CN106191368B

CN106191368B - 一种高铝超低钛钢水的生产方法

Info

Publication number: CN106191368B
Application number: CN201510215143.9A
Authority: CN
Inventors: 唐洪乐; 胡建光; 洪建国
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: CN106191368A

Abstract

本发明公开了一种高铝超低钛钢水的生产方法，主要解决现有现有经转炉冶炼和RH真空循环脱气法精炼后所生产钢水化学成分中0.2%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.0015%难以实现的技术问题。本发明的技术方案为：一种高铝超低钛钢水的方法，包括以下步骤：加废钢、兑铁水；转炉前期吹炼，转炉中期吹炼，转炉后期吹炼；转炉出钢；倒渣；RH真空脱气精炼，实现了钢水化学成分中0.2%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.0015%的钢水的生产。本发明方法的工艺稳定，钢水化学成分冶炼命中率高，降低了高铝超低钛钢水的生产成本。

Description

一种高铝超低钛钢水的生产方法

技术领域

本发明涉及炼钢工艺技术领域，具体涉及一种高铝超低钛钢水的生产方法。

背景技术

目前，高级别精品钢对于钢中的钛含量要求很高，如，无取向电工钢一般要求0.1%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.0015%，冶炼过程中，极少量的 Ti、O、N 元素便能结合，形成微细夹杂物 TiOx 和 TiN 等。这些夹杂物会显著降低钢质纯净度，抑制热处理过程中带钢的晶粒成长，从而大幅降低成品带钢的各类磁性。钢水中的 Ti 主要来源于铁水、炉渣，在转炉冶炼过程中，由于 Ti 具有很强的还原性，因此氧化性氛围中，钢水中的 Ti 几乎全部被氧化并形成 TiOx 进入炉渣；真空循环脱气法精炼过程中，随着脱氧、合金化的进行，钢液氧化性不断降低，炉渣 Al₂O₃含量不断升高，这些都不利于提高渣-钢间 Ti 的分配比，也就不利于降低钢中的 Ti 含量，此时，炉渣中的 TiOx 开始被还原，再次形成 Ti 进入钢中。

中国专利申请号CN 201210020927.2公开了一种利用脱磷站进行铁水脱钛的工艺,改专利申请利用已有的铁水脱磷站的供辅系统、动力系统、喷吹系统、称量系统、操控系统，进行脱钛操作；脱钛剂采用氧化铁皮，铁水温度控制在1300℃到1400℃区间；配置顶吹氧枪，调整吹氧量，控制铁水的温度不降低。

现有技术中缺乏高铝超低钛钢水的冶炼方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高铝超低钛钢水的生产方法，主要解决现有经转炉冶炼和RH真空循环脱气法精炼后所生产钢水化学成分中0.2%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.0015%难以实现的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一种高铝超低钛钢水的生产方法，包括以下步骤：

a、采用顶底复吹转炉冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水86%～92%，余量为非IF钢类等含钛废钢，铁水化学成分中w[S]≤0.0015%，0.1%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.05%，轻型废钢化学成分中0.1%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.04%、w[S]≤0.0060%；冶炼全程底吹氩气，氩气流量为0.03～0.08Nm³/（min·t）；

b、转炉冶炼过程中造渣辅料的控制，转炉造渣辅料为生石灰、轻烧镁球和铁矿石；其中，生石灰中w[S]≤0.020%、轻烧镁球中w[S]≤0.035%、铁矿石中w[S]≤0.018%；在转炉氧枪通氧点火时，加入转炉造渣辅料进行造渣，生石灰的吨钢加入量为20～40kg，为生石灰总加入量的1/2～2/3，加入全部的轻烧镁球，为吨钢8～15kg，铁矿石的吨钢加入量为0～30kg，为铁矿石总加入量的60%～80%；前期吹炼过程中，生石灰的吨钢加入量为10～20kg，为生石灰总加入量的1/3～1/2；控制转炉终点渣二元碱度（w(CaO)/w(SiO₂)）为3.5～4.5；炉渣中MgO质量分数为9.0%～11.0%；

c、转炉冶炼过程中供氧量的控制，转炉吹炼前期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的27%～33%,供氧强度为2.7～3.3Nm³/（min·t），转炉吹炼前期的枪位控制为基准枪位；转炉吹炼中期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的48%～56%，供氧强度控制为3.2～3.6Nm³/（min·t），转炉吹炼中期的枪位控制为高枪位→基准枪位，先采用高枪位，加强化渣，并加入铁矿石，铁矿石的吨钢加入量为0～20kg，铁矿石加入量为总矿石用量的20%～40%，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的42%～46%，再采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的6%～10%；转炉吹炼后期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的14%～20%，供氧强度控制为3.1～3.7Nm³/（min·t），转炉吹炼后期的枪位控制为基准枪位→低枪位，先采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量的10%～14%，再采用低枪位，加强搅拌，降低炉渣中FeO含量，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的6%～8%；

d、转炉冶炼过程中钢水的碳氧积值的控制，转炉中钢水的碳氧积值控制为0.0024～0.0030，钢水的碳氧积水平能够有效反映转炉底吹的搅拌效果，钢水的碳氧积在0.0024～0.0030时转炉底吹效果最佳，有利于冶炼过程平稳减少喷溅，本发明中所述的碳氧积值是指转炉中钢水的碳的质量百分比含量与钢水中溶解氧的质量百分比含量的乘积值；

e、转炉吹炼结束后出钢，出钢过程中控制转炉下渣、夹渣，钢包内渣厚≤100mm；

f、转炉出钢结束后，不进行溅渣护炉，将转炉渣全部倒出；

g、对钢水进行RH真空脱气精炼，用硅铁进行脱氧，硅铁加入量为3.0-20kg/t钢，钢水中0.1≤w[Si]≤1.3%，硅铁加完后钢水真空循环2～5min，后加入铝块调节钢水中铝含量，铝块加入量为3.5-5kg/t钢，钢水中0.1%≤w[Al]≤0.3%，得合格钢水。

重复本发明步骤，开始下一炉钢水的生产。

进一步，本发明步骤a中，所述的铁水温度大于1300℃。

进一步，本发明步骤b中，所述的轻烧镁球化学成分的重量百分比为MgO 58%～70%、CaO 20%～30%、SiO₂≤5%、烧损≤10%。

本发明步骤c中，转炉氧枪基准枪位为H₀+H₀*(0.12～0.18)，高枪位控制为H₀+H₀*(0.2～0.5)，低枪位控制为：H₀+H₀*(0.05～0.10)，H₀为转炉内钢液面高度。

进一步，本发明步骤g中，所述的硅铁中硅的重量百分比为75%～80%。

本发明转炉造渣辅料中生石灰为转炉冶炼钢水用冶金生石灰。

本发明通过限制铁水条件，从而减少含钛氧化物进入转炉内，避免后工序下渣被还原，另一方面控制入转炉的钛含量，减少钛氧化物产生的量；通过控制转炉底吹流量、转炉供氧强度，避免转炉终点过氧化，以减少出钢过程夹渣、下渣而带入过多的钛氧化产物；通过RH真空脱气精炼的弱脱氧促进钛氧化物上浮，减少钛氧化物的钛还原，从而得到高铝超低钛钢水。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1、本发明打破了现有经转炉冶炼和真空循环脱气法精炼生产高铝超低钛钢水的技术瓶颈，实现了钢水化学成分中0.2%≤w[Al]≤0.3%、w[Ti]≤0.0015%的钢水的生产。

2、本发明方法工艺稳定，钢水化学成分冶炼命中率高，降低了高铝超低钛钢的生产成本。

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。

如表1至表5所示的实施例，以150吨的顶底复吹转炉冶炼牌号为50W1300的无取向电工钢为例，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%，Ti≤0.0015%，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，其中转炉冶炼全程底吹氩气，具体操作如下：

表1 转炉冶炼金属料配比与组成

表2 转炉造渣辅料配比与组成

表3 转炉冶炼过程中供氧强度

表4 本发明转炉冶炼终点指标

表5 本发明RH炉真空脱气精炼参数

本发明实施例1～4，转炉终点钢水w[C]分别为0.042%、0.052%、0.034%、0.051%；转炉终点钢水w[Ti]分别为0.0002%、0.0003%、0.0001%、0.0002%，RH真空脱气精炼终点钢水w[Al]分别为0.282%、0.293%、0.282%和0.292%，w[Ti]分别为0.0005%、0.0004%、0.0004%、0.0003%,钢水炼成率为100%，在成本上吨钢生产成本相对以前平均降低0.8元，提高了高铝超低钛钢水的炼成率，并降低了高铝超低钛钢水的生产成本。

Claims

1.一种高铝超低钛钢水的生产方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：

a、采用顶底复吹转炉冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水86％～92％，余量为非IF钢类含钛废钢，铁水化学成分中w[S]≤0.0015％，0.1％≤w[Al]≤0.3％、w[Ti]≤0.0050％，轻型废钢化学成分中0.1％≤w[Al]≤0.3％、w[Ti]≤0.04％、w[S]≤0.0060％；冶炼全程底吹氩气，氩气流量为0.03～0.08Nm³/(min·t)；

b、转炉冶炼过程中造渣辅料的控制，转炉造渣辅料为生石灰、轻烧镁球和铁矿石；其中，生石灰中w[S]≤0.020％、轻烧镁球中w[S]≤0.035％、铁矿石中w[S]≤0.018％；在转炉氧枪通氧点火时，加入转炉造渣辅料进行造渣，生石灰的吨钢加入量为20～40kg，为生石灰总加入量的1/2～2/3，加入全部的轻烧镁球，为吨钢8～15kg，铁矿石的吨钢加入量为0～30kg，为铁矿石总加入量的60％～80％；前期吹炼过程中，生石灰的吨钢加入量为10～20kg，为生石灰总加入量的1/3～1/2；控制转炉终点渣二元碱度为3.5～4.5；炉渣中MgO质量分数为9.0％～11.0％；

c、转炉冶炼过程中供氧量的控制，转炉吹炼前期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的27％～33％,供氧强度为2.7～3.3Nm³/(min·t)，转炉吹炼前期的枪位控制为基准枪位；转炉吹炼中期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的48％～56％，供氧强度控制为3.2～3.6Nm³/(mint)，转炉吹炼中期的枪位控制为高枪位→基准枪位，先采用高枪位，加强化渣，并加入铁矿石，铁矿石的吨钢加入量为0～20kg，铁矿石加入量为总矿石用量的20％～40％，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的42％～46％，再采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的6％～10％；转炉吹炼后期，占冶炼炉次总供氧量质量百分比的14％～20％，供氧强度控制为3.1～3.7Nm³/(min·t)，转炉吹炼后期的枪位控制为基准枪位→低枪位，先采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量的10％～14％，再采用低枪位，加强搅拌，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的6％～8％；所述的转炉氧枪基准枪位为H₀+H₀*(0.12～0.18)，高枪位控制为H₀+H₀*(0.2～0.5)，低枪位控制为：H₀+H₀*(0.05～0.10)，H₀为转炉内钢液面高度；

d、转炉冶炼过程中钢水的碳氧积值控制为0.0024～0.0030；

f、转炉出钢结束后，不进行溅渣护炉，将转炉渣全部倒出；

g、对钢水进行RH真空脱气精炼，用硅铁进行脱氧，硅铁加入量为3.0-20kg/t钢，钢水中0.1≤w[Si]≤1.3％，硅铁加完后钢水真空循环2～5min,后加入铝块调节钢水中铝含量，铝块加入量为3.5-5kg/t钢，钢水中0.1％≤w[Al]≤0.3％，得合格钢水。

2.如权利要求1所述的一种高铝超低钛钢水的生产方法，其特征是，所述的铁水温度大于1300℃。

3.如权利要求1所述的一种高铝超低钛钢水的生产方法，其特征是，所述的轻烧镁球化学成分的重量百分比为MgO 58％～70％、CaO 20％～30％、SiO₂≤5％、烧损≤10％。

4.如权利要求1所述的一种高铝超低钛钢水的生产方法，其特征是，所述的硅铁中硅的重量百分比为75％～80％。