 3.0 1.0 800
2 1.0 1.5 400
3 2.0 3.0 600
4 1.5 1.5 500
(3)RH过程控制：RH处理全程钢包底吹氩气，其氩气流量以刚吹开钢包渣面为准；RH处理结束后，向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为20～40wt％，SiO2≤15wt％；
表4RH处理结束钢包渣改制情况
熔炼号 调渣剂(kg/t钢) FeO/wt％
1 1.0 1.0
2 2.0 0.9
3 1.5 1.6
4 1.0 1.2
(4)连铸过程控制：
连铸采用改进型长水口进行保护浇铸；大包到中间包采用长水口和保护套管，长水口吹氩+密封圈；大包开浇前先套长水口，禁止敞浇；浇注过程中中间包钢液重量保持在20t以上；连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂，并在第二炉开始根据渣覆盖情况加入蛭石进行覆盖，以防止中间包内钢水裸露。
表5连铸过程控制
熔炼号 中包间覆盖剂(kg/炉) 蛭石(kg/炉)
中包第1炉 700 不加
中包第2炉 不加 20
中包第3炉 不加 30
中包第4炉 不加 50
(5)产品成分对比：
通过采用ICP光谱高精度分析仪器以及出厂冷轧表面缺陷检测，结果如下表所示：
表6成品IF钢中性能对比/％
熔炼号 铝烧损/％ 冷轧表面缺陷率/％
1 0.0026 0.38
2 0.0023 0.21
3 0.0019 0.30
4 0.0022 0.34
对比1 0.0125 1.36
对比2 0.0130 1.40
从表6中可以看出：采用本发明方法可以降低RH出站-连铸IF钢中铝的烧损，RH出站-连铸IF钢中铝的烧损由现有技术(对比1和对比2)的0.012％以上降低到0.003％以下，冷轧表面缺陷率也从现有技术的1.36％以上降低到0.4％以下。

Claims (5)

1.一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其特征在于包括如下步骤：
a、转炉工序：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂进行稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为400～800NL/min；加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：RH处理全程钢包底吹氩气；RH处理结束后，向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为20～40wt％，SiO2≤15wt％；
d、板坯连铸：连铸采用改进型长水口进行保护浇铸；大包到中间包采用长水口和保护套管，长水口吹氩+密封圈；大包开浇前先套长水口，禁止敞浇；浇注过程中中间包钢液重量保持在20t以上；连铸过程加入中间包覆盖剂；其中，所述改进型长水口为双氩封水口；所述中间包覆盖剂为铝酸钙系中包覆盖剂和蛭石。
2.根据权利要求1所述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其特征在于：a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
3.根据权利要求1所述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其特征在于：所述调渣剂由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl 13～30％、MgO 5～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其特征在于：d步骤中的中间包覆盖剂加入方式为：中包开浇第一炉一次性加入500～800kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，加入20～60kg的蛭石。
5.根据权利要求1或4所述一种IF钢中铝含量的稳定控制方法，其特征在于：d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：25～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～35％，S≤0.5％，TFe≤2％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质；其中CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1。
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