低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法

摘要

本发明公开了一种低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法，包括如下步骤：1）将钢包吊至钢包精炼炉；2）加热时加入石灰和精炼渣，钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1.75～2.25∶0.85～1.17，按酸溶铝上限加入铝丸；3）软吹后取渣样，补加石灰和精炼渣，钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1～3∶2～4，调整渣到浅绿色，按酸溶铝中上限加入铝丸；4）软吹后喂入500～800m的钙铁线并送上连铸机，保证终渣碱度为4.8～5.2，FeO和MnO含量之和为熔渣总重量的1.0～1.5%。本发明既满足钢水脱氧造渣的要求，又将钢水硅含量控制在合理范围，适于广泛应用于钢铁冶金炉外精炼技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金炉外精炼技术领域，具体地指一种低硅铝钢 精炼工艺中控制硅含量的方法。

背景技术

低硅铝钢中的硅含量一般小于0.08%，有些钢种甚至更低，在精 炼过程中，即使严格控制含硅元素的合金加入，仍然会存在增硅现象。 尤其是开浇炉，由于保证夹杂物充分上浮以及配合铸机节奏等原因， 使得精炼时间长，造成增硅现象明显，各种成份出格无法开浇，使生 产容易陷于停顿，因此控制低硅铝钢在钢包精炼炉精炼过程中的增硅 现象是一项很重要的工作。

在现有的精炼技术中，为保证去除氧化性夹杂物，使这些夹杂物 能被充分吸附，一般采用造还原性白渣的技术，特别是为充分去除钢 中的铝系夹杂物，防止钢水在浇铸过程中结瘤，更是采用大渣量造白 渣技术，在这样的还原性气氛下，夹杂物虽然被去除，但导致终渣碱 度大于9，FeO与MnO的含量之和小于熔渣总重量的0.6%，渣中的 硅被钢中的铝还原到钢水中，使钢水增硅，该过程一般按以下原理进 行：

其中，ΔG=-111.23+0.0193T

从该反应所需的热力学条件来看，在精炼处理平均温度达到 1600℃时，ΔG=-75.1<0，说明反应向正向进行，朝增硅的趋势发展。 在钢包精炼炉精炼过程中，由于底吹氩搅拌的作用，增加了钢渣界面 的面积，由液-液相反应的动力学模型——双模理论可知，反应的相 界面面积增加，会导致界面化学反应速率增加，为增硅反应提供了良 好的动力学条件使反应更容易向增硅的方向进行。由此可见，低硅铝 钢在精炼过程中增硅是不可避免的。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种工艺简单，合理调控精炼渣的还原 性，既降低了石灰、精炼渣和铝丸消耗，满足钢水脱氧造渣的要求， 又保证钢水的硅含量控制在合理范围，同时生产效率特别高的低硅铝 钢精炼工艺中控制硅含量的方法。

为实现上述目的，本发明所设计的低硅铝钢精炼工艺中控制硅含 量的方法，包括如下步骤：1）通过氩站将钢包中的钢水初步造渣， 随后将钢包吊至钢包精炼炉中；2）测定钢水温度，根据测定的实际 钢水温度、1630℃的加热目标值和3～5℃/分钟的升温速度确定加热时 间，保证一次加热到位，并在加热过程中加入石灰和精炼渣，其中， 钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1.75～2.25∶0.85～1.17， 同时，根据渣样颜色及处于氩站阶段钢水的成分，按照不同钢种中酸 溶铝含量的上限加入铝丸；3）钢水加热结束后软吹3～5分钟，软吹 后取渣样，根据渣样的颜色及渣的流动性，补加石灰和精炼渣，其中， 钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1～3∶2～4，保证渣子具 有良好流动性的同时使渣的颜色调整到浅绿色，然后根据渣子的成分 在渣面铺撒铝丸，确保加入的铝丸不会使酸溶铝含量超过其中上限； 4）铺撒铝丸后再次软吹3～5分钟，软吹后喂入500～800m的钙铁线， 最后送上连铸机，保证终渣碱度控制在4.8～5.2之间，FeO和MnO含 量之和控制在熔渣总重量的1.0～1.5%。

作为优选方案，在步骤2）中，加热过程中钢水与加入的石灰和 精炼渣的重量份分别为1150∶2∶2。

进一步地，在步骤3）中，钢水加热结束后软吹4分钟，钢水与 补加的石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶2.2∶3。

再进一步地，在步骤4）中，软吹4分钟后加入700m的钙铁线， 并保证终渣碱度控制在5.0，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重 量的1.3%。

还进一步地，所述软吹为将氩气调整到使渣面蠕动的状态。

更进一步地，在步骤2）中，加热过程中升温速度为4℃/分钟。

本发明的工作原理是这样的：由前述的背景技术可知，要控制钢 水增硅，必须采用控制渣中硅的来源、降低精炼渣的还原性、降低吹 氩强度、减少加热次数和时间等手段。

上述步骤2）中，测温是为了确定加热的时间，在加热过程中， 钢水搅动大，铝的损耗比较高，温度低时应当适量多加铝丸，保证前 期脱氧充分，加入石灰和精炼渣是为了早成渣，加入的量不大是为了 控制渣子的还原性，因为渣量大势必要加入更多的铝丸，以保证酸溶 铝含量在合理范围内，而加入大量的铝丸会使渣子的还原性变强，所 以控制加入量可以从源头上控制渣中硅的来源。

上述步骤3）中，加热完后不能马上取渣样，刚加热完后的渣子 氧化性偏强，渣子的成份还不均匀，过早取样会导致对渣子的颜色判 断失误。每炉钢在钢包精炼炉中处理的时间不太长，来不及送渣样看 碱度和氧化性等数据，只能通过渣子的颜色判断碱度，从平时统计的 颜色与碱度的关系来看，颜色越白，碱度越高；颜色偏绿，碱度较低。 根据渣子的颜色适当的加入石灰，来控制碱度。

上述步骤4）中，控制氩气是为了防止钢水卷渣，造成二次污染， 同时也是从动力学方面降低硅被还原的速率，实验证明FeO和MnO 含量之和小于熔渣总重量的1.5%就能满足脱氧造渣的要求，同时又 避免了硅含量过高。

本发明通过控制石灰和铝丸的加入量，合理调控精炼渣的还原 性，既保证了夹杂物能够被充分去除、上浮和吸附，又保证了还原性 不会太强，从而控制钢水的增硅现象，为冶炼低硅铝钢作了很好的铺 垫。

综上所述，本发明的优点在于：与现有技术相比，能够在降低石 灰、精炼渣和铝丸消耗的同时，满足钢水脱氧造渣的要求，同时又避 免造成钢水增硅现象明显，通过分批加入石灰，将终渣碱度有效控制 在5左右，使FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的1.0—1.5% 之间，使钢水增硅的比例降至0.9%以下，降低了因终渣的还原性强 导致生产陷于停顿的几率。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

实施例1：

以下以武钢股份条材总厂一炼钢分厂钢包精炼炉精炼钢棉线为 例，说明低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法的具体实施方式，其 包括如下步骤：

1）通过氩站将钢包中的钢水初步造渣，随后将钢包吊至钢包精 炼炉中。

2）测定钢水温度为1585℃，根据测定的实际钢水温度、加热目 标值为1630℃以及3℃/分钟的升温速度确定加热时间为15分钟，保 证一次加热到位，并在加热过程中向重量为115吨的钢水中加入 175kg石灰和85kg精炼渣，同时，根据渣样颜色及处于氩站阶段钢 水的成分，按照钢棉线中含量为400ppm酸溶铝的上限加入铝丸。

3）钢水加热结束后将氩气调整到使渣面蠕动的状态即软吹3分 钟，软吹后取渣样，根据渣样的颜色及渣的流动性，向重量为115吨 的钢水中补加100kg石灰和200kg精炼渣，保证渣子具有良好流动性 的同时使渣的颜色调整到浅绿色，然后根据渣子的成分在渣面铺撒铝 丸，确保加入铝丸后酸溶铝含量不超过250ppm。

4）软吹3分钟后喂入500m的钙铁线，最后送上连铸机，保证 终渣碱度控制在4.8，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的 1.0%。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：2）测定钢水温 度为1558℃，根据测定的实际钢水温度、加热目标值以及4℃/分钟 的升温速度确定加热时间为18分钟，并在加热过程中加入200kg石 灰和100kg精炼渣。

3）加热完软吹4分钟，并补加220kg的石灰和300kg的精炼渣， 然后确保加入铝丸后酸溶铝含量不超过330ppm。

4）软吹4分钟后喂入700m的钙铁线，并保证终渣碱度控制在 5.0，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的1.3%。

实施例3：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：2）测定钢水温 度为1535℃，根据测定的实际钢水温度、加热目标值以及5℃/分钟 的升温速度确定加热时间为19分钟，并在加热过程中加入225kg石 灰和117kg精炼渣。

3）加热完软吹5分钟，并补加300kg的石灰和400kg的精炼渣， 然后确保加入铝丸后酸溶铝含量不超过400ppm。

4）软吹5分钟后喂入800m的钙铁线，并保证终渣碱度控制在 5.2，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的1.5%。