TWI444480B

TWI444480B - So that the molten steel casting performance of aluminum silicon deoxidized steel steelmaking process

Info

Publication number: TWI444480B
Application number: TW100124245A
Authority: TW
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2014-07-11
Also published as: TW201303030A

Description

使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程

本發明是有關於一種連續澆鑄產鋼的製程，特別是指一種使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程。

「鋁矽脫氧鋼」係指組成中碳的含量不大5wt%、鋁的含量不高於0.003wt%、矽的含量不大於0.35wt%，且包括有多種微量合金(視不同用途知產品而有不同)的鋼材。其產製製程是將鐵水(hot metal)盛入轉爐中進行吹煉(業界通稱為BOF站精煉)，接著將吹煉後的鐵水加入預定的微量合金於盛鋼桶中進行二次精煉(業界通稱為LF站精煉)，再開啟盛鋼桶的流鋼嘴將二次精煉後得到的鋼液(molten steel)自流鋼嘴流出進行大鋼胚鑄造，最後對大鋼胚進行後處理過程，即可製得鋁矽脫氧鋼鋼材。

由於在二次精煉得到的鋼液中會存在有富含鋁的鋁酸鈣高熔點介在物(鈣鋁型介在物)，所以在開啟盛鋼桶的閥門自流鋼嘴澆注鋼液進行大鋼胚鑄造時，盛鋼桶流鋼嘴鋼水通量會因為此些高熔點介在物的堵塞而隨著澆鑄過程越變越小，乃至澆鑄末期即便將盛鋼桶的閥門全開仍然無法達到連續鑄造的需求量，最後，由於鋼液凝固於流鋼嘴內流不下來而中斷，鋼液必須回爐重製。

對此一問題，已有在轉爐吹煉完成時添加渣改質劑，並於二次精煉完成時添加矽化鈣(CaSi)之技術(「Investigation on Ladle Nozzle Clogging during Steel Pouring Process」，AISTech 2009 Proceeding,vol. II,Warrandal,PA,2009,pp543-558)，或是使用較強的脫氧劑以減少轉爐渣量殘留，並配合改善二次精煉時氬氣攪拌時間使介在物上浮之技術(「防止鋼包水口結瘤技術攻關」，中國銅鐵學會論文集pp361-364,2005)，或是於二次精煉時添加複合造渣劑控制介在物形態之技術(CN1903479A，具有良好剛水澆鑄性能的真空處理工藝)的提出。

而這些技術雖然都能降低流鋼嘴堵塞的機率，但加入的渣改質劑、脫氧劑、複合造渣劑等多半價值高昂，而增加了產製成本，或是還須要額外的製程處理而無法見容於現有的製程產線。

因此，目前的鋁矽脫氧鋼的煉鋼製程仍須要業者研究改善，以解決產製過程中流鋼嘴易堵塞的問題。

因此，本發明之目的，即在提供一種利用出鋼與精煉脫氧和合金化時機來減少介在物，使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程。

於是，本發明一種使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，包含三步驟。

首先在鐵水進行轉爐吹煉完成得到鋼液時，以每公噸鋼液加入0.2Kg~1Kg的鋁和1Kg~3Kg的矽鐵的比例，於倒出該鋼液時先投入鋁，再加入矽鐵。

接著以每公噸鋼液加入1Kg~3Kg的石灰的比例投入石灰與步驟(a)的產物和微合金化需要的合金進行二次精煉，製得一待澆注鋼液。

最後澆注該待澆注鋼液進行大鋼胚鑄造。

本發明之功效在於：於吹煉時即加入鋁和矽鐵使合金化提前減少二次精煉的負擔，並在二次精煉時加入石灰而產生四元渣，而可減少鋼液中的鈣鋁型介在物，進而使鋼液的澆注性能良好，解決流鋼嘴因鋼液中的介在物堵塞的問題。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

本發明一種使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程的一較佳實施例，是用於產製鋁矽脫氧鋼鋼材，特別是碳含量在0.1wt%~0.5wt%、鋁含量在0.007wt%~0.030wt%、矽含量在0.15wt%~0.35wt%的鋁矽脫氧鋼。

首先進行步驟11，將鐵水(碳濃度約4wt%、矽含量0.2wt%~1wt%、磷含量0.02wt%~0.04wt%)送入轉爐進行吹煉，鐵水進行轉爐吹煉完成得到鋼液(包括0.1wt%~0.5wt%的碳、0.007wt%~0.030wt%的鋁、0.15wt%~0.35wt%的矽，及平衡量的鐵)後，以每公噸鋼液加入0.2Kg~1Kg的鋁和1Kg~3Kg的矽鐵的比例，在將鋼液鐵水倒出時先投入鋁進行脫氧，接著再加入矽鐵使鋼液中各組分的合金化提前；接著於二次精煉開始時，以每公噸鋼液加入1Kg~3Kg的石灰的比例投入石灰，同時加入微合金化所需要的合金開始進行二次精煉，全程並以流量是每小時15~40 Nm3的氬氣進行底吹攪拌，而製得待澆注鋼液；較佳地，加入石灰與所需的合金時的溫度是1560℃~1580℃，且在二次精煉過程中還生成CaO-SiO₂ -Al₂ O₃ -MgO四元系渣，且該四元系渣包括25%~40%的氧化鈣、15%~25%的氧化矽、10%~30%的氧化鋁，及3%~5%的氧化鎂，渣中鹽基度是1~3，另外，製得的待澆注鋼液的鈣濃度不大於0.001%，且鋁濃度是0.025%~0.04%。

最後，即可開啟程鋼桶的閥門，自流鋼嘴澆注該待澆注鋼液進行大鋼胚鑄造，繼之，進行其他所需的後處理過程，即可製得鋁矽脫氧鋼鋼材。

由於本發明於吹煉完成時即先加入鋁進行脫氧，繼之加入矽鐵使合金化過程提前而減少二次精煉的負擔，同時，在二次精煉時全程以底吹氬氣攪拌，並配合加入石灰而控制二次精煉中產生四元系渣，所以可以有效降低待鑄造鋼液中存在的鈣鋁型介在物，進而在開啟盛鋼桶的閥門自流鋼嘴澆注待鑄造鋼液進行大鋼胚鑄造時，盛鋼桶流鋼嘴鋼水通量不會因為此些高熔點介在物的堵塞而變小，徹底解決長期以來煉製鋁矽脫氧鋼時，因介在物堵塞流鋼嘴而導致生產過程中斷的問題。

參閱圖1，圖1是將本發明實際應用於產線的盛鋼桶堵塞實驗統計結果，由實驗結果可看出，盛鋼桶堵塞量由977公噸下降至31公噸，換算每年平均可減少盛鋼桶堵塞回爐數量為11352公噸，確實可以有效提高鋼液澆注性、減少回爐重製量。

綜上所述，本發明的使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，主要是於吹煉時即加入鋁、矽鐵，使合金化提前減少二次精煉的負擔，並在二次精煉時加入石灰而產生四元系渣，而可減少待澆鑄鋼液中的鈣鋁型介在物，進而使待澆鑄鋼液的澆注性能良好，解決流鋼嘴因鋼液中的介在物堵塞的問題。與現有的相關技術相較，本發明不使用渣改質劑來降低渣的氧化性，也不採用強脫氧劑減少二次精煉過程中介在物量，所以並不會增加產製成本，或是還須要額外的製程處理，確實達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

圖1是一折線圖，說明本發明使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程實際應用於產線的盛鋼桶堵塞實驗統計結果。

Claims

一種使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，包含：(a)　在鐵水進行轉爐吹煉完成而得到鋼液後，以每公噸鋼液加入0.2Kg~1Kg的鋁和1Kg~3Kg的矽鐵的比例，於倒出該鋼液時先投入鋁，再加入矽鐵；(b)　以每公噸鋼液加入1Kg~3Kg的石灰的比例投入石灰與步驟(a)的產物和微合金化需要的合金進行二次精煉，製得一待澆注鋼液；及(c)　澆注該鑄造鋼液進行大鋼胚鑄造。
依據申請專利範圍第1項所述之使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，其中，該步驟(b)實施時還以流量是每小時15~40 Nm³ 的氬氣進行底吹攪拌。
依據申請專利範圍第2項所述之使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，其中，該步驟(a)中，鐵水進行轉爐吹煉完成而得到的鋼液包括0.1wt%~0.5wt%的碳、0.007wt%~0.030wt%的鋁、0.15wt%~0.35wt%的矽，及平衡量的鐵。
依據申請專利範圍第3項所述之使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，其中，該步驟(a)中加入的矽鐵的矽含量是70wt%~80wt%。
依據申請專利範圍第4項所述之使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，其中，該步驟(b)進行時還生成四元系渣，且以整體四元系渣為100%計，該四元系渣包括25%~40%的氧化鈣、15%~25%的氧化矽、10%~30%的氧化鋁，及3%~5%的氧化鎂，且渣中鹽基度是1~3。
依據申請專利範圍第5項所述之使鋼液澆注性能良好的鋁矽脫氧鋼煉鋼製程，其中，以該待澆注鋼液整體為100wt%計，該步驟(b)製得的該待澆注鋼液的鈣濃度不大於0.001%，且鋁濃度是0.025%~0.04%。