CN115807149A - 一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，包括如下步骤：S1、高铝钢包渣改质剂的制备；S2、进行转炉冶炼；S3、出钢时间4‑7min；出钢口良好，出钢时间≥4min,钢流不出现散流现象,出钢挡渣；S4、脱氧合金化：出钢见红加入顶渣400‑500kg/炉和萤石30‑50kg/炉，随后加入增碳剂‑硅铁/硅锰‑铝锭；点吹、下渣炉次增加铝锭10‑20kg/炉；S5、出钢结束后根据终点氧加入高铝钢包渣改质剂；S6、在氩站进行精炼：S7、连铸浇铸。本发明基于转炉直上工艺提供了一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，在直上工艺前提下实现出钢过程快速造渣脱S以解决直上钢种易絮流、成分波动、渣改质效果差等问题，达到提高产品质量和市场竞争力的目的。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁技术领域，尤其涉及一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺。
背景技术
现有技术中的新型高铝钢包渣改质剂制备及其使用方法，直上工艺路线为转炉-氩站-连铸；利用转炉出钢过程进行渣改质，主要内容是高铝钢包渣改质剂，其特殊的成分设计可以为(M-Al≥35％，CaO≥25％，SiO2≤5.0％，Al2O3≥25％，C≤2.0％，P≤0.03％，S≤0.04％，H2O≤1.0％)，能够保障钢渣实现快速成渣的目的，通过氩站钙处理、软吹等工艺保证钢水符合上台浇铸条件，实现连铸钢水的稳定浇铸，该种技术方案的主要工艺特点为精准的终点控制及出钢渣改质工艺，生产低消耗、低成本的洁净钢水；通过控制相关工艺，采用合适的转炉终点控制、出钢使用新型高铝钢包渣改质剂渣洗、氩站吹氩造渣、软吹工艺、连铸浇铸等工艺达到实现稳定直上钢水质量的目的。
综上，现有技术中受生产成本及配套设施的制约，大多数钢种低牌号普碳钢采用转炉直上连铸的组织模式，直上工艺有利于生产成本降低，但过程工艺控制难度大、节奏紧张、渣改质效果差等对钢水洁净度，市场应用产生很大影响。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明基于转炉直上工艺提供一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，在直上工艺前提下实现出钢过程快速造渣脱S以解决直上钢种易絮流、成分波动、渣改质效果差等问题，达到提高产品质量和市场竞争力的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，包括如下步骤：
S1、高铝钢包渣改质剂的制备：原料采用石灰粉和铝矾土通过电熔炉加热形成熔融液态，经冷却破碎成精炼渣，精炼渣通过粉碎成粉+铝粒/铝屑混合均匀后使用粘结剂进行压球，其M-Al≥35％；
S2、进行转炉冶炼；
S3、出钢时间4-7min；出钢口良好，出钢时间≥4min,钢流不出现散流现象,出钢挡渣；
S4、脱氧合金化：出钢见红加入顶渣400-500kg/炉和萤石30-50kg/炉，随后加入增碳剂-硅铁/硅锰-铝锭；点吹、下渣炉次增加铝锭10-20kg/炉；
S5、出钢结束后根据终点氧加入高铝钢包渣改质剂；
S6、在氩站进行精炼：
S7、连铸浇铸。
在其中一些实施例中，所述步骤S1中高铝钢包渣改质剂的制备过程中原料采用55％石灰粉和45％铝矾土通过电熔炉加热至1600℃以上形成熔融液态。
在其中一些实施例中，所述S2步骤中进行转炉冶炼时：出钢温度：≥1660℃，T[O]：200ppm-350ppm，[C]：0.10％-0.15％。
在其中一些实施例中，所述S5步骤中，具体的：
[O]≤250ppm，高铝钢包渣改质剂100kg/炉，加铝粒10kg/炉，电石30kg/炉；
[O]：250-350ppm，高铝钢包渣改质剂150kg/炉，加铝粒20kg/炉，电石40kg/炉；
[O]≥350ppm，高铝钢包渣改质剂200kg/炉，加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉，加完后大氩搅拌＞1分钟，行走过程保持吹氩。
在其中一些实施例中，所述S6步骤中在氩站进行精炼具体过程如下：
氩站时间控制：≥12min；
到站温度控制：≥1610℃，；
进站定氧、取样；
大氩气搅拌3-6min，待渣面不发泡时取渣样观察，调渣以电石为主，目标造终渣黄白渣或墨绿色渣；
软吹时间≥5min，软吹过程保证渣面蠕动且钢水不裸露；
吹及钙处理过程禁止向钢液进行加铝操作；
中包Ca含量目标：0.0010％～0.0020％。
终渣渣系目标:[CaO]：(45-55)％，[Al2O3]:(10-15)％，[SiO2]:(15-20)％，[MgO]≤8％，FeO+MnO≤1.5％。
在其中一些实施例中，所述进站定氧、取样过程中，具体的：若定氧＞20ppm，补加铝粒10kg，若定氧＞25ppm，补加铝粒20kg。
在其中一些实施例中，所述S7步骤中连铸浇铸具体过程如下：
过热度控制；
塞棒吹氩2-5NL/min；长水口氩气流量30-80NL/min；大包长水口保护浇注且Ar封，浇铸过程中稳流器上部钢水不得翻腾；
前一包出现絮流现象，通知转炉下一包喂线量提升20-30m。
在其中一些实施例中，所述过热度控制过程中20-35℃。
与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果如下：
通过新型高铝钢包渣改质剂的引进、精准的终点控制、出钢合金化渣洗工艺、生产直上工艺的洁净钢水；为满足直上钢种的纯净度要求，精准的终点控制及出钢渣改质工艺，生产低消耗、低成本的洁净钢水；通过控制相关工艺，采用合适的转炉终点控制、出钢使用新型高铝钢包渣改质剂渣洗、氩站吹氩造渣、软吹工艺、连铸浇铸等工艺达到实现稳定直上钢水质量的目的。因直上工艺不稳定导致诉赔率由400ppm降低至10ppm，年销量50万吨计算，可增效10万元/年。另外也有利于降低造渣过程时间、减少温降损失。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
本发明实施例提供了一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，包括如下步骤：
S1、高铝钢包渣改质剂的制备：原料采用石灰粉和铝矾土通过电熔炉加热形成熔融液态，经冷却破碎成精炼渣，精炼渣通过粉碎成粉+铝粒/铝屑混合均匀后使用粘结剂进行压球，其M-Al≥35％；
S2、进行转炉冶炼；
S3、出钢时间4-7min；出钢口良好，出钢时间≥4min,钢流不出现散流现象,出钢挡渣；
S4、脱氧合金化：出钢见红加入顶渣400-500kg/炉和萤石30-50kg/炉，随后加入增碳剂-硅铁/硅锰-铝锭；点吹、下渣炉次增加铝锭10-20kg/炉；
S5、出钢结束后根据终点氧加入高铝钢包渣改质剂；
S6、在氩站进行精炼：
S7、连铸浇铸。
其中，所述步骤S1中高铝钢包渣改质剂的制备过程中原料采用55％石灰粉和45％铝矾土通过电熔炉加热至1600℃以上形成熔融液态。
其中，所述S2步骤中进行转炉冶炼时：出钢温度：≥1660℃，T[O]：200ppm-350ppm，[C]：0.10％-0.15％。
其中，所述S5步骤中，具体的：
[O]≤250ppm，高铝钢包渣改质剂100kg/炉，加铝粒10kg/炉，电石30kg/炉；
[O]：250-350ppm，高铝钢包渣改质剂150kg/炉，加铝粒20kg/炉，电石40kg/炉；
[O]≥350ppm，高铝钢包渣改质剂200kg/炉，加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉，加完后大氩搅拌＞1分钟，行走过程保持吹氩。
其中，所述S6步骤中在氩站进行精炼具体过程如下：
氩站时间控制：≥12min；
到站温度控制：≥1610℃，；
进站定氧、取样；
大氩气搅拌3-6min，待渣面不发泡时取渣样观察，调渣以电石为主，目标造终渣黄白渣或墨绿色渣；
软吹时间≥5min，软吹过程保证渣面蠕动且钢水不裸露；
吹及钙处理过程禁止向钢液进行加铝操作；
中包Ca含量目标：0.0010％～0.0020％。
终渣渣系目标:[CaO]：(45-55)％，[Al2O3]:(10-15)％，[SiO2]:(15-20)％，[MgO]≤8％，FeO+MnO≤1.5％。
其中，所述进站定氧、取样过程中，具体的：若定氧＞20ppm，补加铝粒10kg，若定氧＞25ppm，补加铝粒20kg。
其中，所述S7步骤中连铸浇铸具体过程如下：
过热度控制；
塞棒吹氩2-5NL/min；长水口氩气流量30-80NL/min；大包长水口保护浇注且Ar封，浇铸过程中稳流器上部钢水不得翻腾；
前一包出现絮流现象，通知转炉下一包喂线量提升20-30m。
其中，所述过热度控制过程中20-35℃。
具体的，本发明实施例提供的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺步骤展开如下：
新型高铝钢包渣改质剂的制备：原料采用55％石灰粉和45％铝矾土通过电熔炉加热至1600℃以上形成熔融液态，经冷却破碎成精炼渣，精炼渣通过粉碎成粉+铝粒/铝屑混合均匀后使用粘结剂进行压球，其M-Al≥35％；
进行转炉冶炼：出钢温度：≥1660℃，T[O]：200ppm-350ppm，[C]：0.10％-0.15％；
出钢时间4-7min；出钢口良好，出钢时间≥4min,钢流不出现散流现象,出钢挡渣；
脱氧合金化：出钢见红加入顶渣400-500kg/炉和萤石30-50kg/炉，随后加入增碳剂-硅铁/硅锰-铝锭；点吹、下渣炉次增加铝锭10-20kg/炉；
出钢结束后根据终点氧加入高铝钢包渣改质剂：[O]≤250ppm，高铝钢包渣改质剂100kg/炉，加铝粒10kg/炉，电石30kg/炉；[O]：250-350ppm，高铝钢包渣改质剂150kg/炉，加铝粒20kg/炉，电石40kg/炉；[O]≥350ppm，高铝钢包渣改质剂200kg/炉，加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉，加完后大氩搅拌＞1分钟，行走过程保持吹氩；
在氩站进行精炼：
氩站时间控制：≥12min；
到站温度控制：≥1610℃，；
进站定氧、取样，若定氧＞20ppm，补加铝粒10kg，若定氧＞25ppm，补加铝粒20kg；
大氩气搅拌3-6min，待渣面不发泡时取渣样观察，调渣以电石为主，目标造终渣黄白渣或墨绿色渣；
软吹时间≥5min，软吹过程保证渣面蠕动且钢水不裸露；
吹及钙处理过程禁止向钢液进行加铝操作；
中包Ca含量目标：0.0010％～0.0020％。
终渣渣系目标:[CaO]：(45-55)％，[Al2O3]:(10-15)％，[SiO2]:(15-20)％，[MgO]≤8％，FeO+MnO≤1.5％。
连铸浇铸
过热度控制：20-35℃；
塞棒吹氩2-5NL/min；长水口氩气流量30-80NL/min；大包长水口保护浇注且Ar封，浇铸过程中稳流器上部钢水不得翻腾；
前一包出现絮流现象，通知转炉下一包喂线量提升20-30m。
本发明实施例中的几个主要工艺的机理及作用：
本发明中之所以使用新型高铝钢包渣改质剂是因为该改质剂为预熔型，具有金属铝含量高、碱度高、熔点低、溢烟小的特点，能够起到快速脱氧脱S的目的；
本发明中之所以控制转炉终点温度：是因为转炉直上工艺特点决定的，一旦出钢就无法升温，因此必须保证足够的终点温度，确保连铸钢水的过热度；
本发明中之所以控制氩站到站温度，一方面是为了保证造渣脱S效果，一方面是为了保障离站温度；
本发明中之所以控制改质剂加入量，目的是保证出钢过程的造渣脱氧效果，在实现钢水脱氧的同时使炉渣进行改质脱氧，达到FeO+MnO≤1.5％。
本发明与现有技术相比,解决了目前在直上工艺上脱氧造渣慢、脱氧不充分的问题。根据上述工艺控制方法，本发明根据如下的实施例做进一步的说明。
实施例1
一种转炉直上工艺新型高铝钢包渣改质剂制备及其使用方法，其步骤：
进行转炉冶炼：出钢温度：1665℃，T[O]：233ppm，[C]：0.128％；
出钢口良好，出钢时间：4.8min，出钢口次数：65次，钢流未见散流现象；出钢挡渣；
出钢过程加顶渣400kg/炉和萤石30kg/炉，随后加入增碳剂80kg/炉，硅铁200kg/炉，硅锰100kg/炉，铝70kg/炉；
出完钢加新型高铝钢包渣改质剂100kg/炉，加铝粒10kg/炉，电石30kg/炉；
氩站到站温度1615℃；定氧15ppm；
过程补铝：软吹及钙处理过程未补加含铝合金。
软吹及钙处理：钙后软吹:6min,吹氩效果：流量80NL/min；渣面蠕动直径100-200mm；过程未见钢水裸露；钙处理标准：喂线量60m/炉，
终渣渣系目标:[CaO]：47％，[Al2O3]:18％，[SiO2]:15％，[MgO]:6.5％，FeO+MnO：1.5％。
中包[Ca]：18ppm，无絮流。
中包过热度：23℃；
塞棒吹氩2.6NL/min；长水口氩气流量45NL/min
浇铸过程平稳无絮流。
实施例2-3同实施例1工艺相同，仅出钢渣洗工艺差异，未使用新型高铝钢包渣改质剂。
对比例1：为现有工艺。
进行转炉冶炼：出钢温度：1665℃，T[O]：245ppm，[C]：0.125％；
出钢口良好，出钢时间：5.5min，出钢口次数：52次，钢流未见散流现象；出钢挡渣；
出钢过程加顶渣400kg/炉和萤石30kg/炉，随后加入增碳剂80kg/炉，硅铁200kg/炉，硅锰100kg/炉，铝100kg/炉；
出完钢加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉；
氩站到站温度1613℃；定氧29ppm；加铝粒20kg；
过程补铝：软吹及钙处理过程未补加含铝合金。
软吹及钙处理：钙后软吹:6min,吹氩效果：流量80NL/min；渣面蠕动直径100-200mm；过程未见钢水裸露；钙处理标准：喂线量60m/炉，
终渣渣系目标:[CaO]：45％，[Al2O3]:12％，[SiO2]:17％，[MgO]:66％，FeO+MnO：2.0％；
中包[Ca]：17ppm；
中包过热度：24℃；
塞棒吹氩2.8NL/min；长水口氩气流量46NL/min；
浇铸过程后期轻微絮流，棒位上涨2mm。
对比例2：为现有工艺。
进行转炉冶炼：出钢温度：1668℃，T[O]：301ppm，[C]：0.100％；
出钢口良好，出钢时间：5.3min，出钢口次数：50次，钢流未见散流现象；出钢下渣；
出钢过程加顶渣400kg/炉和萤石30kg/炉，随后加入增碳剂120kg/炉，硅铁200kg/炉，硅锰100kg/炉，铝120kg/炉；
出完钢加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉；
氩站到站温度1610℃；定氧55ppm；加铝粒50kg；
过程补铝：软吹及钙处理过程未补加含铝合金。
软吹及钙处理：钙后软吹:4min,吹氩效果：流量70NL/min；渣面蠕动直径100-200mm；过程未见钢水裸露；钙处理标准：喂线量80m/炉，
终渣渣系目标:[CaO]：45％，[Al2O3]:20％，[SiO2]:20％，[MgO]:5.6％，FeO+MnO：2.2％；
中包[Ca]：20ppm；
中包过热度：22℃；
塞棒吹氩3.0NL/min；长水口氩气流量48NL/min；
浇铸过程整炉絮流，棒位上涨4mm。
表1
由上表可见，实施例1-3到站氧均值13ppm，脱S率66.7％，浇铸过程无絮流；而对比例1到站氧29ppm，脱S率46.8％，浇铸过程轻微絮流；而对比例2因下渣渣改质效果差节奏紧张，到站氧55ppm，脱S率46.8％，浇铸过程絮流严重。
通过上述实施例可以看出，本发明提供的是基于转炉直上工艺炼钢用高铝钢包渣改质剂制备及其使用方法，采用此方法生产的直上钢种，起到了快速造渣脱S的目的，脱S率较正常工艺提高20％，连铸浇铸过程无絮流，既能满足产品质量的控制要求，又起到提高市场竞争力的目的。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、高铝钢包渣改质剂的制备：原料采用石灰粉和铝矾土通过电熔炉加热形成熔融液态，经冷却破碎成精炼渣，精炼渣通过粉碎成粉+铝粒/铝屑混合均匀后使用粘结剂进行压球，其M-Al≥35％；
S2、进行转炉冶炼；
S3、出钢时间4-7min；出钢口良好，出钢时间≥4min,钢流不出现散流现象,出钢挡渣；
S4、脱氧合金化：出钢见红加入顶渣400-500kg/炉和萤石30-50kg/炉，随后加入增碳剂-硅铁/硅锰-铝锭；点吹、下渣炉次增加铝锭10-20kg/炉；
S5、出钢结束后根据终点氧加入高铝钢包渣改质剂；
S6、在氩站进行精炼：
S7、连铸浇铸。
2.根据权利要求1所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述步骤S1中高铝钢包渣改质剂的制备过程中原料采用55％石灰粉和45％铝矾土通过电熔炉加热至1600℃以上形成熔融液态。
3.根据权利要求1所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述S2步骤中进行转炉冶炼时：出钢温度：≥1660℃，T[O]：200ppm-350ppm，[C]：0.10％-0.15％。
4.根据权利要求1所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述S5步骤中，具体的：
[O]≤250ppm，高铝钢包渣改质剂100kg/炉，加铝粒10kg/炉，电石30kg/炉；
[O]：250-350ppm，高铝钢包渣改质剂150kg/炉，加铝粒20kg/炉，电石40kg/炉；
[O]≥350ppm，高铝钢包渣改质剂200kg/炉，加铝粒30kg/炉，电石50kg/炉，加完后大氩搅拌＞1分钟，行走过程保持吹氩。
5.根据权利要求1所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述S6步骤中在氩站进行精炼具体过程如下：
氩站时间控制：≥12min；
到站温度控制：≥1610℃，；
进站定氧、取样；
大氩气搅拌3-6min，待渣面不发泡时取渣样观察，调渣以电石为主，目标造终渣黄白渣或墨绿色渣；
软吹时间≥5min，软吹过程保证渣面蠕动且钢水不裸露；
吹及钙处理过程禁止向钢液进行加铝操作；
中包Ca含量目标：0.0010％～0.0020％。
终渣渣系目标:[CaO]：(45-55)％，[Al2O3]:(10-15)％，[SiO2]:(15-20)％，[MgO]≤8％，FeO+MnO≤1.5％。
6.根据权利要求5所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述进站定氧、取样过程中，具体的：若定氧＞20ppm，补加铝粒10kg，若定氧＞25ppm，补加铝粒20kg。
7.根据权利要求1所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述S7步骤中连铸浇铸具体过程如下：
过热度控制；
塞棒吹氩2-5NL/min；长水口氩气流量30-80NL/min；大包长水口保护浇注且Ar封，浇铸过程中稳流器上部钢水不得翻腾；
前一包出现絮流现象，通知转炉下一包喂线量提升20-30m。
8.根据权利要求7所述的转炉直上工艺用高铝钢包渣改质剂制备工艺，其特征在于：所述过热度控制过程中20-35℃。
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