CN115747407B

CN115747407B - 一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法

Info

Publication number: CN115747407B
Application number: CN202211596331.7A
Authority: CN
Inventors: 霍立桥; 张华�; 邰军凯; 成日金; 田宝生; 杨帅; 武献民; 齐詹; 朱俊涛; 马军强; 董自强; 刘立斌; 王秀明
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Delong Steel Ltd
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Delong Steel Ltd
Priority date: 2022-12-13
Filing date: 2022-12-13
Publication date: 2023-12-15
Anticipated expiration: 2042-12-13
Also published as: CN115747407A

Abstract

本发明提供了一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，包括转炉炼钢、钢包吹氩、连铸成坯三个工段；其中，炼钢转炉采用顶底复吹转炉，冶炼周期23min，钢包吹氩6min。转炉顶吹吹氧脱碳时间11min，脱碳第1min~3min，氧枪枪位1.2m~1.5m；脱碳第3min~9min，氧枪枪位0.8m~1.2m，脱碳第9min~11min，氧枪枪位0.4m~0.6m。本发明缩短了冶炼时间和吹氩时间，加快了生产节奏，同时采取可控氧及高氧化铝吸附性钢包渣，控制了钢液中的夹杂物含量，本发明所得铸坯的A类夹杂物不大于0.5级、B类夹杂物不大于1.0级、C类夹杂物不大于0.5级、D类夹杂物不大于1.0级、Ds类夹杂物不大于0.5级。

Description

一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法。

背景技术

低硅铝镇静低碳钢是一种碳素钢，具有良好的延展性和抗冲压性，广泛应用于电气、建筑和机械等行业。目前，国内外主要采取BOF-LF-CC路线（即转炉→LF精炼炉→连铸）来生产低碳低硅铝镇静钢。在该工艺路线中，转炉的冶炼周期一般在30 min左右，钢包吹氩时间在12 min以上，生产时间长、节奏慢，能耗与成本较高。在BOF-LF-CC路线中，为了提高铝脱氧后的钢液洁净度而进行的针对性研究，主要侧重于在LF精炼过程进行除杂，例如促夹杂物上浮、夹杂物改性处理促上浮、避免钢液二次氧化、以及控制合适转炉氧含量、软吹时间及拉速来促进夹杂物上浮等方面，多是在LF精炼过程中完成。

但是，随着市场竞争的激烈及客户对钢材品质的要求，低成本生产高品质用钢已成为国内外钢铁行业发展的必然趋势。由于LF精炼处理需要消耗大量人力及物料，生产成本相对较高，不能够满足高效、快速生产的要求，因此，一些钢铁企业尝试取消LF精炼，以缩短生产时间、降低成本；但取消LF精炼以后，钢液的净化、夹杂物的去除，成为新的研究难点。例如，国内某厂采用顶底复吹转炉-氩站-连铸路线来生产以SPHC为代表的低碳低硅铝镇静钢，流程中去掉了LF精炼工序，转炉吹氧脱碳时间仅11 min，氩站吹氩6 min，生产节奏变紧凑、生产成本降低，但转炉脱碳吹氧强度大、复吹比低，这就使得钢中含氧量成为影响钢材质量的要点，影响了夹杂物的含量，并对转炉-氩站流程提出了较高的匹配和成分控制要求。但由于去掉了精炼工序，致使夹杂物不易上浮，夹杂物的控制成为新的难题。

经检测发现，在低硅铝镇静低碳钢中最常见的夹杂物种类是Al₂O₃，其次是Al₂O₃-MnS。如何在加快生产节奏的同时，控制低硅铝镇静低碳钢中的夹杂物、保持钢液的洁净度，控制钢液中Al₂O₃的含量成为研发的重点。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，实现低硅铝镇静低碳钢的快速冶炼。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，包括转炉炼钢、钢包吹氩、连铸成坯三个工段；其中，炼钢转炉采用顶底复吹转炉，冶炼周期为23min，钢包吹氩时间6min。本方法所得铸坯的A类夹杂物不大于0.5级、B类夹杂物不大于1.0级、C类夹杂物不大于0.5级、D类夹杂物不大于1.0级、Ds类夹杂物不大于0.5级。

本发明的进一步改进在于：所述转炉炼钢工段中，顶吹吹氧脱碳时间控制为11min，且所述转炉的吹氧流量和枪位与碳向熔池表面传递速率相匹配，具体来说，脱碳第1min~3min，顶吹氧枪采取枪位1.2m~1.5m，吹氧量30000Nm³/h；脱碳第3min~9min，顶吹氧枪采取枪位0.8m~1.2m，吹氧量28000Nm³/h，脱碳第9min~11min，顶吹氧枪采取枪位0.4m~0.6m，吹氧量26000Nm³/h。

本发明的进一步改进在于：在转炉顶吹吹氧脱碳的同时，转炉底吹惰性气体；具体来说，脱碳前7.5min时，底吹氮气，氮气流量250 Nm³/h；脱碳后3.5min时，底吹氩气，氩气流量500 Nm³/h。

本发明的进一步改进在于：投入顶底复吹转炉中的铁水成分控制为：wt(Si)%≤0.8%，wt(Mn)%≤0.8%，wt(P)%≤0.12%，wt(S)%≤0.025%，铁水温度≥1250℃。转炉出钢时控制钢液成分：0.03%≤wt(C)%≤0.06%，wt(P)%≤0.02%，wt(S)%≤0.02%，总氧T.O≤650×10^-6；转炉终渣成分：ΣFeO≤15%，2.8≤碱度R≤4.0。

本发明的进一步改进在于：转炉出钢时先加入石灰和铝钙合金来造渣并降低钢包渣氧化性，待出钢1/2后加入铝锭进行初脱氧、加入锰铁合金进行成分调节，所述铝锭和锰铁合金均在加挡渣锥前加完。

本发明的进一步改进在于：所述石灰中，粒度为20mm~80mm的石灰颗粒在石灰总量中的比例≥90%，石灰加入量≥4Kg/t钢液；所述铝钙合金中Al%≥30%、Ca%≥5%，铝钙合金的加入量为0.8Kg/t钢~1.2Kg/t钢；所述铝锭中的含铝量≥98%，铝锭加入量为1Kg/t钢液~2.5Kg/t钢液；所述锰铁合金为锰含量75%、碳含量2.0%的中碳锰铁，锰铁合金的加入量为0.5Kg/t钢液~1.8 Kg/t钢液。

本发明的进一步改进在于：转炉出钢时采用挡渣锥挡渣，出钢温度≥1630℃，出钢时钢包烘烤温度≥500℃，钢包全程采用大气量吹氩，氩气流量180 Nm³/h；控制渣层厚度≤50 mm。

本发明的进一步改进在于：所述钢包进入氩站后首先喂入铝线调整钢液中的铝含量，再进行吹氩；吹氩时，氩气流量控制在200 L/min，全程有效净吹氩时间≥6 min。

本发明的进一步改进在于：铝线加入量为0.16Kg/t钢液Kg~0.65Kg/t钢液，将钢液中铝含量调整至0.020%-0.050%；喂铝线时，吹氩流量控制在600 L/min，确保钢液的裸露直径不大于200 mm。

本发明的进一步改进在于：氩后钢包渣的成分控制为：FeO%<10%，SiO₂%<15%，46%<(CaO+MgO)%<58%，Al₂O₃%<36%，渣碱度≥4.0，1.0≤钙铝比≤3.0。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

本发明提供了一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，采取顶底复吹转炉-氩站-连铸的工艺路线，取消了常规的LF精炼或RH精炼过程，实现了该钢种的高效快速冶炼；冶炼时间缩短为23min，吹氩时间缩短为6min，连铸前的总冶炼时间29min，而原本的BOF-LF-CC路线的冶炼时间为27min、吹氩时间9min，连铸前的总冶炼时间36min，对比可知，本发明方法每批钢液的冶炼时间缩短了7min，极大地简化了生产工艺流程，明显缩短了冶炼时间、加快了生产节奏，降低了生产成本，提高了冶炼效率；经计算，与BOF-LF-CC路线的吨钢生产成本相比，本发明方法的吨钢生产成本降低至少56元。

在缩短生产时间、加快生产节奏的同时，本发明方法还通过全流程多个冶炼节点的精准控制，抑制了Al₂O₃的生成、提高了Al₂O₃的有效分离，从而将钢液中夹杂物的含量稳定维持在较低水准，确保了钢液的洁净度。本发明方法制备的铸坯中，A类夹杂物不大于0.5级、B类夹杂物不大于1.0级、C类夹杂物不大于0.5级、D类夹杂物不大于1.0级、Ds类夹杂物不大于0.5级，且铸坯总氧量低、夹杂物密度低，实现了铸坯夹杂物的良好控制。

由于钢液夹杂物中最主要的成分是Al₂O₃等氧化物，因此，本发明首先通过对吹氧脱碳过程中的氧枪枪位、吹氧量的详细限定，来最大限度控制钢液中的溶解氧含量，避免钢液过氧化。前期采用大气量吹氧、实现铁水脱碳，随着脱碳过程的继续，中期氧气量适当缩小，最后2 min氧气量继续缩小至中等气量，保证碳向反应界面转移速率相匹配，避免过量氧溶解在钢液内，进而达到控制钢中氧含量的目的；同时，对于吹氧量及吹氧速率的控制，还能避免钢渣过氧化、抑制氧化亚铁的含量，降低钢包内氧化亚铁含量、减轻钢包渣对钢液造成二次污染。最终出钢时，钢液的总氧T.O可控制在≤650×10^-6，终渣ΣFeO≤15%。

本发明转炉出钢时加入适量的白灰和铝钙合金来造渣，对钢包渣进行顶渣改质，降低钢包渣的氧化性，控制钢渣中氧化亚铁的含量；并在出钢1/2后加入铝锭初脱氧、加锰铁合金调整成分，先造渣促上浮、后铝锭初脱氧，能够有效避免钢渣间的相互影响、避免Al₂O₃渣与原有钢渣包裹融合，促进钢渣的上浮和分离。同时，出钢时严格控制渣层厚度≤50mm，以减轻氧化性炉渣在后续工序对钢液的氧化。在钢包进入氩站后，通过喂铝线进行终脱氧，进一步控制钢液内的总氧含量。在加铝锭初脱氧、喂铝线终脱氧两个过程中，金属铝的加入量均有严格的限制，避免过量铝溶解在钢液内。

本发明的吹氩时间仅为6 min。由于在吹氧脱碳步骤对吹氧量进行了严格的控制，并通过适量的铝锭、铝线进行二次脱氧，因此钢液中的氧含量较低、所生产的夹杂物也不多，因此，较短时间的吹氩即可促进钢液中的少量夹杂物运动并长大、上浮至钢液表面而实现分离，确保钢液的洁净度。同时，由于上游工段中对吹氧量、加铝量等的严格控制，使得氩站钢包渣的成分稳定控制在FeO%<8%、SiO₂%<15%、46%<(CaO+MgO)%<58%、Al₂O₃%<36%、渣碱度≥4.0，1.0≤钙铝比≤3.0。经试验证明，这种成分的氩站钢包渣，具有低粘度、低平衡氧量的特点，对钢液中的氧化铝夹杂物具有高吸附力，同时具有良好的流动性和控制溶解氧的能力，能够最大限度吸附钢液中的氧化铝夹杂物，吸引并促进钢液中的氧化铝夹杂物的不断上浮至渣层，有效降低钢液中的夹杂物数量和种类，进而确保后续铸坯中夹杂物的含量和密度均处于低量，实现夹杂物控制目标：铸坯的A类夹杂物不大于0.5级、B类夹杂物不大于1.0级、C类夹杂物不大于0.5级、D类夹杂物不大于1.0级、Ds类夹杂物不大于0.5级。同时，氩站钢包渣漂浮在钢液顶层，可以起到很好的隔绝空气、保护钢液的作用。

附图说明

图1为SiO₂-CaO-Al₂O₃-10%FeO渣系等粘度图；

图2为SiO₂-CaO-Al₂O₃-10%FeO的等ΔC（Al₂O₃饱和-Al₂O₃实际）/η图；

图3为SPHC钢-渣平衡时渣系等氧线图；

图4为实施例1铸坯中夹杂物分析图；

图5为对比例1铸坯中夹杂物分析图；

图6为对比例2铸坯中夹杂物分析图；

图7为实施例2铸坯中夹杂物分析图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。

一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，包括转炉炼钢、钢包吹氩、连铸成坯三个工段。其中，炼钢转炉采用顶底复吹转炉，冶炼周期为23min，钢包吹氩时间6min。

所述转炉炼钢工段中，投入顶底复吹转炉中的铁水成分控制为：wt(Si)%≤0.8%，wt(Mn)%≤0.8%，wt(P)%≤0.12%，wt(S)%≤0.025%，铁水温度1250℃~1350℃。

转炉顶吹吹氧脱碳时间控制为11min，转炉吹氧时需保持合适的吹氧速率与脱碳速率相匹配，尤其在脱碳末期，钢中碳向反应界面层转移成为限制性环节时，需要控制好匹配的氧流量。具体来说：脱碳第1min~3min，顶吹氧枪采取枪位1.2m~1.5m，吹氧量30000Nm³/h；脱碳第3min~9min，顶吹氧枪采取枪位0.8m~1.2m，吹氧量28000Nm³/h，脱碳第9min~11min，顶吹氧枪采取枪位0.4m~0.6m，吹氧量26000Nm³/h；

在转炉顶吹吹氧脱碳的同时，转炉底吹惰性气体以增强熔池的搅拌、促进冶金反应。具体来说，脱碳前7.5min时，底吹氮气，氮气流量250 Nm³/h，加强熔池搅拌效果；脱碳后3.5min时，底吹氩气，氩气流量500 Nm³/h，避免钢液吸氮，确保钢液成分。

吹氧结束后测温取样，成分合格后即可出钢。转炉出钢时控制钢液成分：0.03%≤wt(C)% ≤0.06%，wt(P)% ≤0.02%，wt(S)%≤0.02%，总氧T.O≤650×10^-6；转炉终渣成分为：ΣFeO≤15%，2.8≤碱度R≤4.0。

转炉出钢时采用挡渣锥挡渣，保持出钢口良好；出钢温度≥1630℃，出钢时钢包烘烤温度≥500℃，钢包全程采用大气量吹氩，氩气流量180 Nm³/h；严格控制渣层厚度≤50mm，以减轻氧化性炉渣在后续工序对钢液的氧化。

转炉出钢时先加入石灰和铝钙合金来造渣并进行顶渣改质，降低钢包渣氧化性，待出钢1/2后加入铝锭和锰铁合金进行成分调节，所有合金在加挡渣锥前加完。

转炉出钢时先加入适量石灰和铝钙合金来促进钢渣上浮，待出钢1/2后加入铝锭和锰铁合金进行成分调节，所有合金在加挡渣锥前加完。所述石灰的加入量4Kg/t钢液~6Kg/t钢液，粒度为20mm~80mm的石灰颗粒在石灰总量中的比例≥90%，且应新鲜干燥。所述铝钙合金中Al%≥30%、Ca%≥5%，铝钙合金的加入量为0.8Kg/t钢~1.2Kg/t钢。所述铝锭中的含铝量≥98%，铝锭加入量为1Kg/t钢液~2.5 Kg/t钢液，严格执行铝锭加入量，保证一次脱氧完全，确保全氧≤30×10^-6；所述锰铁合金为锰含量75%、碳含量2.0%的中碳锰铁，锰铁合金的加入量为0.5Kg/t钢液~1.8 Kg/t钢液。

为了确保铁水冶炼、出钢过程的顺利进行，所述顶底复吹转炉的底部气嘴的吹气种类和吹气量需要随时调整，除上述脱碳过程中的底吹限定外，测温取样时、出钢时均底吹氩气，氩气流量180 Nm³/h；溅渣时底吹氮气，氮气流量520 Nm³/h；倒渣时底吹氮气，氮气流量180 Nm³/h。

一般来说，在转炉炼钢工段，从转炉兑铁装料、至出钢结束，时间控制在18 min；其中具体包括：兑铁装料2min、吹氧脱碳11min、测温取样1.5min、出钢3min；出钢后，溅渣3min、倒炉2 min、等待0.5 min，冶炼周期共计23 min。

所述钢包吹氩工段中，钢液进氩站时钢包内的钢液温度为1605℃~1640℃，钢包进入氩站后首先喂入铝线调整钢液中的铝含量，再进行吹氩；通过铝线的加入实现终脱氧。吹氩时，氩气流量控制在200 L/min，全程有效净吹氩时间6 min；吹氩完成后，钢包内的钢液温度1585℃~1610℃。

喂入钢液的铝线通常为0.339 Kg/m的铝线，铝线加入量为0.16Kg/t钢液Kg~0.65Kg/t钢液，以保证钢液中铝含量控制在0.020%~0.050%，优选控制在0.030%~0.040%，能够与钢液中残存的氧进行反应、而实现终脱氧。喂铝线时，吹氩流量控制在600 L/min，确保钢液的裸露直径不大于200 mm。

综合考虑1600℃时钢包渣的粘度在0.2 Pa·S以内（如图1所示），钢包渣对氧化铝夹杂吸能能力较强（ΔC（Al₂O₃饱和- Al₂O₃实际）/η>3）（如图2所示），以及渣有良好的控制钢中氧<10×10^-6能力（如图3所示）。为确保氩站内的钢包渣具有对氧化铝具有良好的吸附能力，钢包渣的成分控制为：FeO%<10%，SiO₂%<15%，46%<(CaO+MgO)%<58%，Al₂O₃%<36%，渣碱度≥4.0，1.0≤钙铝比≤3.0。

进中包前的钢液温度为1535℃~1560℃。中包采取中包覆盖剂保护，大包保护浇铸，长水口氩封，中包挡墙采取坝堰式加稳流器；中间包横断面200 mm×（920~1100）mm，铸造机拉速1.5m/s。

下面通过实施例来对本发明做进一步详细说明。

下列实施例采用同样规格的顶底复吹转炉、钢包和连铸机，具体来说，转炉装入量97t，钢包容量105t，连铸机的铸坯规格200mm×（720mm~1100mm）。

下列实施例的冶炼原料相同，废钢比均为26.0%，入炉铁水成分均为：0.25%≤wt(Si)%≤0.8%，0.2%≤wt(Mn)%≤0.8%，wt(P)%≤0.12%，wt(S)%≤0.025%。

实施例1

S1、转炉炼钢

采用顶底复吹转炉进行炼钢，冶炼完成后将钢液由转炉转移至钢包中，整个过程耗时23min。

向顶底复吹转炉中加入废钢和铁水，入炉铁水温度1280℃；升温进行冶炼。

冶炼时通过顶吹吹氧实现脱碳，脱碳时长11min。具体来说：脱碳第1min~3min，顶吹氧枪采取枪位1.2m~1.5m，吹氧量30000Nm³/h；脱碳第3min~9min，顶吹氧枪采取枪位0.8m~1.2m，吹氧量28000Nm³/h，脱碳第9min~11min，顶吹氧枪采取枪位0.4m~0.6m，吹氧量26000Nm³/h；

在转炉顶吹吹氧脱碳的同时，转炉底吹惰性气体，惰性气体的吹气时长也是11min。具体来说，脱碳前7.5min时，底吹氮气，氮气流量250 Nm³/h；脱碳后3.5min时，底吹氩气，氩气流量500 Nm³/h。

取样检测钢液成分，合格后出钢，出钢温度1674℃。出钢时钢液成分为C：0.042%、Si：0.005%、Mn：0.079%、S：0.0171%、P：0.0199%，钢液总氧T.O为129.5×10^-6；终渣成分：ΣFeO=13.27%，碱度R=3.2。

转炉出钢时同步加入石灰400Kg、铝钙合金100 Kg，待出钢1/2后加入铝锭100 Kg、中碳锰铁70Kg。

S2、钢包吹氩

钢包进氩站前的钢液温度为1634℃。钢包进入氩站后，首先喂入铝线喂铝线84.75m，喂线速率4 m/s，铝线单重0.339 Kg/m，铝线重量合计28.73Kg；喂铝线后钢液中铝含量0.040%。喂铝线时，吹氩流量控制在600 L/min，确保钢液的裸露直径不大于200 mm。之后改软吹流量300 L/min，吹氩时间6 min；吹氩后钢液温度1595℃，转移至中包中，中包内的钢液温度1553℃。

S3、连铸成坯

中包内的钢液送入连铸机中，连铸拉速0.95 m/min，连铸成坯。

经检测，铸坯成分为：C：0.047%、Si：0.0166%、Mn：0.226%、S：0.0178%、P：0.0146%、Al：0.033%；铸坯中的总氧T.O为8×10^-6，夹杂物密度9.1个/mm²。

取转炉渣和氩后钢包渣，检测其成分，详见表1。

表1 实施例1转炉渣和氩后钢包渣成分表

通过转炉渣和氩后钢包渣的成分含量对照，可以看出氩后钢包渣中的

Al₂O₃含量显著升高，主要由于以下三点原因：①出钢时加入铝锭、以及吹氩前加入铝线，脱氧生成的Al₂O₃，②出钢时加入的铝钙合金中的铝，氧化形成的Al₂O₃，③钢包渣吸附钢液中的微小氧化铝夹杂物。由于Al₂O₃含量大幅度增大，SiO₂含量相应降低，渣中氧化铁得以部分还原，TFe、FeO含量也因钢渣同时脱氧而大幅降低。

取实施例1生产的低碳低硅铝镇静钢，采用《GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定》、《GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法》的标准方法来进行夹杂物评级，结果如下：A类0.5级，B类1.0级，C类0.5级，D类1.0级，Ds 0.5级。

实施例2

本实施例为实施例1的重复实施例，投料量、参数控制等均与实施例1完全相同；转移过程中的钢液温度也基本持平，略有浮动。

经检测，铸坯成分为：C：0.049%、Si：0.0170%、Mn：0.187%、S：0.0152%、P：0.0156%、Al：0.030%；铸坯中的总氧T.O为8×10^-6，夹杂物密度8.9个/mm²。。

取转炉渣和氩后钢包渣，检测其成分，详见表2。

表2 实施例2转炉渣和氩后钢包渣成分表

取实施例2生产的低碳低硅铝镇静钢，采用《GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定》、《GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法》的标准方法来进行夹杂物评级，结果如下：A类0.5级，B类1.0级，C类0.5级，D类1.0级，Ds 0.5级。

对比例1

本对比例采用铁水预处理-转炉-LF精炼-连铸路线，在转炉与连铸之间设置LF精炼炉。

具体过程为：

S1、将铁水和废钢加入转炉中进行冶炼，入炉铁水温度1290℃；冶炼时间27 min，吹氧脱碳时间12 min，冶炼结束后出钢至LF精炼炉，出钢温度1650℃；转炉终点钢液中，C含量0.042%、O含量0.060%，共计获得钢液96.5t；

转炉出钢加铝锭60 Kg，根据重点及到站成分加中碳锰铁配锰，下渣量30 mm，出钢时加高铝精炼渣4 Kg/t；钢液的最终成分：C含量0.048%、Si含量0.026%、Mn含量 0.16%、P含量 0.0187%、S含量 0.0031%。

S2、钢液进入LF精炼炉进行精炼，先喂入铝线200 m，铝线单重0.339 Kg/m，铝线重量合计67.8 Kg；然后吹氩，软吹时间7 min，软吹渣面开度200 mm；

进入LF精炼炉前，钢液温度1625 ℃，钢液总氧为175×10^-6；LF精炼之后，钢液温度1595℃，转移至中包中，中包内的钢液温度1552℃；

S3、中包内的钢液送入连铸机中，采用中间包保护浇铸，连铸拉速0.95 m/min，连铸成坯，即得SPHC钢。

经检测，铸坯成分为：C：0.048%、Si：0.030%、Mn： 0.16%、S： 0.0031%、P：0.010%、Alt：0.030%；铸坯中的总氧T.O为6×10^-6，夹杂物密度8.2个/mm²。

取转炉渣和LF精炼炉渣，检测其成分，详见表3。

表3 对比例1的SPHC钢冶炼渣成分表

取对比例1生产的低碳低硅铝镇静钢，采用《GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定》、《GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法》的标准方法来进行夹杂物评级，结果如下：A类0.5级，B类1.0级，C类0.5级，D类1.0级，Ds 0.5级。

通过钢坯成分、钢渣成分、以及夹杂物评级结果可以看出，对比例1方法生产的低碳低硅铝镇静钢，与实施例1生产的低碳低硅铝镇静钢的质量不相上下，基本相同。但是，由于实施例1方法中减少了LF精炼一道工序，减少了时间成本和能源成本，吨钢的生产成本必然有所降低。

经计算，吨钢渣料多支出20元/Kg×2 Kg=40元，吨钢电耗0.6元/kwh×13kwh=7.8元，吨钢电极消耗16元/Kg×0.2 Kg=3.2元，耐材消耗吨钢多支出5元，综合计算后，对比例1方法较实施例1方法的生产成本高56元/吨钢。

对比例2

本对比例与实施例1的过程和参数控制基本相同，其区别在于：对比例2的吹氧脱碳时间为13min，较实施例1的吹氧脱碳时间多2min；对比例2的吹氩时间9min，较实施例1的吹氩时间多3min。

转炉吹氧脱碳时，具体来说：脱碳第1min~3min，顶吹氧枪采取枪位1.2m~1.5m，吹氧量30000Nm³/h；脱碳第3min~10min，顶吹氧枪采取枪位0.8m~1.2m，吹氧量28000Nm³/h，脱碳第10min~13min，顶吹氧枪采取枪位0.4m~0.6m，吹氧量26000Nm³/h；

其余控制参数，例如①石灰、铝钙合金、铝锭、中碳锰铁的加入量，②底吹氮气、氩气流量，③连铸机拉速等，均与实施例1相同；钢液转移温度也基本持平，略有浮动。

经检测，吹氩前钢液中的总氧含量199.3ppm，根据脱氧所需铝及钢液终点铝含量综合考量，喂入铝线240m。

经检测，铸坯成分为：C：0.033%、Si：0.014%、Mn：0.188%、S：0.0247%、P：0.0179%、Alt：0.030%；铸坯中的总氧T.O为9×10^-6，夹杂物密度18.2个/mm²；与实施例1相比，铸坯总氧T.O提高，夹杂物密度为实施例1铸坯夹杂物密度的两倍。这是由于转炉吹氧时间过长，钢液和钢渣都出现过氧化，更多的夹杂物在冶炼时生成，而导致后续钢液脱氧难度变大，夹杂物数量过多、不易脱除而存留在钢液内，导致铸坯的总氧高、夹杂物密度明显变大。

取转炉渣和氩后钢包渣，检测其成分，详见表4。

表4 对比例2转炉渣和氩后钢包渣成分表

通过上述表格内数据可以看出，氩后钢包渣内(CaO+MgO)%的含量<46%。取实施例1和对比例2的氩后钢包渣进行吸附实验，发现对比例2氩后钢包渣对于氧化铝的吸附性能低于实施例1氩后钢包渣的吸附性能，导致钢中夹杂物密度偏大。

取对比例2生产的低碳低硅铝镇静钢采用《GB/T 10561-2005钢中非金属夹杂物含量的测定》、《GB/T 6394-2017金属平均晶粒度测定方法》的标准方法来进行夹杂物评级，结果如下：A类1.0级，B类1.5级，C类0.5级，D类1.0级，Ds 0.5级。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，其特征在于：包括转炉炼钢、钢包吹氩、连铸成坯三个工段；其中，炼钢转炉采用顶底复吹转炉，冶炼周期为23min，钢包吹氩时间6min；铸坯的A类夹杂物不大于0.5级、B类夹杂物不大于1.0级、C类夹杂物不大于0.5级、D类夹杂物不大于1.0级、Ds类夹杂物不大于0.5级；

所述转炉炼钢工段中，顶吹吹氧脱碳时间控制为11min，脱碳第1min~3min，顶吹氧枪采取枪位1.2m~1.5m，吹氧量30000Nm³/h；脱碳第3min~9min，顶吹氧枪采取枪位0.8m~1.2m，吹氧量28000Nm³/h，脱碳第9min~11min，顶吹氧枪采取枪位0.4m~0.6m，吹氧量26000Nm³/h；

在转炉顶吹吹氧脱碳的同时，转炉底吹惰性气体；具体来说，脱碳前7.5min时，底吹氮气，氮气流量250 Nm³/h；脱碳后3.5min时，底吹氩气，氩气流量500 Nm³/h；

投入顶底复吹转炉中的铁水成分控制为：wt(Si)%≤0.8%，wt(Mn)%≤0.8%，wt(P)%≤0.12%，wt(S)%≤0.025%，铁水温度≥1250℃；转炉出钢时控制钢液成分：0.03%≤wt(C)%≤0.06%，wt(P)%≤0.02%，wt(S)%≤0.02%，总氧T.O≤650×10^-6；转炉终渣成分：ΣFeO≤15%，2.8≤碱度R≤4.0；

所述钢包进入氩站后首先喂入铝线调整钢液中的铝含量，再进行吹氩；吹氩时，氩气流量控制在200 L/min，全程有效净吹氩时间≥6 min；

所述氩后钢包渣的成分控制为：FeO%<10%，SiO₂%<15%，46%<(CaO+MgO)%<58%，Al₂O₃%<36%，渣碱度≥4.0，1.0≤钙铝比≤3.0。

2.根据权利要求1所述的一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，其特征在于：转炉出钢时先加入石灰和铝钙合金来造渣并进行顶渣改质，待出钢1/2后加入铝锭进行钢液初脱氧、加入锰铁合金进行成分调节，所述铝锭和锰铁合金均在加挡渣锥前加完。

3. 根据权利要求2所述的一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，其特征在于：所述石灰中，粒度为20mm~80mm的石灰颗粒在石灰总量中的比例≥90%，石灰加入量≥4Kg/t钢液；所述铝钙合金中Al%≥30%、Ca%≥5%，铝钙合金的加入量为0.8Kg/t钢液~1.2Kg/t钢液；所述铝锭中的含铝量≥98%，铝锭加入量为1Kg/t钢液~2.5 Kg/t钢液；所述锰铁合金为锰含量75%、碳含量2.0%的中碳锰铁，锰铁合金的加入量为0.5Kg/t钢液~1.8 Kg/t钢液。

4. 根据权利要求1所述的一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，其特征在于：转炉出钢时采用挡渣锥挡渣，出钢温度≥1630℃，出钢时钢包烘烤温度≥500℃，钢包全程采用大气量吹氩，氩气流量180 Nm³/h；控制渣层厚度≤50 mm。

5. 根据权利要求1所述的一种夹杂物可控的低硅铝镇静低碳钢冶炼方法，其特征在于：所述铝线加入量为0.16Kg/t钢液~0.65Kg/t钢液，将钢液中的铝含量调整至0.020%~0.050%；喂铝线时，吹氩流量控制在600 L/min，确保钢液的裸露直径不大于200 mm。