小方坯连铸低碳低硅含铝钢的生产方法

摘要

本发明涉及一种小方坯连铸低碳低硅含铝钢的生产方法，其特征在于：转炉采用双渣操作，终点碳按0.08～0.18％控制，出钢温度1640～1680℃，挡渣出钢；用Al－Mn－Fe终脱氧，加入量3.0～5.0kg/t钢；每炉加200～400kg合成渣；控制到站氧活度≤10ppm；冶炼过程酸溶铝控制按中包0.02－0.035％、精炼离站0.030－0.050％、精炼离位0.002－0.010％和精炼到站0.025－0.038％的加铝模型实施分层次控制；喂Al丝后按Ca/Als约0.1调整喂入Ca－Si线。本发明可稳定控制钢中Als 0.02－0.05％，改写了国内小方坯铸机不能连铸Als超过0.006％的低碳铝镇静钢的历史。试制ML15Al质量优良，已形成批量生产，发到用户使用，反映良好。

说明书

所属领域

本发明涉及一种小方坯连铸ML12-20Al钢的生产方法，特别适用于小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢的生产。

背景技术

国内生产ML12-20Al钢传统工艺为：转炉或电炉冶炼→浇注模铸钢锭或大方坯铸机浇注钢坯→初轧开坯→线材或棒材轧机轧材。采用该方法生产的ML12-20Al钢，工序多，劳动强度大，成材率低，生产成本高。随着冶金工业的技术进步，传统的模铸生产工艺逐步被连铸工艺取代，并逐步降低生产成本，因此研究采用连铸工艺生产ML12-20Al低碳低硅铝镇静钢成为重要课题。

传统采用小方坯连铸工艺生产的钢种要求钢中Al≤0.006％。ML12-20Al成份C≯0.25％，Si≯0.10％，Al≥0.020％，属低碳低硅铝镇静钢。小方坯连铸生产的难点是严格控制钢水氧化性，保证脱氧产生的Al₂O₃夹杂充分上浮，在钢水纯净度较高的情况下，调整钢中Al≥0.020％，并保证连铸不出现水口结瘤停浇发生，得到表面质量良好的连铸坯。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种采用小方坯连铸工艺稳定地生产ML12-20Al钢的方法。在保证工艺顺行、铸坯质量及良好冷镦性能的前提下，部分代替模铸生产工艺，从而降低生产成本，生产性价比合理的产品。

本发明涉及一种小方坯连铸低碳低硅铝镇静钢的生产方法，包括铁水脱硫扒渣→转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧合金化→钢包渣改质→LF钢包精炼→喂Al线、Ca线→钢包底吹氩软吹→全保护浇铸，其特征在于：转炉采用双渣操作，终点碳按0.08～0.18％控制，出钢温度1640～1680℃，挡渣出钢；用Al-Mn-Fe终脱氧，加入量3.0～5.0kg/t钢；每炉加200～400kg合成渣；控制到站氧活度≤10ppm；冶炼过程酸溶铝控制按中包0.02-0.035％、精炼离站0.030-0.050％、精炼离位0.002-0.010％和精炼到站0.025-0.038％的加铝模型实施分层次控制；喂Al丝后按Ca/Als约0.1调整喂入Ca-Si线。

根据转炉终点成分计算转炉脱氧合金加入量，并在出钢过程中加入二元改质渣CaO，65-85％；CaF2，15-35％和铝篦子，精炼到站渣中(FeO+MnO)＜4％。

精炼结束喂SiCa线400m/炉，保证钢中Ca/Al 0.09-0.14。

连铸中包设置挡渣墙；控制中包钢液面深度≥670mm；严格控制大包长水口在中包液面的插入深度大于200mm，中包浸入水口插入结晶器液面以下120mm。

本发明可稳定控制钢中Als 0.02-0.05％，改写了国内小方坯铸机不能连铸Als超过0.006％的低碳铝镇静钢的历史。试制ML15Al质量优良，已形成批量生产，发到用户使用，反映良好。

该发明的工艺路线：

铁水脱硫扒渣→80t转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧合金化→钢包渣改质→LF钢包精炼，包括提温、合金微调、脱硫→喂Al线、Ca线→钢包底吹氩软吹→130mm²方坯铸机，包括碱性中间包、过滤挡墙、全保护浇铸、电磁搅拌→铸坯表面质量检查。

该发明的主要工艺措施：

—转炉采用双渣操作，终点碳按0.08～0.18％控制，出钢温度1640～1680℃，挡渣出钢。

—用Al-Mn-Fe终脱氧，加入量3.0～5.0kg/t钢。后吹或终点碳低补加铁芯铝，含铝50％。Mn收得率按80％考虑，不足锰用中碳Mn-Fe补齐。

—每炉加200～400kg合成渣，出完钢后向钢包内渣面上加铝蓖子。

—控制到站氧活度≤10ppm。根据到站渣厚和转炉终点控制情况调整造白渣用铝量。

—冶炼过程酸溶铝控制按中包0.02-0.035％、精炼离站0.030-0.050％、精炼离位0.002-0.010％和精炼到站0.025-0.038％的加铝模型实施分层次控制，并将重点放在精炼到站和精炼离位。

—喂Al丝后按Ca/Als约0.1调整喂入Ca-Si线，进行夹杂物变形处理，软吹时间按12-18min控制，确保软吹效果，使钢中夹杂充分上浮。并保证连铸不出现水口结瘤停浇发生，得到表面质量良好的连铸坯。

—采用全保护浇铸，中包设置挡渣墙，结晶器使用Al₂O₃≤4％的低碳保护渣。

—小方坯连铸，结晶器采用电磁搅拌。

—加强铸坯检查，保证轧机轧槽、导卫等状态良好，确保轧材表面质量。

—线材厂严格控制钢坯加热温度，加热温度1050～1100℃，开轧温度1000～1050℃，吐丝温度900～950℃，风冷段风机全部关闭，在相变温度区保持较缓慢的冷却速度，确保线材性能。

1.成品成分和性能控制

             表1  ML15Al钢化学成分控制           ％

 钢号   C  Si  Mn P  S  Al  Fe ML15Al   0.13～   0.18  ≤0.10  0.30～  0.60 ≤0.035  ≤0.035  ≥0.020  余量

            表2  ML15Al性能控制

 钢号   σb(Mpa)   Ψ(％)   1/2 ML15Al   ≤520   ≥50   合格

具体实施方式

本发明可在钢铁联合企业实施，下面是首钢第三炼钢厂—第三线材厂，采用本发明生产ML15Al钢的实例。

工艺路线为：铁水脱硫扒渣→三炼钢80t转炉冶炼→挡渣出钢→钢包脱氧合金化→钢包渣改质→LF钢包精炼→喂Al线、Ca线→钢包底吹氩软吹→130mm²方坯铸机→铸坯表面质量检查→高速线材轧机轧制∮6.5～14mm盘条(或型材轧机轧制∮16～25mm棒材)→轧后缓冷→成品包装。

 转炉主要工艺参数如下表。

   炉次  转炉终点  温度(℃)  转炉终点  C，(％)    Al-Mn-Fe加入      量(kg/t)    中碳Mn-Fe加入       量(kg/t) 铁芯Al加入量    (kg/t)  3F3330    1680    0.08       4.5         2.5      -  3E3476    1668    0.12       4.5         2.5      -  3E3475    1675    0.09       4.5         2.5      -  2D10406    1680    0.06       5.0         2.5      0.5  2E10340    1680    0.08       5.0         2.5      -

精炼主要工艺数据如下表。

   炉次  精炼到站  ao(ppm)   精炼到站    Al(％)    精炼离位     Al(％)   精炼离站    Al(％)    中包    Al(％) 喂Al线量  (kg/t)  3F3330    3.6    0.025     0.008    0.042    0.039    240m  3E3476    6.1    0.024     0.007    0.039    0.037    260m  3E3475    3.7    0.029     0.004    0.033    0.029    200  2D10406    8.5    0.037     0.005    0.030    0.028    300  2E10340    4.5    0.031     0.002    0.034    0.029    280

连铸及轧制工艺参数见下表。

   炉次    铸速  (m/min)  保护渣  电磁搅拌 中间包温度    (℃) 铸坯情   况 吐丝温度   (℃) 电流 频率  3F3330    2.4  XLD-10  220  8Hz    1556  良好    920  3E3476    2.5  XLD-10  220  8Hz    1560  良好    930  3E3475    2.4  XLD-10  220  8Hz    1558  良好    920  2D10406    2.5  XLD-10  220  8Hz    1561  良好    920  2E10340    2.5  XLD-10  220  8Hz    1566  良好    940

成品成分及轧材性能见下表。

   炉次                        成品成分(％)           轧材性能   C   Si   Mn    P    S    Al   σb(Mpa)    Ψ(％)  3F3330  0.14  0.04  0.42  0.019  0.012  0.038     420      69  3E3476  0.13  0.07  0.47  0.011  0.005  0.037     435      69  3E3475  0.13  0.06  0.45  0.013  0.011  0.029     430      68  2D10406  0.14  0.05  0.44  0.010  0.014  0.021     435      71  2E10340  0.14  0.07  0.46  0.009  0.012  0.029     440      66