CN111424204A - 一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺，属于钢铁冶金技术领域，其特征在于不使用钙处理情况下进行成型性低碳铝镇静洁净钢的生产，具体的流程为：铁水→氧气顶底复吹转炉→LF精炼(钢水铝成分调整，进行3次喂铝，喂入铝铁稀土包芯线)→钢包底部氩气软吹→连铸→连轧。与现有技术相比较，不采用钙处理工艺，省却了钙处理成本，避免了高熔点铝酸盐易发生絮流的问题，改进钢板的成型性能，减少冷弯开裂发生几率。

Description

一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺
技术领域
本发明是发明专利申请《一种免钙处理镇静洁净钢生产工艺》(申请号：2018100948303)的分案申请。具体涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及不使用钙 处理情况下进行成型性低碳铝镇静洁净钢的生产工艺。
背景技术
目前生产低碳含硅铝镇静钢工艺，钙处理是核心环节，具体的生产工艺一 般采用铁水→氧气顶底复吹转炉→LF精炼→钢包底部氩气软吹→钙处理→钢包 底部氩气软吹→薄板坯连铸→连轧的工艺流程。其中钙处理工艺具体为：钢水 喂入金属钙实芯包芯线，其目的在于：控制合适的钙铝比，生成低熔点液态 12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3铝酸盐，促进夹杂物上浮，改善钢水可浇性。
但实际生产中，采用上述的钙处理工艺，钙的收得率常在20％左右，在冶 炼温度下大部分钙残留在金属熔池中主要存在形式如下(1)氧化物夹杂，固态 钙铝酸盐(C.6A，C.2A，C.A)；(2)钢水中CaS夹杂，而这些钙的存在形式 易造成水口堵塞，影响和限制薄板坯连铸生产效率；并且，钢水中高熔点铝酸 钙夹杂物，影响了钢板的成型性能，易发生冷弯开裂。
因此，区别于现有生产低碳含硅铝镇静钢的钙处理技术，如何克服现有技 术偏见，摆脱钙处理环节，更好地控制夹杂物数量，改善钢水可浇性，减轻絮 流问题，成为目前该领域的技术难点。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提出了一种免钙处理低碳 含硅镇静洁净钢生产工艺。本发明克服现有技术偏见，摆脱钙处理工艺环节， 但仍然完全可以满足连铸钢水可浇性要求，并且因高熔点铝酸钙夹杂物数量少， 钢板成型性能得以改善。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢 生产工艺，其特征在于，生产工艺包括以下步骤：
(1)铁水：硫含量低于0.02％；
(2)氧气顶底复吹转炉：挡渣出钢，控制转炉终点钢水[O]＜600ppm；
(3)LF精炼：精炼进站钢水[Al]0.035～0.050％，钢水温度1550～1650℃； 按6～7Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 54～58％；Al2O3 26～28％；SiO2 7～ 8％；MgO 5～6％，碱度CaO/SiO2数值6～8；精炼造白渣；钢水铝成分调整， 进行3次喂铝，喂入铝铁稀土包芯线；精炼出站钢水成分的质量百分比控制为： C：0.038～0.045％，Si：0.15～0.25％，Mn：0.50～0.60％，P≤0.015％，S≤0.003％， Alt：0.008～0.020％，余量为铁和微量的不可避免的杂质；
(4)钢包底部氩气软吹镇静：时间20～30分钟；
(5)连铸：酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～6m/min；
(6)轧钢。
其中：
步骤(1)中，挡渣使得进入钢包的FeO和MnO的总含量为进入钢包中的 钢水重量的5～7％，向钢水中加入铝铁镁复合脱氧剂进行预脱氧，并在出钢后 对钢包中的钢水进行一次喂铝；
步骤(4)中，钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢水为准，且精炼 出站后底吹不得大搅降温。
步骤(5)中，连铸采用整体浸入式水口，中包开浇氩气吹扫，双层覆盖 剂，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口，连浇钢水通过氩气保护浇注。
上述的双层覆盖剂为下部碱性，上部酸性。
与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
1、本发明克服现有技术偏见，摆脱钙处理工艺环节，且避免了高熔点铝酸 盐易发生絮流的问题，改进钢板的成型性能，减少冷弯开裂发生几率；
2、使用本发明技术可以避免钙处理工艺所带来的增氮问题；
3、本发明技术减少了工艺步骤，简化了工艺流程，完全可以控制和减少夹 杂物数量，满足连铸钢水钢水洁净度和可浇性要求，夹杂物上浮、吸附效果明 显，产品成分合格率达到99.3％；
4、使用本发明技术，省却了钙处理成本，吨钢节省成本约4.1元/吨，为企 业提升利润空间。
附图说明
图1是对比例3的夹杂物扫描电镜图片。
图2是实施例1的夹杂物扫描电镜图片。
图3是实施例3的夹杂物扫描电镜图片。
图4是实施例4的夹杂物扫描电镜图片。
图5是对比例3的棒塞侵蚀图。
图6是实施例3的棒塞侵蚀图。
具体实施方式
下面结合对比例、具体实施例对本发明的薄板坯连铸低碳铝镇静洁净钢生 产技术做进一步详细说明。
以下为钢种H01301的生产过程。低碳(控硅)铝镇静钢。
对比例1：为现有钙处理工艺，技术路线为：铁水→氧气顶底复吹转炉→LF 精炼→钢包底部氩气软吹→钙处理→钢包底部氩气软吹→连铸→轧钢。
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)转炉冶炼：在转炉中对铁水进行初炼，氧气顶底复吹转炉。其中采用 副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水[O]＜600ppm，挡渣出钢。
(3)LF精炼：出钢后进行钢包精炼加入铝脱氧剂、合金、生石灰调整钢液 成分，然后氩站吹氩脱氧精炼；脱氧结束，调整氩气至软吹状态，氩气流量30m 3/h，软吹时间8min。钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si： 0.025～0.035％，Mn：0.08～0.20％，P≤0.015％，S≤0.003％，Alt：0.015～0.040％， 余量为铁和微量的不可避免的杂质。所述的铝脱氧剂、合金、生石灰加入量遵 照钢种制造标准执行。
(4)钙处理：将底吹氩流量调至30m3/h，使用喂丝机以2～2.5m/s速度， 喂入无缝金属钙线400～600m/炉，以达到钢水成分中Ca：0.0010～0.0040％；
(5)钢包底部氩气软吹镇静：钙处理结束后调整氩气至软吹状态，软吹时 间8min，氩气流量30m3/h。
(6)连铸：采用铝碳质整体塞棒控制钢流，钢包到中间包采用长水口保护 浇铸，铝碳质外部浸入式水口，拉速3～6m/min。
(7)轧钢。
以上工艺过程为现有薄板坯连铸生产技术，其具体的步骤不再累述。
对比例2：为对比例1中去除钙处理步骤，预设计工艺技术路线为：铁水→ 氧气顶底复吹转炉→LF精炼→钢包底部氩气软吹→薄板坯连铸→连轧。
除去钙处理步骤以外，其中的各项工艺步骤和参数，与对比例1相同。
实施例1
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)氧气顶底复吹转炉：采用副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水 [O]＜600ppm，挡渣出钢，转炉终点钢水[O]＜600ppm，减少脱氧铝的加入量， 降低Al2O3脱氧夹杂物总量。
(3)LF精炼：调整精炼进站钢水[Al]0.030～0.060％，钢水温度≥1550℃； 按8～12Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 55～60％，Al2O3 35～40％；SiO2 3～ 4％；MgO 5～7％，碱度CaO/SiO2数值20～26；精炼造白渣；钢水铝成分调整， 配铝次数小于3次，本实施例具体为两次；喂石灰石包芯线500米；钢水硅含 量为0.025～0.035％；精炼出站钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si：0.025～0.035％，Mn：0.08～0.20％，P≤0.015％，S≤0.003％， Alt：0.015～0.040％，余量为铁和微量的不可避免的杂质。控制进站钢水铝含量 和温度，以达到便于精炼造白渣，稳定生产节奏的目的；造渣剂控制碱度在20～ 26的范围内使炉渣既有良好的脱氧、脱硫能力和吸附三氧化二铝夹杂能力，配 铝次数小于3，集中脱氧，利于夹杂物聚集上浮，配铝次数多，越到后期，钢水 中氧浓度越低，形成三氧化二铝夹杂越弥散，则不利于夹杂上浮。连铸钢包向 中包保护浇注以及中包向结晶器保护浇注为控氮重要环节。
(4)钢包底部氩气软吹、镇静：钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢 水为准，软吹、镇静时间24分钟；且精炼出站后底吹不得大搅降温。使三氧化 二铝夹杂充分上浮，净化钢水。
(5)连铸：采用整体浸入式水口，钢包下渣自动检测。中包开浇氩气吹扫， 双层覆盖剂(下部碱性，上部酸性)，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口 (氧化锆内衬)，高纯镁质塞棒，结晶器液面自动控，电磁制动，钢包下渣检 测；连浇钢水通过氩气保护浇注，酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～ 6m/min；连铸钢包向中包保护浇注以及中包向结晶器保护浇注都是控氮重要环 节。
(6)轧钢。
本发明重点在钢水的洁净化生产技术，轧钢工序是相同的，不涉及轧钢工 艺的更改，因此实施例中未述及的部分为现有技术，按照现有技术的工艺和参 数操作即可。
其中所述的石灰石包芯线，其原理为：钢包喂入石灰石包芯线，石灰石中 主要成分碳酸钙在钢水中被加热分解，生成氧化钙和二氧化碳，反应式：
CaCO3＝(CaO)+CO2↑
新生成的氧化钙有助于进一步脱硫可有助脱硫，反应式：
[FeS]+(CaO)＝(CaS)+[FeO]
生成的CaO，在高温下与钢水中Al2O3等夹杂物结合聚集，反应式：
(CaO)+(Al2O3)＝Ca(AlO2)2
钢水中原有的夹杂物以及新结合生成的夹杂物，碰撞聚集随反应生成的CO2气泡一起上浮到钢水液面，从而起到吸附夹杂并上浮净化钢液的作用。防止连 铸水口絮流，有助于低成本生产经济洁净钢。
所述的石灰石包芯线具体规格可以为：线直径：10mm+0.5mm；铁皮厚度： 1.5mm+/-0.2mm；粉重：80g/m+/-5％；铁皮重：360g/m+/-5％。
所述的石灰石包芯线理化指标为：
Figure BDA0002396294330000061
钙处理成本8.7元/吨，石灰石包芯线比其降低70％成本，按年产500万吨 钢计算：年节约成本＝500×8.7×70％＝3045万元。
实施例2
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)氧气顶底复吹转炉：采用副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水 [O]＜550ppm，挡渣出钢，挡渣过程控制下吨钢渣量3～4Kg，转炉终点钢水[O] ＜550ppm，减少脱氧铝的加入量，降低Al2O3脱氧夹杂物总量。
(3)LF精炼：调整精炼进站钢水[Al]0.04～0.06％，钢水温度≥1550℃； 按9Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 57～60％，Al2O335～40％；SiO22～3.5％； MgO 5～7％，碱度CaO/SiO2数值22～25；精炼造白渣；钢水铝成分调整，配铝 次数2次；钢水硅含量为0.025～0.035％；精炼出站钢水成分的质量百分比控制 为：C：0.038～0.045％，Si：0.025～0.035％，Mn：0.08～0.20％，P≤0.015％， S≤0.003％，Alt：0.015～0.040％，余量为铁和微量的不可避免的杂质。调整进 站钢水酸溶铝含量，使其体现出强脱氧固氮能力，可以降低LF精炼过程中配铝 次数，提高精炼脱硫效率；控制进站钢水温度，以达到便于精炼造白渣，稳定 生产节奏的目的。
(4)钢包底部氩气软吹、镇静：钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢 水为准，软吹、镇静时间28分钟；且精炼出站后底吹不得大搅降温。使三氧化 二铝夹杂充分上浮，净化钢水。
(5)连铸：采用整体浸入式水口，钢包下渣自动检测。中包开浇氩气吹扫， 双层覆盖剂(下部碱性，上部酸性)，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口 (氧化锆内衬)，高纯镁质塞棒，结晶器液面自动控，电磁制动，钢包下渣检 测；连浇钢水通过氩气保护浇注，酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～ 6m/min；
(6)轧钢。
实施例1、2为低碳(控硅)铝镇静钢(H01301)制备。本发明方法同样适 用于低碳(含硅)铝镇静钢制备，以下为低碳(控硅)铝镇静钢(H06201)。
对比例3：为现有钙处理工艺，技术路线为：铁水→氧气顶底复吹转炉→LF 精炼→钢包底部氩气软吹→钙处理→钢包底部氩气软吹→连铸→轧钢。
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)转炉冶炼：在转炉中对铁水进行初炼，氧气顶底复吹转炉。其中采用 副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水[O]＜700ppm，挡渣出钢。
(3)LF精炼：出钢后进行钢包精炼加入铝脱氧剂、合金、生石灰调整钢液 成分，然后氩站吹氩脱氧精炼；脱氧结束，调整氩气至软吹状态，氩气流量30m 3/h，软吹时间8min。钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si： 0.15～0.25％，Mn：0.50～0.60％，P≤0.018％，S≤0.003％，Alt：0.008～ 0.020％，余量为铁和微量的不可避免的杂质。
(4)钙处理：将底吹氩流量调至30m3/h，使用喂丝机以2～2.5m/s速度， 喂入无缝金属钙线400～600m/炉，以达到钢水成分中Ca：0.0010～0.0040％；
(5)钢包底部氩气软吹镇静：钙处理结束后调整氩气至软吹状态，软吹时 间8min，氩气流量30m3/h。
(6)连铸：采用铝碳质整体塞棒控制钢流，钢包到中间包采用长水口保护 浇铸，铝碳质外部浸入式水口，拉速3～6m/min。
(7)轧钢。
实施例3
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)氧气顶底复吹转炉：采用副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水 [O]＜600ppm，挡渣出钢；控制转炉终点钢水[O]＜600ppm，减少脱氧铝的加入 量，降低Al2O3脱氧夹杂物总量。转炉终点及出钢操作是本发明中控氮重要环节。
(3)LF精炼：精炼进站钢水[Al]0.020-0.030％，钢水温度≥1550℃；按6～ 7Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 55～60％；Al2O3 25～30％；SiO2 7～8％； MgO 5～7％，碱度CaO/SiO2数值为7～8；精炼造白渣；钢水铝成分调整，严格 控制配铝次数小于3次，本实施例具体为两次；钢水成分的质量百分比控制为： C：0.038～0.045％，Si：0.15～0.25％，Mn：0.50～0.60％，P≤0.015％，S≤0.003％， Alt：0.008～0.020％，余量为铁和微量的不可避免的杂质。
(4)钢包底部氩气软吹、镇静：钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢 水为准，软吹、镇静时间22分钟；且精炼出站后底吹不得大搅降温。使三氧化 二铝夹杂充分上浮，净化钢水。
(5)连铸：采用整体浸入式水口，钢包下渣自动检测。中包开浇氩气吹扫， 双层覆盖剂(下部碱性，上部酸性)，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口 (氧化锆内衬)，高纯镁质塞棒，结晶器液面自动控，电磁制动，钢包下渣检 测；连浇钢水通过氩气保护浇注，酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～ 6m/min。
(6)轧钢。
实施例4
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)氧气顶底复吹转炉：采用副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水 [O]＜600ppm，挡渣出钢和预脱氧，挡渣使得进入钢包的FeO和MnO的总含量为 进入钢包中的钢水的量的5～7％(重量)，向钢水中加入铝铁镁复合脱氧剂进 行预脱氧，并在出钢后对钢包中的钢水进行一次喂铝，使得氩站钢水[O]＜ 200ppm，减少精炼脱氧铝的加入量，降低Al2O3脱氧夹杂物总量。
(3)LF精炼：精炼进站钢水[Al]0.035～0.050％，钢水温度1550～1650℃； 按6～7Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 54～58％；Al2O3 26～28％；SiO2 7～ 8％；MgO 5～6％，碱度CaO/SiO2数值6～8；精炼造白渣；钢水铝成分调整， 进行3次喂铝，喂入铝铁稀土包芯线；使钢水硅含量为0.15～0.25％；精炼出站 钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si：0.15～0.25％，Mn：0.50～ 0.60％，P≤0.015％，S≤0.003％，Alt：0.008～0.020％，余量为铁和微量的不 可避免的杂质。本实施例进行了预脱氧设计，进站钢水铝含量高于实施例1，在 精炼过程中，渣碱度进行了相应调整。
(4)钢包底部氩气软吹、镇静：钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢 水为准，软吹、镇静时间20分钟；且精炼出站后底吹不得大搅降温。使三氧化 二铝夹杂充分上浮，净化钢水。
(5)连铸：采用整体浸入式水口，钢包下渣自动检测。中包开浇氩气吹扫， 双层覆盖剂(下部碱性，上部酸性)，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口 (氧化锆内衬)，高纯镁质塞棒，结晶器液面自动控，电磁制动，钢包下渣检 测；连浇钢水通过氩气保护浇注，酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～ 6m/min。
(6)轧钢。
实施例5
(1)铁水：通过铁水预处理等方式将铁水硫含量降低到0.02％以下；
(2)氧气顶底复吹转炉：采用副枪技术、底吹氩技术，控制转炉终点钢水 [O]＜550ppm，挡渣出钢，挡渣过程控制下吨钢渣量3～4Kg，转炉终点钢水[O] ＜550ppm，减少脱氧铝的加入量，降低Al2O3脱氧夹杂物总量。
(3)LF精炼：调整精炼进站钢水[Al]0.02～0.04％，钢水温度≥1550℃； 按6～7Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO54～56％，Al2O325～30％；SiO26～ 7％；MgO 5～7％，碱度CaO/SiO2数值8～9；精炼造白渣；钢水铝成分调整，配 铝次数2次，喂石灰石包芯线400米(规格同实施例1)；钢水硅含量为0.15～ 0.25％；精炼出站钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si：0.15～ 0.25％，Mn：0.50～0.60％，P≤0.015％，S≤0.003％，Alt：0.008～0.020％， 余量为铁和微量的不可避免的杂质。调整进站钢水酸溶铝含量，使其体现出强 脱氧固氮能力，可以降低LF精炼过程中配铝次数，提高精炼脱硫效率；控制进站钢水温度，以达到便于精炼造白渣，稳定生产节奏的目的。
(4)钢包底部氩气软吹、镇静：钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢 水为准，软吹、镇静时间30分钟；且精炼出站后底吹不得大搅降温。使三氧化 二铝夹杂充分上浮，净化钢水。
(5)连铸：采用整体浸入式水口，钢包下渣自动检测。中包开浇氩气吹扫， 双层覆盖剂(下部碱性，上部酸性)，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口 (氧化锆内衬)，高纯镁质塞棒，结晶器液面自动控，电磁制动，钢包下渣检 测；连浇钢水通过氩气保护浇注，酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～ 6m/min；
(6)轧钢。
本发明通过优化工艺流程，达到洁净钢生产目标，且钢水浇铸过程中没出 现絮流、堵水口现象，棒位稳定。对比例、具体实施例比较，结果如下：
1、絮流发生情况比较
钢水是否会发生絮流，其关键夹杂物的是否能够真正上浮。对比例1为现 有技术钙处理钢水，钙处理原有的技术目的在于：控制合适的钙铝比，生成低 熔点液态12CaO·7Al2O3、3CaO·Al2O3铝酸盐，促进夹杂物上浮。但实际上，由 于钙非常活泼，易于氧化，如钙成分控制不当，过多或过少，就会生成固态氧 化钙或固态钙铝酸盐，起不到生成低熔点钙铝酸盐的目的；导致上浮夹杂物不 充分，不仅浪费了钙处理的成本，并且也不能避免絮流的发生。
本发明技术，通过：①控制转炉终点氧含量、精炼进站铝成分和温度、渣 组成和碱度；②控制底吹搅动；③控制配铝次数；④通过改良透气砖增加底吹 透气性，并用经济便宜的石灰石包芯线代替比较贵重的实芯钙包芯线，以实现 有效的夹杂物上浮，克服了现有技术中夹杂物上浮必须依赖钙处理的技术偏见。
各组絮流发生率：对比例1为0.96％；对比例2严重絮流，水口堵死，工艺 失败；对比例3为1.05％；实施例1为0.07％；实施例2为0.08％；实施例3为 0.08％；实施例4为0.09％；实施例5为0.07％。
结果表明，本发明技术工艺和现有技术钙处理的对比例1，二者在絮流发生 率上的差异不具有统计学意义(P>0.05)，且单纯从数据而言，本发明技术工艺 的实施例1、5(喂石灰石包芯线)絮流发生率明显低于现有技术钙处理的对比 例1～3。而本发明技术工艺和对比例结果比较，则可以看出，本发明技术工艺的 技术有效性在于工艺步骤中各个环节改良的组合，和经济便宜的石灰石包芯线 的发明创新，而不是仅仅在于单纯的去除钙处理步骤。
2、终产品钢成分对比如下表：对比例2制备工艺失败，由于严重的絮流， 水口堵塞，导致其制备无法进行，因此终产品数据缺失。
低碳(控硅)铝镇静钢(H01301)
元素％ C Si Mn P S Alt Ca
对比例1 0.038420 0.031520 0.108960 0.013360 0.000420 0.031240 0.002140
实施例2 0.038820 0.032850 0.092220 0.011880 0.001810 0.030890 —
实施例3 0.038280 0.033870 0.095400 0.009540 0.000880 0.030070 —
低碳(含硅)铝镇静钢(H06201)
元素％ C Si Mn P S Alt Ca
对比例3 0.04424 0.19344 0.52386 0.0136 0.00077 0.01329 0.00145
实施例3 0.04357 0.18208 0.53512 0.01761 0.00105 0.01461 —
实施例4 0.04229 0.18776 0.53521 0.01751 0.00051 0.01289 —
实施例5 0.0416 0.18239 0.53709 0.01736 0.00181 0.01553 —
通过上表成分对比可以发现，采用非钙处理工艺的实施例1、2低碳(控硅) 铝镇静钢和实施例3～5低碳(含硅)铝镇静钢，成分稳定。
3、终产品材料理化性能比较：对比例2制备工艺失败，由于严重的絮流， 水口堵塞，导致其制备无法进行，因此终产品数据缺失。
低碳(控硅)铝镇静钢(H01301)
实例对比 规格mm 屈服强度MPA 抗拉强度MPA 延伸率％ r值
检验标准 ≤330 270-420 ≥32.0
对比例1 2.00×1500 295 375 39.5 0.79
实施例2 2.00×1500 291 371 42.1 0.78
实施例3 2.00×1500 298 371 41.0 0.80
低碳(含硅)铝镇静钢(H06201)
实例对比 规格mm 屈服强度MPA 抗拉强度MPA 延伸率％ r值
检验标准 ≥235 378-500 ＞26
对比例3 3.0×1500 355 434 30.5 0.82
实施例3 3.0×1500 346 425 39.0 0.81
实施例4 3.0×1500 336 417 38.0 0.81
实施例5 3.0×1500 340 421 38.8 0.81
对比例1、3钙处理钢和实施例1～5的非钙处理钢，其力学性能都满足钢种 检验标准，通过实施例1～5得到的非钙处理钢，延伸率高于对比例1工艺处理 钢，r值低于对比例1。延伸率、r值(屈服强度/抗拉强度的比值)反映钢材的 成型性能，理论上r值越小，则塑性变形越好，加工成型性能越好。说明本发明 的技术方案，采用非钙处理工艺制成的热卷板，其加工成型性能优于钙处理工 艺钢。这是由于该处理工艺钢水中高熔点铝酸钙夹杂物，影响了钢板的成型性 能，易发生冷弯开裂。
4、热卷板取样夹杂物电镜扫描结果如下：
(1)夹杂物成分对比
Figure BDA0002396294330000131
通过上表夹杂物成分对比可发现，非钙处理工艺下夹杂物成分主要为氧化 铝夹杂，钙处理工艺的产品夹杂成分复杂，主要是高熔点钙铝酸盐，该类夹杂 易大面积聚集，造成连铸机器絮流，影响生产，增加生产成本。
(2)扫描电镜图片：
图1～4分别为：对比例3和实施例1、实施例3、实施例4夹杂物扫描电镜 图片，通过对比可以发现实施例1、3、4与对比例3夹杂物尺寸相近，形状上 对比例3主要为近球形，实施例1、3、4以不规则形，由于对比例3为经过钙 处理工艺后夹杂中的高熔点钙铝酸盐易聚集成为大尺寸夹杂影响铸坯质量，最 终影响钢材品质，导致钢材合格率下降。
5、塞棒侵蚀情况对比
图5为对比例3的棒塞侵蚀图。可以看出，钙处理钢水，钙与塞棒耐材中 的Al2O3生成低熔点铝酸盐，使塞棒头部出现明显侵蚀沟槽。这是由于钢水中发 生如下反应[Ca]+[O]＝CaO，12CaO+7Al2O3＝12CaO7Al2O3，钢水中[Ca]与[O]反 应生成CaO，CaO再与塞棒耐材中的Al2O3生成低熔点12CaO7Al2O3，使固态塞 棒不断溶解侵蚀。当塞棒侵蚀严重时，会使钢水注流不稳，结晶器液面不稳，造 成絮流、卷渣等、甚至漏钢等生产、质量安全事故。
图6为实施例3的棒塞侵蚀图。非钙处理钢塞棒侵蚀形貌，塞棒头部相对 圆滑，侵蚀程度相对减轻。因为，不含钙，不能生成低熔点铝酸盐，所以侵蚀 程度轻。浇注稳定，避免絮流、卷渣、漏钢等生产、质量安全事故。
6、成本比较
采用本发明技术方案的各实施例组(含硅/控硅)与现有技术对比例的钙处 理工艺相比，简化了步骤，节省了钙处理成本，钢水可浇性、成分、性能都满 足标准要求，成本较同级别钢种降低4.1元/吨。
使用成本低廉的的石灰石包芯线代替较贵的钙实芯包芯线，降低了生产成 本，钢水可浇性、成分、性能都满足标准要求，成本较同级别钢种降低8.7× 70％＝6.09元/吨。
需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对 于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的 各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺，其特征在于，生产工艺包括以下步骤：
(1)铁水：硫含量低于0.02％；
(2)氧气顶底复吹转炉：挡渣出钢，控制转炉终点钢水[O]＜600ppm；
(3)LF精炼：精炼进站钢水[Al]0.035～0.050％，钢水温度1550～1650℃；按6～7Kg/吨加入石灰，控制渣组成为CaO 54～58％；Al2O3 26～28％；SiO2 7～8％；MgO 5～6％，碱度CaO/SiO2数值6～8；精炼造白渣；钢水铝成分调整，进行3次喂铝，喂入铝铁稀土包芯线；精炼出站钢水成分的质量百分比控制为：C：0.038～0.045％，Si：0.15～0.25％，Mn：0.50～0.60％，P≤0.015％，S≤0.003％，Alt：0.008～0.020％，余量为铁和微量的不可避免的杂质；
(4)钢包底部氩气软吹镇静：时间20～30分钟；
(5)连铸：酸溶铝与总铝差值控制≤0.002％，拉速3～6m/min；
(6)轧钢。
2.根据权利要求1所述的一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，挡渣使得进入钢包的FeO和MnO的总含量为进入钢包中的钢水重量的5～7％，向钢水中加入铝铁镁复合脱氧剂进行预脱氧，并在出钢后对钢包中的钢水进行一次喂铝。
3.根据权利要求1所述的一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺，其特征在于：所述步骤(4)中，钢包采用双透气砖，吹气强度以不裸露钢水为准，且精炼出站后底吹不得大搅降温。
4.根据权利要求1所述的一种免钙处理低碳含硅镇静洁净钢生产工艺，其特征在于：所述步骤(5)中，连铸采用整体浸入式水口，中包开浇氩气吹扫，双层覆盖剂，钢包长水口保护浇注，整体浸入式水口，连浇钢水通过氩气保护浇注。
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Denomination of invention: A production process of calcium free low carbon silicon containing killed clean steel

Effective date of registration: 20211222

Granted publication date: 20210319

Pledgee: Rizhao Bank Co., Ltd

Pledgor: RIZHAO STEEL HOLDING GROUP Co.,Ltd.

Registration number: Y2021980015819

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