CN115449596A - 一种钢水中铝含量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种钢水中铝含量的控制方法，通过对含铝钢种的脱氧方式和增铝时机进行了改进，在转炉出钢过程中使用硅钙钡和预熔型精炼渣进行预脱氧，在炉外精炼炉中使用碳化硅、硅铁粉或电石进行脱氧操作，待钢水自由氧含量降至15ppm以内时，再使用铝线或铝块进行增铝操作，此时钢水氧含量较低，铝元素的回收率较高且很稳定，铝的回收率按70%计算进行增铝操作，保证了钢水中酸溶铝和全铝的比值稳定在85%以上，将铝含量控制在0.015%‑0.025%范围内，将铝含量的控制精度控制在0.010%范围内，实现了铝含量的精准控制，且有利于车间成本的进一步降低。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种钢水中铝含量的控制方法。
背景技术
含铝钢是指含有一定量铝的钢，铝是强烈缩小γ相区的元素，与氧、氮有很大的亲和力，铝在钢水中作用有：(1)炼钢时的脱氧定氮剂、细化晶粒、抑制低碳钢时效，提高钢在低温下的韧性；(2)提高钢的抗氧化性，改善钢的电磁性能，提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强度，提高钢的耐蚀性。
含铝钢种要求P、S含量都比较低，转炉终点钢水氧化性较强。原来转炉出钢过程中使用2.0kg/t左右的钢芯铝进行脱氧，炉外精炼过程中使用少量碳化硅和钢芯铝进行脱氧，Als含量处于不可控状态。由于此类钢种钢水氧化性较强，在使用钢芯铝进行脱氧操作时会产生大量的Al2O3夹杂物，Al2O3夹杂物的大量存在一方面影响钢水质量，另一方面连铸浇注过程中容易出现“套眼”的情况，严重影响生产的顺行。且该种生产工艺钢芯铝的消耗量较大，不利于生产成本的进一步降低。由于钢水氧化性较强，导致铝的回收率波动较大，影响Als含量的精准控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢水中铝含量的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种钢水中铝含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 转炉出钢过程中使用硅钙钡和预熔型精炼渣进行预脱氧；
2) 炉外精炼炉中将渣量控制在12 kg/t-15 kg/t，前期使用碳化硅、硅铁粉或电石进行脱氧操作，将炉渣碱度控制在2.7-3.2，保持白渣气氛10分钟以上；
3) 使用定氧仪测定钢水中的自由氧含量，将钢水中的自由氧含量控制在0.0015%以内；
4) 待钢水中的自由氧含量满足要求后，向钢水中加入铝线或铝块进行增铝操作。
优选的，步骤1)中，硅钙钡的加入量为0.5-1.5 kg/t钢水，预熔型精炼渣的加入量为2-4 kg/t钢水。
优选的，步骤2)中，碳化硅的加入量为0.6-1.0kg/t钢水，硅铁粉的加入量为0.3-0.6kg/t钢水，电石的加入量为0.2-0.5 kg/t钢水。
优选的，步骤4)中，铝的回收率按70%计算进行增铝操作。
优选的，步骤4)中，控制钢水中酸溶铝和全铝的比值在85%以上，将铝含量控制在0.015%-0.025%范围内。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
(1) 由于含铝钢要求钢水P、S含量都比较低，导致转炉终点钢水氧化性较强，使用铝进行脱氧和合金化时造成铝元素的损失较大，而且不利于铝元素的精准控制，本发明根据钢种化学成分的要求，在转炉出钢过程中使用硅钙钡和预熔型精炼渣进行预脱氧，在炉外精炼过程中使用碳化硅、硅铁粉或电石代替铝进行前期的脱氧操作，待钢水自由氧含量降至15ppm以内时，再使用铝线或铝块进行增铝操作，此时钢水氧含量较低，铝元素的回收率较高，而且很稳定，能够实现铝含量的精准控制，同时该工艺的实施有利于车间成本的进一步降低。
(2) 本申请中通过对影响Al回收率的因素进行分析，根据钢种成分要求，对钢水前期脱氧剂的使用进行调整，确保钢水在脱氧效果良好的情况下进行增铝操作，减少了增铝过程中Al元素的氧化损失，达到提高Al元素回收率的目的，一方面有利于铝元素的稳定、精准控制，另一方面也有利于生产成本的进一步降低。
(3) 按照该发明进行增铝操作，铝元素的回收率较高，在70%左右，而且很稳定，能够实现铝含量的精准控制，有利于钢水质量的进一步改善，同时该工艺的实施有利于车间成本的进一步降低。
(4) 由于现有技术中Al元素的回收率不稳定，无法实现钢水铝含量的精准控制，同时也造成此类钢种的生产成本升高，本申请通过对含铝钢种的脱氧方式和增铝时机进行了改进，与现有技术相比，本申请的解决的技术问题、具体的技术方案以及有益效果都不相同。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种钢水中铝含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 转炉出钢过程中使用硅钙钡和预熔型精炼渣进行预脱氧；
2) 炉外精炼炉中将渣量控制在12 kg/t钢水-15 kg/t钢水，前期使用碳化硅、硅铁粉或电石进行脱氧操作，将炉渣碱度控制在2.7-3.2，保持白渣气氛10分钟以上；
3) 使用定氧仪测定钢水中的自由氧含量，将钢水中的自由氧含量控制在0.0015%以内；
4) 待钢水中的自由氧含量满足要求后，向钢水中加入铝线或铝块进行增铝操作。
在本申请的一个实施例中，步骤1)中，硅钙钡的加入量为0.5-1.5 kg/t钢水，预熔型精炼渣的加入量为2-4 kg/t钢水。
在本申请的一个实施例中，步骤2)中，碳化硅的加入量为0.6-1.0kg/t钢水，硅铁粉的加入量为0.3-0.6kg/t钢水，电石的加入量为0.2-0.5 kg/t钢水。
在本申请的一个实施例中，步骤4)中，铝的回收率按70%计算进行增铝操作。
在本申请的一个实施例中，步骤4)中，控制钢水中酸溶铝和全铝的比值在85%以上，将铝含量控制在0.015%-0.025%范围内。
本申请提供的一种钢水中铝含量的控制方法的工作原理：
1).针对铝元素较易氧化的特性，研究影响铝元素回收率的因素，针对影响因素有针对性的制定控制措施；
2).针对钢水成分制定分钢种脱氧工艺，使用碳化硅、硅铁粉和电石代替部分铝脱氧，一方面减少铝损，另一方面减少钢种Al2O3夹杂物的产生；
3).将钢水中自由氧含量控制在15ppm以内再进行增铝操作，保证钢水中酸溶铝和全铝的比值稳定在85%以上，将铝含量的控制精度控制在0.010%范围内，实现了铝元素的精准控制。
本申请中，酸溶铝即溶解在酸中的，主要存在形式AlN，是正常存在的；而酸不溶铝即不溶解在酸中的，主要存在形式Al2O3，是以夹杂物形式存在的；而酸溶铝是测定铝含量的一种方法，酸溶铝的定义：测定铝含量时，用化学分析是用酸溶解，金属铝、氮化铝、硫化铝一般能溶于酸中，称为酸溶铝。
本申请中，钢水中的自由氧含量：钢水中的自由氧为定氧仪测得的钢水中游离氧的含量，也可以理解为：钢水中全氧含量减去夹杂物中的氧含量。
本申请中，预熔型精炼渣即采用石灰石（含CaO）、菱镁矿(含MgO）、白云石（含CaO·MgO）、 毒重石（含BaO）和萤石（含CaF2）在冲天炉中经过烧结熔制而成。这种渣的熔点很低，能够以最快的速度熔化，缩短了钢水在精炼包中的停留时间，强化了冶炼的进行，同时这种精炼剂的流动性很好，优化了脱硫反应的动力学条件，可以实现深脱硫，不含氟、不侵蚀炉衬和钢包，预熔型精炼渣主要用于LF炉、平炉、转炉钢包精炼时，脱去钢水中的硫、氧等不纯物，降低钢中的有害元素及杂质的含量，适用于普碳钢、高碳钢、高、低合金钢。
本申请中，元素含量、组分含量、配比以及占比的单位均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种钢水中铝含量的控制方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种钢水中铝含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1) 转炉出钢过程中使用1.0 kg/t钢水的硅钙钡和3.0 kg/t钢水的预熔型精炼渣进行预脱氧；
2) 炉外精炼中将渣量控制在12kg/t钢水-15kg/t钢水，前期使用碳化硅、硅铁粉或电石进行脱氧操作，将炉渣碱度控制在2.8，保持白渣气氛10分钟以上；
碳化硅的加入量为0.87 kg/t钢水，硅铁粉的加入量为0.35kg/t钢水，电石的加入量为0.26kg/t钢水；
3) 使用定氧仪测定钢水中的自由氧含量，将钢水中的自由氧含量控制在0.0015%以内；
4) 待钢水中的自由氧含量满足要求后，向钢水中加入铝线或铝块进行增铝操作；
步骤4)中，铝的回收率按70%计算进行增铝操作；
步骤4)中，控制钢水中酸溶铝和全铝的比值在85%以上，将铝含量控制在0.015%-0.025%范围内。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种钢水中铝含量的控制方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1) 转炉出钢过程中使用硅钙钡和预熔型精炼渣进行预脱氧；
2) 炉外精炼炉中将渣量控制在12 kg/t-15 kg/t，前期使用碳化硅、硅铁粉或电石进行脱氧操作，将炉渣碱度控制在2.7-3.2，保持白渣气氛10分钟以上；
3) 使用定氧仪测定钢水中的自由氧含量，将钢水中的自由氧含量控制在0.0015%以内；
4) 待钢水中的自由氧含量满足要求后，向钢水中加入铝线或铝块进行增铝操作。
2.根据权利要求1所述的一种钢水中铝含量的控制方法，其特征在于，步骤1)中，硅钙钡的加入量为0.5-1.5 kg/t钢水，预熔型精炼渣的加入量为2-4 kg/t钢水。
3.根据权利要求1所述的一种钢水中铝含量的控制方法，其特征在于，步骤2)中，碳化硅的加入量为0.6-1.0kg/t钢水，硅铁粉的加入量为0.3-0.6kg/t钢水，电石的加入量为0.2-0.5 kg/t钢水。
4.根据权利要求1所述的一种钢水中铝含量的控制方法，其特征在于，步骤4)中，铝的回收率按70%计算进行增铝操作。
5.根据权利要求1所述的一种钢水中铝含量的控制方法，其特征在于，步骤4)中，控制钢水中酸溶铝和全铝的比值在85%以上，将铝含量控制在0.015%-0.025%范围内。
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