CN110106316A - 一种双联生产低碳铝镇静钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的成品碳含量上限在0.02％～0.04％，包括以下步骤：转炉沸腾出钢，终点碳含量质量百分比不大于0.04％；沸腾状态下的钢水进RH或VD脱碳，处理后终点碳含量小于0.01％；脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；钢水到达LF炉预处理位，吹氩后定氧；沸腾状态下的钢水进LF处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，再根据定氧值加入碳素脱氧剂；电极升温，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧。优点是：利用碳素脱氧剂代替部分硅、铝作为脱氧剂，价格便宜，降低了成本。同时，碳脱氧在钢水中无脱氧产物残留，有利于提高钢水洁净度。
Description
技术领域
本发明属于炼钢连铸精炼处理技术，尤其涉及一种双联生产低碳铝镇静钢的方法。
背景技术
碳脱氧工艺主要应用于真空条件下，利用RH、VD等真空精炼设备，使碳与氧发生反应。在真空条件下，钢液中过剩的碳可与氧作用发生碳氧反应，而使钢液中的氧变成CO排除，这时碳在真空状态下成为脱氧剂，它的脱氧能力随真空度的提高而增强。
在常规的炼钢方法中，尤其是生产成品碳含量上限为0.02％～0.04％的低碳铝镇静钢，主要有转炉-真空-铸机工艺和转炉-真空-LF炉-铸机工艺等两种工艺。采用转炉-真空-铸机工艺会出现水口结瘤，造成浇次罐数少，钢铁料较高，成本高。对于薄板坯铸机，为了减轻水口结瘤对生产的影响，只能采用转炉-真空-LF炉-铸机工艺。该工艺因LF炉钢水的脱氧主要是依靠硅、铝等与氧亲和力比铁大的元素来完成，成本也较高。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，用于生产成品碳含量上限在0.02％～0.04％的低碳铝镇静钢，利用碳素脱氧剂、白灰和电极升温的高温造电石渣脱氧，提高升温效率，降低脱氧剂的消耗，降低合金成本；减少Al2O3的生成，提高钢水洁净度。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的成品碳含量上限在0.02％～0.04％，包括以下步骤：
1)炼钢
a转炉沸腾出钢，终点碳含量质量百分比不大于0.04％；
b钢水罐净空控制在400mm-600mm；
2)精炼
a沸腾状态下的钢水进RH或VD脱碳，处理后终点碳含量小于0.01％；脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
b钢水到达LF炉预处理位，吹氩后定氧；
c沸腾状态下的钢水进LF处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，之后根据定氧值加入碳素脱氧剂；
d电极升温，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧，在升温过程中加入二批渣料，二批渣料中白灰与化渣剂的重量比控制在4:1～5:1；二批渣料量控制在0-6kg/吨钢；
e升温后，根据定氧值加入铝脱氧剂终脱氧、脱硫、取过程样，根据过程样合金化、终调成分并上机浇铸。
步骤2)中c的首批渣料及其加入量为白灰4～5kg/吨钢和化渣剂2～2.5kg/吨钢；
碳素脱氧剂加入量根据进站定氧值而定：碳素脱氧剂加入量为
钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+定氧值/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量，其中，定氧值单位为ppm，定氧值范围为200ppm-900ppm。
步骤2)所述的化渣剂是萤石或铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料；碳素脱氧剂是焦炭类增碳剂或石油焦类增碳剂。
步骤2)e的铝脱氧剂为铝线段，LF炉升温后根据定氧值所加首批铝线段的数量为：
200ppm≤进站定氧值＜500ppm时，LF炉加铝线段0.8～1.6kg/吨钢；
500ppm≤进站定氧值＜800ppm时，LF炉加铝线段1.6～2.1kg/吨钢；
800ppm≤进站定氧值时，LF炉加铝线段2.1～2.5kg/吨钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的碳脱氧反应分别在RH或VD炉的真空环境下和LF炉的常压环境下进行。真空脱碳结束后钢水不镇静，沸腾状态的钢水进入LF炉继续利用碳素脱氧剂代替部分硅、铝作为脱氧剂，价格便宜，降低了成本。与常规的转炉-真空-LF炉-铸机工艺相比，吨钢成本能够降低10-15元。同时，碳脱氧在钢水中无脱氧产物残留，有利于提高钢水洁净度。
2、本发明利用现有生产设备，采用沸腾钢水进入LF炉，并在沸腾状态下向钢水中加入碳素脱氧剂、白灰和化渣剂，利用碳素脱氧剂、白灰和电极升温的高温造电石渣脱氧。
3、控制LF炉首批渣料白灰和化渣剂的比例，使顶渣稀一些，有利于碳脱氧反应过程中产生的电石渣埋弧效果良好，能够提高电极升温效率。采用电极升温方式，LF炉升温速率由3-5℃/min提高到4-6℃/min。
4、在LF工序中，向沸腾钢水中加入碳素脱氧剂，容易出现溢渣。本发明采用先加入渣料，以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，从而消除加入碳素脱氧剂的溢渣风险；使碳脱氧工艺能够满足正常生产要求。
5、本发明采用根据定氧值向钢水中加入碳素脱氧剂的方法，当定氧值大于200ppm时，加入的碳素脱氧剂的量加上钢水中的碳含量超过了成品碳上限。吹入的氩气泡对于CO气体相当于一个个小真空室，钢水中的C和O在氩气泡的边界上反应。当处理结束后，钢水碳含量控制在成品范围内，多余的碳用于脱氧。
6、本发明采用根据定氧值向钢水中加入铝线段的方法，能够提高LF炉首次加铝脱氧剂的准确性，避免因首次加铝脱氧剂不准而出现的多次加铝脱氧剂的现象。从而保证LF炉处理结束后钢水的质量稳定和LF炉生产的稳定。
7、采用本发明可以减少LF炉处理过程中的钢水回硅，能够稳定生产成品硅上限0.03％的低硅镇静钢。
8、LF炉操作受LF炉长经验和进LF炉钢水的情况影响较大，本发明使LF炉的操作模式化，减少人的因素和进LF炉钢水的情况对LF炉操作的影响，有利于实现LF炉的智能化生产。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的成品碳含量上限在0.02％～0.04％，包括以下步骤：
1)炼钢
a转炉沸腾出钢，终点碳含量质量百分比不大于0.04％；
b钢水罐净空控制在400mm-600mm；
2)精炼
a沸腾状态下的钢水进RH或VD脱碳，处理后终点碳含量小于0.01％；脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
b钢水到达LF炉预处理位，吹氩后定氧；
c沸腾状态下的钢水进LF处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，之后加入碳素脱氧剂；根据定氧值加入碳素脱氧剂；
d电极升温5-10分钟，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧，在升温过程中加入二批渣料，二批渣料中白灰与化渣剂的重量比控制在4:1～5:1；二批渣料量控制在0-6kg/吨钢；
e升温后，根据定氧值加入铝脱氧剂终脱氧、脱硫、取过程样，根据过程样合金化、终调成分并上机浇铸。
步骤2)中c的首批渣料及其加入量为白灰4～5kg/吨钢和化渣剂2～2.5kg/吨钢；
碳素脱氧剂加入量根据进站定氧值而定：碳素脱氧剂加入量为
钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+定氧值/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量，其中，定氧值单位为ppm，定氧值范围为200ppm-900ppm。
所述步骤2)所述的化渣剂是萤石或铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料；碳素脱氧剂是焦炭类增碳剂或石油焦增碳剂。
所述步骤2)e的铝脱氧剂为铝线段，LF炉升温后根据定氧值所加首批铝线段的数量为：
200ppm≤进站定氧值＜500ppm时，LF炉加铝线段0.8～1.6kg/吨钢；
500ppm≤进站定氧值＜800ppm时，LF炉加铝线段1.6～2.1kg/吨钢；
800ppm≤进站定氧值时，LF炉加铝线段2.1～2.5kg/吨钢。
实施例一
一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.03％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量质量百分比为0.04％；
2)沸腾出钢，大罐净空为400mm。
2、精炼工序
1、钢水到达RH或VD，进行真空脱碳处理，处理结束后钢水中的终点碳含量为0.006％。脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
2、钢水到达LF炉预处理位，吹氩2分钟，吹氩量控制在500L/min以上，顶渣熔化后关氩气定氧，氧值为400ppm。
3、钢水进LF炉处理位后，加入渣料(4kg/吨钢白灰，2kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+400/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量。
4、电极升温9分钟，吹氩量：200L/min。
5、升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为2kg/吨钢和0.5kg/吨钢。
6、升温后首批铝线段的加入量为1.5kg/吨钢。
7、及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
8、钢水合金化后喂入3m/吨钢铝钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例二
一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.02％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量质量百分比为0.03％；
2)沸腾出钢，大罐净空为500mm。
2、精炼工序
1、钢水到达RH或VD，进行真空脱碳处理，处理结束后钢水中的终点碳含量为0.005％。脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
2、钢水到达LF炉预处理位，吹氩2分钟，吹氩量控制在500L/min以上，顶渣熔化后关氩气定氧，氧值为500ppm。
3、钢水进LF炉处理位后，加入渣料(4kg/吨钢白灰，2kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+500/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量。
4、电极升温7分钟，吹氩量：260L/min。
5、升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为1.6kg/吨钢和0.4kg/吨钢；
6、升温后首批铝线段的加入量为1.7kg/吨钢。
7、及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
8、钢水合金化后喂入3m/吨钢铝钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例三
一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，该低碳铝镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.04％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量质量百分比为0.03％；
2)沸腾出钢，大罐净空为600mm。
2、精炼工序
1、钢水到达RH或VD，进行真空脱碳处理，处理结束后钢水中的终点碳含量为0.007％。脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
2、钢水到达LF炉预处理位，吹氩2分钟，吹氩量控制在500L/min以上，顶渣熔化后关氩气定氧，氧值为300ppm。
3、钢水进LF炉处理位后，加入渣料(4kg/吨钢白灰，2kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+300/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量。
4、电极升温8分钟，吹氩量：300L/min。
5、升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为2.5kg/吨钢和0.6kg/吨钢；
6、升温后首批铝线段的加入量为1.3kg/吨钢。
7、及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
8、钢水合金化后喂入3m/吨钢铝钙线，净吹氩3分钟上机。
Claims (4)
1.一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，其特征在于，该低碳铝镇静钢的成品碳含量上限在0.02％～0.04％，包括以下步骤：
1)炼钢
a转炉沸腾出钢，终点碳含量质量百分比不大于0.04％；
b钢水罐净空控制在400mm-600mm；
2)精炼
a沸腾状态下的钢水进RH或VD脱碳，处理后终点碳含量小于0.01％；脱碳结束后钢水不加脱氧剂镇静；
b钢水到达LF炉预处理位，吹氩后定氧；
c沸腾状态下的钢水进LF处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，之后根据定氧值加入碳素脱氧剂；
d电极升温，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧，在升温过程中加入二批渣料，二批渣料中白灰与化渣剂的重量比控制在4:1～5:1；二批渣料量控制在0-6kg/吨钢；
e升温后，根据定氧值加入铝脱氧剂终脱氧、脱硫、取过程样，根据过程样合金化、终调成分并上机浇铸。
2.根据权利要求1所述的一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，其特征在于，步骤2)中c的首批渣料及其加入量为白灰4～5kg/吨钢和化渣剂2～2.5kg/吨钢；
碳素脱氧剂加入量根据进站定氧值而定：碳素脱氧剂加入量为
钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量+定氧值/1000000-0.02％)/碳素脱氧剂碳含量，其中，定氧值单位为ppm，定氧值范围为200ppm-900ppm。
3.根据权利要求1所述的一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，其特征在于，步骤2)所述的化渣剂是萤石或铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料；碳素脱氧剂是焦炭类增碳剂或石油焦类增碳剂。
4.根据权利要求1所述的一种双联生产低碳铝镇静钢的方法，其特征在于，步骤2)e的铝脱氧剂为铝线段，LF炉升温后根据定氧值所加首批铝线段的数量为：
200ppm≤进站定氧值＜500ppm时，LF炉加铝线段0.8～1.6kg/吨钢；
500ppm≤进站定氧值＜800ppm时，LF炉加铝线段1.6～2.1kg/吨钢；
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