CN109022666A - 降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，属于冶金技术领域。本发明解决的技术问题是铝镇静钢炼钢过程需要加入大量铝铁合金，生产成本高，铸坯中Al2O3夹杂偏高。本发明的技术方案是提供降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，步骤包括以半钢铁水为原料，转炉冶炼终点控制钢水氧活度500～700ppm，碳含量0.05～0.08％，终点温度1660～1680℃，出钢过程向钢包中加入电石1.8～2.5kg/t钢，炉后小平台定氧，根据钢水氧活度情况喂入铝线0.48～1.91kg/t钢。本发明适用于铝镇静钢生产过程中的脱氧处理，避免产生大量Al2O3夹杂，降低了转炉炉后脱氧成本。

Description

降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法。
背景技术
根据冶炼时脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。其中镇静钢是指炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作为脱氧剂、脱氧完全的钢，即氧的质量分数不超过0.01％，一般常在0.002％～0.003％。这种钢液铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固，故称为镇静钢。镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量较少，性能稳定，故质量好。根据钢种和产品质量，镇静钢又分为硅镇静钢、硅铝镇静钢、铝镇静钢，其中铝镇静钢要求用过剩铝脱氧，钢液中酸溶铝[Al]s≥0.01％。
攀钢钒转炉采用半钢炼钢时，由于半钢中的Si含量为痕迹、C含量较普通铁水低而热源不足，所以与普通铁水炼钢相比，半钢炼钢需要加入含有SiO2、FeO和Fe2O3的复合渣，同时冶炼后期需要补吹更多氧气来满足终点温度控制要求，导致半钢炼钢终点钢水C含量较低、氧活度较高，终点氧含量平均值为650ppm，终点氧含量偏高。对于“铁水预处理→顶底复吹转炉→LF→连铸”的生产工艺，原有的脱氧工艺通常为转炉炉后铝铁脱氧，即通过在出钢过程中向钢包中加入铝铁合金进行脱氧，然而脱氧时不仅需要消耗大量的铝铁合金，增加了生产成本，还会造成钢水中的Al2O3夹杂的增多，对钢水的浇铸和钢材的成品性能产生不利的影响。因此为了降低生产成本和Al2O3夹杂，开发低Al2O3夹杂脱氧工艺很有必要。
发明内容
本发明解决的技术问题是铝镇静钢炼钢过程需要加入大量铝铁合金，生产成本高，铸坯中Al2O3夹杂偏高。
本发明解决上述问题的技术方案是提供降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，包括以下步骤：
a、以半钢铁水为原料，转炉冶炼，终点控制钢水氧活度500～700ppm，碳含量0.05～0.08％，终点温度1660～1680℃，挡渣出钢，出钢过程向钢包中加入电石1.8～2.5kg/t钢初步脱氧；
b、转炉炉后取样分析钢水氧活度，根据钢水氧活度情况向钢包中喂入铝线0.48～1.91kg/t钢深度脱氧，以制得铝镇静钢。
其中，电石中以质量百分数计含有70％～80％的CaC2，15％～20％的CaO，以及不可避免的杂质。
其中，电石的加入速度为0.9～1.2kg/(min·t钢)。
其中，炉后取样分析钢水氧活度为小平台定氧，在转炉出钢结束后3min进行。
其中，铝线的直径为13～17mm。
其中，所述铝线以质量百分数计含有99.1～99.5％的Al，以及不可避免的杂质。
其中，出钢过程采用滑板挡渣系统，下渣量控制在20mm以内，下渣量是指钢渣从转炉随钢水落入钢包中的厚度。
其中，出钢前2min开始吹氩，吹氩量为0.003m3/(min·t钢)。
本发明的有益效果：本发明先加入电石初步脱氧，将大部分氧脱掉后再加入铝线深度脱氧，从而避免产生大量Al2O3夹杂，同时由于电石价格比铝铁合金和铝线都低，因而降低了转炉炉后脱氧成本。
具体实施方式
本发明提供降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，包括以下步骤：
a、以半钢铁水为原料，转炉冶炼，终点控制钢水氧活度500～700ppm，碳含量0.05～0.08％，终点温度1660～1680℃，挡渣出钢，出钢过程向钢包中加入电石1.8～2.5kg/t钢初步脱氧；
b、转炉炉后取样分析钢水氧活度，根据钢水氧活度情况向钢包中喂入铝线0.48～1.91kg/t钢深度脱氧，以制得铝镇静钢。
本发明的技术方案在于对铝镇静钢冶炼过程中脱氧工艺的改进，对后续工艺没有特别限制，可为包括精炼、连铸等在内的常规炼钢工艺，也可炉后直接连铸得到铸坯。
其中，电石中以质量百分数计含有70％～80％的CaC2，15％～20％的CaO，以及不可避免的杂质。
其中，电石的加入速度为0.9～1.2kg/(min·t钢)。电石加入太快钢液面反应剧烈容易发生钢渣飞溅，太慢的话后期脱氧效率降低。
其中，炉后取样分析钢水氧活度具体为小平台定氧，在转炉出钢结束后3min进行。
其中，铝线的直径为13～17mm。
其中，所述铝线以质量百分数计含有99.1～99.5％的Al，以及不可避免的杂质。
其中，出钢过程采用滑板挡渣系统，下渣量控制在20mm以内。
其中，出钢前2min开始吹氩，吹氩量为0.003m3/(min·t钢)。
其中，通过大量实验得到，步骤b中按照表1所示标准喂入铝线可获得较好效果，铝线直径为15mm。
表1
钢水氧活度/ppm ≤100 100～200 200～300 ＞300
铝线喂入量/m/t钢 1.25 1.67 2.5 3.75
某厂120t转炉采用半钢炼钢，冶炼SPHC钢种，转炉冶炼终点控制钢水氧活度500～700ppm，碳含量0.05～0.08％，终点温度1660～1680℃，出钢采用滑板挡渣系统，下渣量控制在20mm以内，出钢前2min开始吹氩直到小平台处理结束，吹氩量为0.003m3/(min·t钢)，出钢过程向钢包中加入电石进行初步脱氧，转炉出钢结束后3min通过小平台站喂铝线对脱氧度进行调整，后续通过浇铸得到实施例铸坯。对比例为脱氧过程只添加铝铁合金脱氧，即出钢过程向钢包中加入铝铁合金进行脱氧，其余工艺参数与实施例相同，后续通过与实施例相同的浇铸工艺得到对比例铸坯。其中铝铁合金含有36～44％的Al、54～60％的Fe以及不可避免的杂质，电石中含有70～80％的CaC2、15～20％的CaO以及不可避免的杂质，铝线含有99.1～99.5％的Al以及不可避免的杂质，铝线直径15mm，电石的加入速度为1kg/(min·t钢)，铸坯中Al2O3夹杂物使用aspx扫描电镜测量。物料具体加入量以及相关结果如表2所示。
表2
从上表可以看出，实施例1～3所得铸坯中Al2O3夹杂物比例相当于对比例降低60％以上，由于铝铁价格8000元/t，铝线价格12800元/t，电石价格2900元/t，采用本发明方法后可以降低转炉脱氧成本7.8/t钢元以上。

Claims (8)

1.降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于包括以下步骤：
a、以半钢铁水为原料，转炉冶炼，终点控制钢水氧活度500～700ppm，碳含量0.05～0.08％，终点温度1660～1680℃，挡渣出钢，出钢过程向钢包中加入电石1.8～2.5kg/t钢初步脱氧；
b、转炉炉后取样分析钢水氧活度，根据钢水氧活度情况向钢包中喂入铝线0.48～1.91kg/t钢深度脱氧，以制得铝镇静钢。
2.根据权利要求1所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述电石中以质量百分数计含有70％～80％的CaC2，15％～20％的CaO，以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述电石的加入速度为0.9～1.2kg/(min·t钢)。
4.根据权利要求1～3任一项所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述取样分析钢水氧活度为小平台定氧，在转炉出钢结束后3min进行。
5.根据权利要求1～4任一项所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述铝线的直径为13～17mm。
6.根据权利要求1～5任一项所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述铝线以质量百分数计含有99.1～99.5％的Al，以及不可避免的杂质。
7.根据权利要求1～6任一项所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：所述出钢过程采用滑板挡渣系统，下渣量控制在20mm以内。
8.根据权利要求1～7任一项所述的降低铝镇静钢中Al2O3夹杂的脱氧方法，其特征在于：出钢前2min开始吹氩，吹氩量为0.003m3/(min·t钢)。
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