CN114085953B - 一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法 - Google Patents

一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，涉及冶炼钢技术领域，包括以下步骤：转炉炼钢、脱氧合金化、吹氩站吹氩、LF炉精炼、钙化处理、保护浇注和连铸控制；本发明采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线进行钢水脱氧和合金化，利用高铝铝锰铁直接提高钢水酸溶铝含量，减少吹氩站喂铝线或不喂铝线，生产效率高，且本发明根据转炉终点氧和进站钢水酸溶铝成份要求，计算确定高铝铝锰铁加入量，在转炉出钢过程中，向钢水罐加入高铝铝锰铁和低碳锰铁，达到钢水脱氧和符合进站钢水酸溶铝含量要求，钢水进吹氩站后，就可实现减少喂铝线或不喂铝线。

Description

一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法
技术领域
本发明涉及冶炼钢技术领域，尤其涉及一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法。
背景技术
转炉冶炼含铝冷镦钢，由于钢中要求酸溶铝含量较高，原工艺是转炉车间进行脱氧和合金化，酸溶铝增加主要在精炼车间通过喂铝线来实现，即转炉冶炼终点成份和温度符合钢种工艺要求时，在出钢过程向钢水罐加入铝锰铁和低碳锰铁进行脱氧和合金化，铝锰铁主要起脱氧作用，并非是提高钢水酸溶铝作用，然后钢水进吹氩站后，根据钢水定氧和氩前样钢水酸溶铝含量确定喂铝线量，通过喂丝机喂入大量铝线提高钢水酸溶铝含量，铝线起到提高钢水酸溶铝作用；
然而，此技术存在以下缺陷与不足：1、大量喂入铝线需占用吹氩站时间，延长生产周期；
2、大量喂铝线增加酸溶铝后，由于渣中氧含量仍较高，钢水中酸溶铝损失较大，钢水酸溶铝出现下降现象；
3、用铝线产生脱氧产物是FeO·Al2O3，熔点高，脱氧产物不易于上浮；
4、由于铝线价格高，铝线用量大，在吹氩站通过喂丝机喂入大量铝线，提高进站钢水酸溶铝，不利于降低合金成本；
5、铝锰铁含铝较低，提高钢水相同酸溶铝含量，铝锰铁比高铝铝锰铁加入量要大，合金加入量增加，不利于降低转炉出钢温度；
6、钢水进吹氩站需进行定氧检测，增加吹氩站定氧成本，因此，本发明提出一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，该含铝冷镦钢酸溶铝控制方法采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线进行钢水脱氧和合金化，利用高铝铝锰铁直接提高钢水酸溶铝含量，减少吹氩站喂铝线或不喂铝线，生产效率高。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，包括以下步骤：
步骤一：转炉炼钢
在转炉中装入铁水，铁水要求：硅＝0.30-0.80％，锰≤0.50％，磷≤0.15％，硫≤0.030％，温度≥1250℃，进行炼钢，接着，将转炉终点成份控制为：碳＝0.05-0.09％，磷≤0.012％，硫≤0.020％；
步骤二：脱氧合金化
采用高铝铝锰铁和低碳锰铁脱氧合金化，根据终点定氧和进站酸溶铝含量要求，控制转炉出钢量，加入脱氧剂硅铝钡、高铝铝锰铁、低碳锰铁和硅铝钡，并控制进吹氩站钢水酸溶铝含量；
步骤三：吹氩站吹氩
出钢前在钢水内加入合成渣，出钢后在钢水内加入石灰颗粒，出钢后，钢水进入吹氩站，视钢水翻动情况将氩气压力调至0.2-0.8Mpa，以钢水液面有翻动，但不暴吹为主，然后根据氩前样钢水酸溶铝含量决定是否喂铝线调整酸溶铝含量；
步骤四：LF炉精炼
将钢水通入LF炉精炼，控制LF炉精炼时间45～70min，送电时间≥20min，在LF炉冶炼前期进行快速化渣，在LF精炼过程中控制大氩气搅拌时间，来控制返硅含量和出站硫含量，配合金散料，对钢水中锰含量进行内控标准调整，同时根据钢水中酸溶铝的含量及在站时间，喂入铝线调整钢水中酸溶铝的含量；
步骤五：钙化处理
根据钢水中的酸溶铝含量进行钙化处理，喂入CaFe线，先软吹氩2-3min，再喂入CaFe线≥500m，完成后后软吹氩＞5min，测温取样，加钢包复合保温剂出站上台；
步骤六：保护浇注
将钢水浇筑入结晶器，用长水口保护浇注，禁止敞开浇注，开浇时大包长水口套上，中包高碱度覆盖剂加入，控制开浇钢水二次氧化，防止中间包钢水裸露，中包盖板与中包采用耐火纤维和火泥完全密封，盖板上的塞棒孔和其他孔，用硅酸铝纤维毡加工成相应的规整的孔形后，严密覆盖；
步骤七：连铸控制
结晶器开启电磁搅拌和铸坯，将大包长水口和中包下水口采用密封垫加氩封保护浇注，确保氩气到达长水口顶端，浇注过程中将酸溶铝损失控制在0.010％以内，控制中间包钢水酸溶铝与全铝比值≥90％。
进一步改进在于：所述步骤一中，转炉采用挡渣棒挡渣，严格控制出钢下渣量小于50ppm，且步骤一中，转炉终点进行定氧，控制氧含量≤900ppm。
进一步改进在于：所述步骤二中，控制转炉出钢量在120t，加入脱氧剂硅铝钡40-60kg/炉，高铝铝锰铁500-700kg/炉,低碳锰铁250-350kg/炉，硅铝钡20-60kg/炉，并将进吹氩站的钢水酸溶铝控制在Als＝0.035-0.050％。
进一步改进在于：所述步骤三中，出钢前在钢水内加入合成渣200kg/炉，出钢后在钢水内加入石灰颗粒100kg/炉。
进一步改进在于：所述步骤三中，当酸溶铝含量符合要求时不喂铝线，当酸溶铝含量偏低则喂铝线进行酸溶铝的微调，控制含量为0.035％≤酸溶铝≤0.050％。
进一步改进在于：所述步骤四中，LF精炼炉送电过程中视渣况加入适当铝粒和电石进行脱氧操作，确保炉渣的颜色呈白色，保持白渣时间15min以上，利用还原性炉渣进行脱硫、去气、去夹杂。
进一步改进在于：所述步骤四中，在LF精炼过程中通过控制大氩气搅拌时间，来控制返硅在0.03％以内，确保成品硅含量＜0.05％，出站硫含量≤0.010％，且步骤三中，调整钢水中酸溶铝的含量，在出站15min之前将酸溶铝的含量控制在0.030-0.045％，出站前15min内不得再用铝线调整钢水中的酸溶铝含量。
进一步改进在于：所述步骤五中，钢包复合保温剂不用含二氧化硅高的保温剂，LF炉处理喂线完毕后，必须保证5min以上软吹时间方上台。
进一步改进在于：所述步骤七中，结晶器开启电磁搅拌，控制电流320A-350A，频率5Hz，铸坯拉速为2.5～3.0m/min。
本发明的有益效果为：
1、本发明采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线进行钢水脱氧和合金化，利用高铝铝锰铁直接提高钢水酸溶铝含量，减少吹氩站喂铝线或不喂铝线，生产效率高。
2、本发明根据转炉终点氧和进站钢水酸溶铝成份要求，计算确定高铝铝锰铁加入量，在转炉出钢过程中，向钢水罐加入高铝铝锰铁和低碳锰铁，达到钢水脱氧和符合进站钢水酸溶铝含量要求，钢水进吹氩站后，就可实现减少喂铝线或不喂铝线。
3、本发明由于直接提高进站钢水酸溶铝含量，钢水氧含量很低，脱氧产物低，进站定氧没意义，可取消钢水在吹氩站定氧操作，节约定氧检查成本。
4、本发明在转炉过程中增加高铝铝锰铁用量提高钢水酸溶铝含量，在降低钢水氧含量同时，还降低渣中氧化性，更利于稳定钢水酸溶铝含量，降低转炉出钢温度，为LF炉造还原白渣创造条件。
5、本发明采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线控制含铝冷镦钢酸溶铝，既可稳定钢水酸溶铝控制效果，又达到节省吹氩站喂线时间和降低合金成本目的。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
根据图1所示，本实施例提出了一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，包括以下步骤：
步骤一：转炉炼钢
在转炉中装入铁水，铁水要求：硅＝0.30-0.80％，锰≤0.50％，磷≤0.15％，硫≤0.030％，温度≥1250℃，进行炼钢，转炉采用挡渣棒挡渣，严格控制出钢下渣量小于50ppm，接着，将转炉终点成份控制为：碳＝0.05-0.09％，磷≤0.012％，硫≤0.020％，转炉终点进行定氧，控制氧含量≤900ppm；
步骤二：脱氧合金化
采用高铝铝锰铁和低碳锰铁脱氧合金化，根据终点定氧和进站酸溶铝含量要求，控制转炉出钢量在120t，加入脱氧剂硅铝钡40-60kg/炉，高铝铝锰铁500-700kg/炉,低碳锰铁250-350kg/炉，硅铝钡20-60kg/炉，并将进吹氩站的钢水酸溶铝控制在Als＝0.035-0.050％；
步骤三：吹氩站吹氩
出钢前在钢水内加入合成渣200kg/炉，出钢后在钢水内加入石灰颗粒100kg/炉，出钢后，钢水进入吹氩站，视钢水翻动情况将氩气压力调至0.2-0.8Mpa，以钢水液面有翻动，但不暴吹为主，然后根据氩前样钢水酸溶铝含量决定是否喂铝线调整酸溶铝含量，当酸溶铝含量符合要求时不喂铝线，当酸溶铝含量偏低则喂铝线进行酸溶铝的微调，控制含量为0.035％≤酸溶铝≤0.050％；
步骤四：LF炉精炼
将钢水通入LF炉精炼，控制LF炉精炼时间45～70min，送电时间≥20min，在LF炉冶炼前期进行快速化渣，LF精炼炉送电过程中视渣况加入适当铝粒和电石进行脱氧操作，确保炉渣的颜色呈白色，保持白渣时间15min以上，利用还原性炉渣进行脱硫、去气、去夹杂，在LF精炼过程中控制大氩气搅拌时间，控制返硅在0.03％以内，确保成品硅含量＜0.05％，出站硫含量≤0.010％，配合金散料，对钢水中锰含量进行内控标准调整，同时根据钢水中酸溶铝的含量及在站时间，喂入铝线调整钢水中酸溶铝的含量，在出站15min之前将酸溶铝的含量控制在0.030-0.045％，出站前15min内不得再用铝粒进行调整钢水中的酸溶铝含量；
步骤五：钙化处理
根据钢水中的酸溶铝含量进行钙化处理，喂入CaFe线，先软吹氩2-3min，再喂入CaFe线≥500m，完成后后软吹氩＞5min，测温取样，加不用含二氧化硅高的保温剂的钢包复合保温剂出站上台，LF炉处理喂线完毕后，必须保证5min以上软吹时间方上台；
步骤六：保护浇注
将钢水浇筑入结晶器，用长水口保护浇注，禁止敞开浇注，开浇时大包长水口套上，中包高碱度覆盖剂加入，控制开浇钢水二次氧化，防止中间包钢水裸露，中包盖板与中包采用耐火纤维和火泥完全密封，盖板上的塞棒孔和其他孔，用硅酸铝纤维毡加工成相应的规整的孔形后，严密覆盖；
步骤七：连铸控制
结晶器开启电磁搅拌，控制电流320A-350A，频率5Hz，铸坯拉速为2.5～3.0m/min，大包长水口和中包下水口采用密封垫加氩封保护浇注，确保氩气到达长水口顶端，浇注过程中将酸溶铝损失控制在0.010％以内，控制中间包钢水酸溶铝与全铝比值≥90％，生产的连铸方坯钢中D类夹杂≤2.0级，Ds类夹杂≤2.0级；疏松和裂纹等级≤1.5级，低倍缺陷符合要求的合格连铸坯。
验证例：
利用本发明制备出的含铝冷镦钢成份成份：C＝0.10-0.23％，Si≤0.10％，Mn＝0.30-0.60％，P≤0.030％，S≤0.030％，Als≥0.020％。
由于含铝冷镦钢要求酸溶铝含量高，因铝与氧亲和力较强，加入钢水铝部分参与脱氧将被氧化，因此，要稳定控制钢水中的酸溶铝，在工艺操作上，必须提高终点碳控制，降低转炉终点氧含量；加入出钢挡渣，防止出钢下渣；调整吹氩压力，钢水在吹氩站严禁吹氩暴吹；在LF炉造还原渣及进行钙化处理，达到脱硫、脱氧，去气、去夹杂物；加强连铸保护浇注，防止酸溶铝损失等一系列措施。
高铝铝锰铁是复合脱氧剂，脱氧产物是FeO·MnO·Al2O3熔点低，脱氧产物易于上浮。铝线脱氧产物是FeO·Al2O3熔点高，脱氧产物不易于上浮。由于铝锰铁含铝约22％，而高铝铝锰铁含铝约44％，提高50％，因此采用高铝铝铁脱氧合金化比使用铝锰铁和铝线效果更好。
含量铝冷镦钢质量要求低硅、低硫、低磷、高铝、气体和夹杂物少等，因此工艺路线必须进LF炉精炼。而LF炉精炼主要通过造还原渣，降低渣的氧化性，达到脱氧，脱硫，去气，去夹杂物目的，若转炉出钢时不能降低渣中氧化性，在LF炉精炼也要采用铝粒脱除渣中的氧含量。因此在转炉增加高铝铝锰铁用量，不仅提高进站酸溶铝含量，而且有利于降低渣中氧化性，为稳定酸溶铝含量和LF炉精炼造还原渣创造有利条件。
本发明采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线进行钢水脱氧和合金化，利用高铝铝锰铁直接提高钢水酸溶铝含量，减少吹氩站喂铝线或不喂铝线，生产效率高，且本发明根据转炉终点氧和进站钢水酸溶铝成份要求，计算确定高铝铝锰铁加入量，在转炉出钢过程中，向钢水罐加入高铝铝锰铁和低碳锰铁，达到钢水脱氧和符合进站钢水酸溶铝含量要求，钢水进吹氩站后，就可实现减少喂铝线或不喂铝线，同时，本发明由于直接提高进站钢水酸溶铝含量，钢水氧含量很低，脱氧产物低，进站定氧没意义，可取消钢水在吹氩站定氧操作，节约定氧检查成本，另外，本发明在转炉过程中增加高铝铝锰铁用量提高钢水酸溶铝含量，在降低钢水氧含量同时，还降低渣中氧化性，更利于稳定钢水酸溶铝含量，降低转炉出钢温度，为LF炉造还原白渣创造条件，最后，本发明采用高铝铝锰铁替代铝锰铁和铝线控制含铝冷镦钢酸溶铝，既可稳定钢水酸溶铝控制效果，又达到节省吹氩站喂线时间和降低合金成本目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：转炉炼钢
在转炉中装入铁水，铁水要求：硅＝0.30-0.80％，锰≤0.50％，磷≤0.15％，硫≤0.030％，温度≥1250℃，进行炼钢，接着，将转炉终点成分 控制为：碳＝0.05-0.09％，磷≤0.012％，硫≤0.020％；
步骤二：脱氧合金化
采用高铝铝锰铁和低碳锰铁脱氧合金化，根据终点定氧和进站酸溶铝含量要求，控制转炉出钢量，加入脱氧剂硅铝钡、高铝铝锰铁、低碳锰铁和硅铝钡，并控制进吹氩站钢水酸溶铝含量；
步骤三：吹氩站吹氩
出钢前在钢水内加入合成渣，出钢后在钢水内加入石灰颗粒，出钢后，钢水进入吹氩站，视钢水翻动情况将氩气压力调至0.2-0.8Mpa，以钢水液面有翻动，但不暴吹为主，然后根据氩前样钢水酸溶铝含量决定是否喂铝线调整酸溶铝含量；
步骤四：LF炉精炼
将钢水通入LF炉精炼，控制LF炉精炼时间45～70min，送电时间≥20min，在LF炉冶炼前期进行快速化渣，在LF精炼过程中控制大氩气搅拌时间，来控制返硅在0.03％以内，确保成品硅含量＜0.05％，出站硫含量≤0.010％，配合金散料，对钢水中锰含量进行内控标准调整，同时根据钢水中酸溶铝的含量及在站时间，喂入铝线调整钢水中酸溶铝的含量，在出站15min之前将酸溶铝的含量控制在0.030-0.045％，出站前15min内不得再用铝线调整钢水中的酸溶铝含量；
步骤五：钙化处理
根据钢水中的酸溶铝含量进行钙化处理，喂入CaFe线，先软吹氩2-3min，再喂入CaFe线≥500m，完成后软吹氩＞5min，测温取样，加钢包复合保温剂出站上台；
步骤六：保护浇注
将钢水浇筑入结晶器，用长水口保护浇注，禁止敞开浇注，开浇时大包长水口套上，中包高碱度覆盖剂加入，控制开浇钢水二次氧化，防止中间包钢水裸露，中包盖板与中包采用耐火纤维和火泥完全密封，盖板上的塞棒孔和其他孔，用硅酸铝纤维毡加工成相应的规整的孔形后，严密覆盖；
步骤七：连铸控制
结晶器开启电磁搅拌和铸坯，将大包长水口和中包下水口采用密封垫加氩封保护浇注，确保氩气到达长水口顶端，浇注过程中将酸溶铝损失控制在0.010％以内，控制中间包钢水酸溶铝与全铝比值≥90％。
2.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤一中，转炉采用挡渣棒挡渣，严格控制出钢下渣量小于50ppm，且步骤一中，转炉终点进行定氧，控制氧含量≤900ppm。
3.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤二中，控制转炉出钢量在120t，加入脱氧剂硅铝钡40-60kg/炉，高铝铝锰铁500-700kg/炉,低碳锰铁250-350kg/炉，硅铝钡20-60kg/炉，并将进吹氩站的钢水酸溶铝控制在Als＝0.035-0.050％。
4.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤三中，出钢前在钢水内加入合成渣200kg/炉，出钢后在钢水内加入石灰颗粒100kg/炉。
5.根据权利要求4所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤三中，当酸溶铝含量符合要求时不喂铝线，当酸溶铝含量偏低则喂铝线进行酸溶铝的微调，控制含量为0.035％≤酸溶铝≤0.050％。
6.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤四中，LF精炼炉送电过程中视渣况加入适当铝粒和电石进行脱氧操作，确保炉渣的颜色呈白色，保持白渣时间15min以上，利用还原性炉渣进行脱硫、去气、去夹杂。
7.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤五中，钢包复合保温剂不用含二氧化硅高的保温剂，LF炉处理喂线完毕后，必须保证5min以上软吹时间方上台。
8.根据权利要求1所述的一种含铝冷镦钢酸溶铝控制方法，其特征在于：所述步骤七中，结晶器开启电磁搅拌，控制电流320A-350A，频率5Hz，铸坯拉速为2.5～3.0m/min。
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