CN113718159B - 一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了本发明是提供一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，重点是通过多轮次跟踪试验确定影响低硅含铝冷镦钢炼成率的重要因素，寻找工艺控制关键点，固化低硅含铝钢操作工艺流程，优化工艺参数，实施技术攻关提高低硅含铝冷镦钢的一次炼成率。

Description

一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法
技术领域
本发明涉及运动器材领域，尤其涉及一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法。
背景技术
低硅含铝冷镦钢受原辅材料、冶炼装备条件、转炉供精炼就位铝不稳定、精炼未按规定造白渣、钢水中Ca/Al低、转炉出钢时下渣回P回Si等絮流、成分不合等因素影响，导致冷镦钢炼成率较低，增加物料消耗成本。统计钢厂一年的冷镦钢炼成率，发现ML08Al季度平均废品率15.17％，SWRCH22A季度平均废品率14.23％，较其他品种钢废品率高出近2-3倍，如附表所示。面对冶金行业的竞争，各大钢厂纷纷提出“降低生产成本，提高生产效率”工程，而且钢厂始终坚持把品种钢质量作为“创效支撑”不动摇，坚定贯彻“以效定销，以销定产”的组产方针，通过不断固化低硅含铝钢操作工艺流程，优化工艺参数，实施技术攻关来提升低硅含铝冷镦钢品种钢的炼成率，从而降低物料成本提升品种钢的利润空间。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，优化工艺参数，实施技术攻关提高低硅含铝冷镦钢的一次炼成率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，包括
1)关键原辅材料要求：
(1)铝矾土：粒度：5-20mm，小于5mm不得超过5％，大于20mm不得超过5％。Al2O3≥80％，Fe2O3≤2.5％，SiO2≤5.0％。(2)如铝矾土达不到要求，建议使用精炼渣。要求CaO：55％；Al2O3：33％。(3)中包覆盖剂：SiO2≤5.0％，R≥5。(4)合金中Si％要求≤1.50％。
2)转炉控制要求：
保证铁水采用全鱼雷生产工序，避免待铁。严格稳定装入量为103±3吨，废钢采用纯废钢5吨，保证出钢量控制在95吨，以便就位成份稳定和精炼的处理。底吹控制采用自动控制模式，吹炼后期底吹全部置换为氩气的时间＞5分钟。避免过氧化出钢，采用高拉补吹操作，拉碳0.10％≤C≤0.25％；点吹后必须取终点样；如过氧化出钢，需补加脱氧剂。要求转炉的出钢温度＞1630℃以上，如时序紧，可以适当提高出钢温度给精炼炉创造良好的条件。出钢前进行定氧操作，根据氧含量调整铝块加入量，保证精炼就位Al范围：0.050％≤Al≤0.070％。出钢前检查钢包吹氩装置，保证钢包双线吹氩良好。当包内钢水量约30t时，根据终点碳含量适当加入电极粒，然后依次加入合金和顶渣：合金→铝矾土(精炼渣)→石灰。要求全程挡渣，不允许下渣。到LF压钢时间不得大于10分钟。
3)精炼控制要求：
调整氩气流量，控制吹开区域直径约300－400mm。若顶渣熔化，可进行定氧操作。若定氧值≥2.5ppm，必须立即撒入电石粉、铝粒等脱氧剂，控制处理过程回氧。若顶渣熔化良好，改用高档加热；加热过程加入小块灰和铝矾土或精炼渣和小块灰。加热过程加入电石30kg，加热5分钟后，断电进行造白渣操作，同时测温取样，根据定氧和炉渣情况，脱氧剂要求撒在渣子表面，待下次加热停止后蘸样观察渣子颜色，如变白或灰白，则视为白渣造好，否则继续撒入脱氧剂。再次脱氧操作执行以上要求。合金加入量依据内控成份要求进行调整，整个精炼过程加热时间不低于10分钟。钙处理前进行测温、定氧操作，氧含量控制在5ppm以下，否则延长精炼时间。整个精炼过程保证包内气氛为还原性气氛，加热过程略微冒烟。若取样硫高，可在加热过程中增加石灰量。钢水钙处理：精炼离位Al目标控制在0.040％～0.060％之间，Ca目标控制在0.003％～0.0045％。第一炉Al控制在＞0.07％，Ca控制住0.004％～0.006％。钙处理后因其他原因进行二次加热必须重新进行喂丝软吹操作，喂丝量根据加热时间长短控制在50-120m。软吹时间15min以上，软吹过程不得裸露钢水。
4)连铸控制要求：
二次氧化会导致Al损增加和絮流等情况，要保证钢水在连铸机上避免钢水的二次氧化。使用过钢量小于5000t的结晶器，结晶器内壁镀层不许脱落。中包烘烤大于1000℃。浸入式水口烘烤后使用(大于600℃)，大包长水口随中包烘烤进行预热、干燥。中包的六个浸入式水口务必与结晶器上口对正、对中，偏差≤5mm，并用密封垫保护。大包长水口采用氩封保护浇注(氩气压力：0.20～0.30MPa，流量：50-80NL/min)，以中包不露出钢液面为宜。二冷水系统零段及其它二冷段输出辊均务必运转正常；各段的气雾喷嘴、水喷嘴务必畅通，确保铸坯各面冷却均匀。起步拉速0.5m/min，拉速调整每30秒调整0.1m/min，避免拉速调整过快，造成卷渣。大包严禁下渣，执行大包剩钢操作。振动执行190HZ/分，振幅±4mm，必须确保负滑脱时间为0.1s。保护渣粉渣层厚度控制在25-30mm之间。除开浇第一炉外，正常炉次过热度＞50℃以上炉次，铸坯必须挑出掉队并加密取样。液位波动大于5mm的炉次，铸坯必须挑出掉队。恒拉速2.1m/min，特殊情况下拉速波动±0.2m/min，不在次拉速范围内的铸坯必须掉队，拉速超过2.4m/min的铸坯判废。如果整炉次出现絮流，整炉下垛；零散絮流的铸坯挑出掉队。正常浇钢过程中换水口，必须将换水口产生的接痕铸坯切净。连浇中间包钢水小于12吨时生产的铸坯一律挑出掉队。结晶器液位自动控制、电磁搅拌等出现异常时生产的铸坯一律挑出掉队
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
按照本发明的工艺参数精准化控制后，低硅含铝冷镦钢的一次炼成率明显提高，降低了废钢比率11.2％，为钢厂节约了生产成本。
具体实施方式
本发明是提供一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，重点是通过多轮次跟踪试验确定影响低硅含铝冷镦钢炼成率的重要因素，寻找工艺控制关键点，固化低硅含铝钢操作工艺流程，优化工艺参数，实施技术攻关提高低硅含铝冷镦钢的一次炼成率。
本发明涉及的低碳、低硅、含铝冷镦钢的化学成分(质量百分比)：C：0.03-0.45％；Si：≤0.20％；Mn：0.50-1.00％；P、S：≤0.035％；Al：≥0.02％，余量是Fe和少量的杂质元素。冶炼生产低硅含铝冷镦钢，重点控制过程Si、Al含量、防止絮流等问题，而影响过程Si含量因素较多，经过梳理分析，确定影响最终Si含量的重点关键工序。主要包括：(1)原辅材料、脱氧剂中的Si含量偏高是导致最终钢水Si高的重要原因，尤其是脱氧剂使用量较大；(2)生产低硅含铝冷镦钢时，由于钢包交替使用导致钢水中硅含量增高的问题；(3)转炉下渣会对精炼冶炼造成困难，这样一来即会增加精炼的处理时间影响生产时序，又保证不了Si的成分；(4)冶炼冷镦钢时，精炼离位渣系必须明确。合适的精炼离位渣系有助于夹杂物上浮，减少絮流情况。就位精炼Al不稳定，会导致精炼处理过程中补铝铁或故意搅铝。这种情况会导致精炼处理时间长软吹效果不好。(5)钢水在连铸机上，主要避免钢水的二次氧化。二次氧化会导致Al损增加和絮流等情况。使用过钢量小于5000t的结晶器，结晶器内壁镀层不许脱落。
一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，重点是提高低硅含铝冷镦钢的一次炼成率。为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案实施：
1、关键原辅材料要求：
(1)铝矾土：粒度：5-20mm，小于5mm不得超过5％，大于20mm不得超过5％。Al2O3≥80％，Fe2O3≤2.5％，SiO2≤5.0％。(2)如铝矾土达不到要求，建议使用精炼渣。要求CaO：55％；Al2O3：33％。(3)中包覆盖剂：SiO2≤5.0％，R≥5。(4)合金中Si％要求≤1.50％。
2、转炉控制要求：
保证铁水采用全鱼雷生产工序，避免待铁。严格稳定装入量为103±3吨，废钢采用纯废钢5吨，保证出钢量控制在95吨，以便就位成份稳定和精炼的处理。底吹控制采用自动控制模式，吹炼后期底吹全部置换为氩气的时间＞5分钟。避免过氧化出钢，采用高拉补吹操作，拉碳0.10％≤C≤0.25％；点吹后必须取终点样；如过氧化出钢，需补加脱氧剂。要求转炉的出钢温度＞1630℃以上，如时序紧，可以适当提高出钢温度给精炼炉创造良好的条件。出钢前进行定氧操作，根据氧含量调整铝块加入量，保证精炼就位Al范围：0.050％≤Al≤0.070％。出钢前检查钢包吹氩装置，保证钢包双线吹氩良好。当包内钢水量约30t时，根据终点碳含量适当加入电极粒，然后依次加入合金和顶渣：合金→铝矾土(精炼渣)→石灰。要求全程挡渣，不允许下渣。到LF压钢时间不得大于10分钟。
3、精炼控制要求：
调整氩气流量，控制吹开区域直径约300－400mm。若顶渣熔化，可进行定氧操作。若定氧值≥2.5ppm，必须立即撒入电石粉、铝粒等脱氧剂，控制处理过程回氧。若顶渣熔化良好，改用高档加热；加热过程加入小块灰和铝矾土或精炼渣和小块灰。加热过程加入电石30kg，加热5分钟后，断电进行造白渣操作，同时测温取样，根据定氧和炉渣情况，脱氧剂要求撒在渣子表面，待下次加热停止后蘸样观察渣子颜色，如变白或灰白，则视为白渣造好，否则继续撒入脱氧剂。再次脱氧操作执行以上要求。合金加入量依据内控成份要求进行调整，整个精炼过程加热时间不低于10分钟。钙处理前进行测温、定氧操作，氧含量控制在5ppm以下，否则延长精炼时间。整个精炼过程保证包内气氛为还原性气氛，加热过程略微冒烟。若取样硫高，可在加热过程中增加石灰量。钢水钙处理：精炼离位Al目标控制在0.040％～0.060％之间，Ca目标控制在0.003％～0.0045％。第一炉Al控制在＞0.07％，Ca控制住0.004％～0.006％。钙处理后因其他原因进行二次加热必须重新进行喂丝软吹操作，喂丝量根据加热时间长短控制在50-120m。软吹时间15min以上，软吹过程不得裸露钢水。
4、连铸控制要求：
二次氧化会导致Al损增加和絮流等情况，要保证钢水在连铸机上避免钢水的二次氧化。使用过钢量小于5000t的结晶器，结晶器内壁镀层不许脱落。中包烘烤大于1000℃。浸入式水口烘烤后使用(大于600℃)，大包长水口随中包烘烤进行预热、干燥。中包的六个浸入式水口务必与结晶器上口对正、对中，偏差≤5mm，并用密封垫保护。大包长水口采用氩封保护浇注(氩气压力：0.20～0.30MPa，流量：50-80NL/min)，以中包不露出钢液面为宜。二冷水系统零段及其它二冷段输出辊均务必运转正常；各段的气雾喷嘴、水喷嘴务必畅通，确保铸坯各面冷却均匀。起步拉速0.5m/min，拉速调整每30秒调整0.1m/min，避免拉速调整过快，造成卷渣。大包严禁下渣，执行大包剩钢操作。振动执行190HZ/分，振幅±4mm，必须确保负滑脱时间为0.1s。保护渣粉渣层厚度控制在25-30mm之间。除开浇第一炉外，正常炉次过热度＞50℃以上炉次，铸坯必须挑出掉队并加密取样。液位波动大于5mm的炉次，铸坯必须挑出掉队。恒拉速2.1m/min，特殊情况下拉速波动±0.2m/min，不在次拉速范围内的铸坯必须掉队，拉速超过2.4m/min的铸坯判废。如果整炉次出现絮流，整炉下垛；零散絮流的铸坯挑出掉队。正常浇钢过程中换水口，必须将换水口产生的接痕铸坯切净。连浇中间包钢水小于12吨时生产的铸坯一律挑出掉队。结晶器液位自动控制、电磁搅拌等出现异常时生产的铸坯一律挑出掉队。
按照以上工艺参数精准化控制后，低硅含铝冷镦钢的一次炼成率明显提高，降低了废钢比率11.2％，为钢厂节约了生产成本。按照年产100000吨低硅含铝冷镦钢计算，降低了废钢产量：100000*11.2％＝11200吨，废钢价格按照2080元/吨，钢坯制造成本按照2617.825元/吨计算，降低了生产成本537.83元/吨，每年可节约602万元。
附表：
Figure BDA0003197925730000071
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种提高低硅含铝冷镦钢炼成率的生产方法，其特征在于，包括：
1)关键原辅材料要求：
铝矾土：粒度：5-20mm，小于5mm不得超过5％，大于20mm不得超过5％，Al2O3≥80％，Fe2O3≤2.5％，SiO2≤5.0％；如铝矾土达不到要求，则使用精炼渣，要求精炼渣中按照质量百分比计算CaO：55％；Al2O3：33％；中包覆盖剂：SiO2≤5.0％，R≥5；合金中Si％要求≤1.50％；
2)转炉控制要求：
保证铁水采用全鱼雷生产工序，避免待铁；严格稳定装入量为103±3吨，废钢采用纯废钢5吨，保证出钢量控制在95吨，以便就位成份稳定和精炼的处理；底吹控制采用自动控制模式，吹炼后期底吹全部置换为氩气的时间＞5分钟；避免过氧化出钢，采用高拉补吹操作，拉碳0.10％≤C≤0.25％；点吹后必须取终点样；如过氧化出钢，需补加脱氧剂；要求转炉的出钢温度1630℃以上，如时序紧，可以适当提高出钢温度给精炼炉创造良好的条件；出钢前进行定氧操作，根据氧含量调整铝块加入量，保证精炼就位Al范围：0.050％≤Al≤0.070％；出钢前检查钢包吹氩装置，保证钢包双线吹氩良好；当包内钢水量30t时，根据终点碳含量适当加入电极粒，然后依次加入合金和顶渣：合金→铝矾土或精炼渣→石灰；要求全程挡渣，不允许下渣；到LF压钢时间不得大于10分钟；
3)精炼控制要求：
调整氩气流量，控制吹开区域直径300－400mm；若顶渣熔化，进行定氧操作；若定氧值≥2.5ppm，必须立即撒入脱氧剂，控制处理过程回氧；若顶渣熔化良好，改用高档加热；加热过程加入小块灰和铝矾土或精炼渣和小块灰；加热过程加入电石30kg，加热5分钟后，断电进行造白渣操作，同时测温取样，根据定氧和炉渣情况，脱氧剂要求撒在渣子表面，待下次加热停止后蘸样观察渣子颜色，如变白或灰白，则视为白渣造好，否则继续撒入脱氧剂；再次脱氧操作执行以上要求；合金加入量依据内控成份要求进行调整，整个精炼过程加热时间不低于10分钟；钙处理前进行测温、定氧操作，氧含量控制在5ppm以下，否则延长精炼时间；整个精炼过程保证包内气氛为还原性气氛，加热过程略微冒烟；若取样硫高，则在加热过程中增加石灰量；钢水钙处理：精炼离位Al目标控制在0.040％～0.060％之间，Ca目标控制在0.003％～0.0045％；第一炉Al控制在＞0.07％，Ca控制在0.004％～0.006％；钙处理后因其他原因进行二次加热必须重新进行喂丝软吹操作，喂丝量根据加热时间长短控制在50-120m；软吹时间15min以上，软吹过程不得裸露钢水；
4)连铸控制要求：
二次氧化会导致Al损增加和絮流，要保证钢水在连铸机上避免钢水的二次氧化；使用过钢量小于5000t的结晶器，结晶器内壁镀层不许脱落；中包烘烤大于1000℃；浸入式水口烘烤后使用，大包长水口随中包烘烤进行预热、干燥；中包的六个浸入式水口务必与结晶器上口对正、对中，偏差≤5mm，并用密封垫保护；大包长水口采用氩封保护浇注，以中包不露出钢液面为宜；二冷水系统零段及其它二冷段输出辊均务必运转正常；各段的气雾喷嘴、水喷嘴务必畅通，确保铸坯各面冷却均匀；起步拉速0.5m/min，拉速调整每30秒调整0.1m/min，避免拉速调整过快，造成卷渣；大包严禁下渣，执行大包剩钢操作；振动执行190次/分，振幅±4mm，必须确保负滑脱时间为0.1s；保护渣粉渣层厚度控制在25-30mm之间；除开浇第一炉外，正常炉次过热度50℃以上的炉次铸坯必须挑出掉队并加密取样；液位波动大于5mm的炉次，铸坯必须挑出掉队；恒拉速2.1m/min，特殊情况下拉速波动±0.2m/min，不在此拉速范围内的铸坯必须掉队，拉速超过2.4m/min的铸坯判废；如果整炉次出现絮流，整炉下垛；零散絮流的铸坯挑出掉队；正常浇钢过程中换水口，必须将换水口产生的接痕铸坯切净；连浇中间包钢水小于12吨时生产的铸坯一律挑出掉队；结晶器液位自动控制、电磁搅拌出现异常时生产的铸坯一律挑出掉队。
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