方坯低硅含铝钢钢水流动性控制方法

摘要

本发明具体涉及一种用转炉(电炉)精炼炉冶炼方坯低硅含铝钢钢水流动性控制方法。本发明采取了如下的工艺措施：提高转炉出钢碳含量和出钢温度；炉后强脱氧和大渣量操作，实现精炼工序脱氧、造渣前移，减少精炼过程的升温和脱氧调铝，避免因升温和脱氧时间延长，氩气量过大，夹杂物上浮困难；合适的喂线量和造渣量、合理的扩散脱氧时间避免钢水回硅。本发明在不增加任何设备投资的情况下，实现了低硅含铝钢的生产顺行，保证了钢水的流动性、降低了钢水回硅量，解决了低硅含铝钢生产中的难题，使连铸中包连拉炉数有了明显的提高，并且保证了生产节奏的顺行，大大提高了此类品种钢的产量，能为生产企业创造可观的经济效益。

说明书

技术领域：

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种用转炉（电炉）—精炼炉冶炼方坯低硅含铝钢钢水流动性控制方法。

背景技术：

A系列冷镦钢、焊条钢等低硅含铝钢品种，市场需求量很大，市场前景好，附加值高，转炉（电炉）—方坯—高线生产线现在都在积极开发上述品种。低硅含铝钢生产控制要求高，生产上难点方坯水口结瘤严重，中包连拉次数少，成份超标炉次多。

也可以说，目前用转（电）炉冶炼A系列冷镦钢、10B21、焊条钢等低硅含铝钢时都有如下难以克服的问题：

1、钢水流动性差、水口结瘤严重，生产事故多，中包连拉炉数少。

2、冶炼过程中回硅多，易超标。

发明内容：

申请人认为，提高钢水纯净度，避免方坯水口结瘤和成份超标最经济有效的方法就是优化工艺操作，为此本发明采取了如下的工艺措施：提高转炉出钢碳含量和出钢温度；炉后强脱氧和大渣量操作，实现精炼工序脱氧、造渣前移，减少精炼过程的升温和脱氧调铝，避免因升温和脱氧时间延长，氩气量过大，夹杂物上浮困难；合适的喂线量和造渣量、合理的扩散脱氧时间避免钢水回硅。本发明在不增加任何设备投资的情况下，实现了低硅含铝钢的生产顺行，保证了钢水的流动性、降低了钢水回硅量，因此解决了上述难题，使连铸中包连拉炉数有了明显的提高，能为生产企业创造可观的经济效益。

为此，本发明提供了一种低硅含铝钢综合控制技术，即方坯低硅含铝钢钢水流动性控制方法。本发明既提高了钢水的流动性又保证了低硅的控制，实现了生产的顺行、质量的提高和成本的降低，为方坯品种钢研发奠定了坚实的基础。

本发明方坯低硅含铝钢钢水流动性控制方法的技术方案是这样实现的：

其包括初炼、钢包精炼炉钢液精炼、方坯连铸工艺，其特征在于，其具体还包括以下工艺：

第一步，在转炉或电炉初炼，出钢终点碳控制0.06%以上(如果终点碳低于0.06%，渣中的氧势高，钢水氧化性强，脱氧后夹杂物较多,不易充分上浮)，出钢温度保持在1640℃-1680℃（如出钢温度低于1640℃，使LF炉工位钢液温度过低，LF精炼升温任务加重，出钢温度高于1680℃，转炉或电炉炉衬侵蚀严重，出钢时加入碳粉容易烧损，导致碳的收得率降低）；

第二步，炉后配料：铝块1.4～1.8kg/t、石灰3～4kg/t、萤石0.8-1.2kg/t，锰铁根据所冶炼钢种加高碳锰至下限，出钢至1/3时加入到钢包内，强化炉后脱氧和大渣量操作，降低LF炉脱氧、脱硫压力，为延长白渣保持时间做准备；

第三步, 在钢包精炼炉内进行钢液精炼：

A、钢包开至精炼位喂铝线1～2m/t、铁钙线分两次喂线共5～6m/t，避免回硅严重，开始喂2.5～3 m/t，使钢包内生产大量的Al₂O₃变性上浮,弱吹前喂2～3.5m/t，送电以前期加热为主，后期少加热或不加热，使夹杂充分上>浮；

B、通电升温，开始加电石0.6～1.2kg/t，后根据渣况再加0.2～0.70 kg/t电石，进行扩散脱氧，尽快造出白渣，稳定和延长白渣保持时间，减少精炼渣反复。根据渣子的粘度，小批量加萤石，每批0.5～1kg/t、石灰分两次加，一次加1～2kg/t，保证精炼渣的流动性；

C、精炼过程中前期钢包底吹氩气流量为500-800 l/min，（氩气流量过小，钢液温度和成分以及钢渣反应都不均匀，氩气流量过大，导致钢渣反应剧烈，钢液对钢包耐火材料冲刷严重，使渣中或耐火材料中的氧化物、硫化物进入钢液）后期弱吹时氩气流量为150-300 l/min，仅使夹杂物上浮，（如弱吹流量过大，造成钢水重新裸露在空气中，导致二次氧化，污染钢水，同时渣中的夹杂物又返回到钢中。）弱吹时间控制在8 min以上（保证钢中夹杂物有充分的上浮时间和上浮动力）；

D、精炼时间控制在40～60min（如果精炼时间过短小于40min，氧化物夹杂上浮不充分，如大于60min，反复送电升温和吹氩，使渣中或耐火材的氧化物、硫化物增加，降低了钢液的流动性）；

E、弱搅拌后，加入碳化稻壳0.4～0.5 kg/t（防止辐射散热，使过热度稳定）;

第四步，连铸浇注：

A、浇注过程中全程保护，确保长水口和浸入式水口密封良好（防止水口接合处因吸气发生二次氧化，堵塞水口）;

B、中包上水口采用铝碳水口（特制ø32mm铝碳水口），减少单位面积内附着在上水口上夹杂物的数量，使钢水通过水口时附着在上水口上夹杂物与被钢水带走的夹杂物数量上达到动态平衡;

C、中间包过热度控制在25～45℃（过热度过高：钢坯中心偏析、缩孔缺陷严重，生产上易漏钢；过热度过低，不利于钢中夹杂物上浮，易引起水口冻结，造成浇注中断）。

在冶炼过程中，可使再脱氧、造渣前移，即精炼炉再用适量电石继续扩散脱氧、造渣进一步促进夹杂上浮。

本发明与传统调铝钢炼钢控制工艺相比较，具有以下优点：

1、 通过炉前操作，适当提高转炉出钢温度，炉后加大脱氧合金和渣料的加入量，实现工序脱氧、造渣前移，减少精炼过程升温和脱氧调铝量，避免因升温和脱氧时间长、夹杂物上浮时间短，合适喂线量和造渣量以及合理的扩散脱氧时间避免了钢水回硅，使钢水流动性大大提高，降低了因硅含量超标导致改判。

2、钢液纯净度高，夹杂物含量低。

3、生产成本大幅度降低，钢水流动性提高后，杜绝了方坯因套眼烧氧造成的大批量的剔废和中包废，低硅含铝钢中包连拉炉平均由4.5炉增至12炉,方坯中包成本降低63%，硅高导致钢种改判率大幅度下降。

4、工艺适用性强，适合于高要求的低硅含铝钢，转炉的产能得到了释放，订单的计划性更加严肃，为开发低硅含铝钢品种奠定了基础。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例一：安钢100t转炉-100t精炼-150×150mm²方坯使用本发明方法

冶炼SWRCH22A（钢号）

1、转炉装入量：110t,其中铁水90t,废钢20t，SWRCH22A成分控制如下：

碳：0.19%～0.23%硅≤0.1%锰 0.69%～0.9% 铝≥0.015% 磷≤ 0.025% 硫≤0.01%

2、转炉终点碳：0.08%，出钢温度为1657℃。

3、炉后配料：

铝块：160kg、石灰：352kg、萤石：105kg，高碳锰铁：1010 kg，出钢至1/3加入钢包内。

4、精炼时间43min，通电升温，开始加电石70kg，后根据渣况再加51kg电石；根据渣子粘度，小批量加萤石，第一批加60kg，第二批加72kg；石灰分两次加，每次加150kg。

5、钢包开至精炼位喂铝线120米、喂铁钙线300米，弱吹前再喂铁钙线230米。

6、精炼过程中前期氩气流量600 l/min，后期弱吹时氩气流量200 l/min，弱吹时间10 min。

7、弱搅拌后，加入碳化稻壳50kg。

8、浇注过程中全程保护，长水口与钢包下水口和浸入式水口与中包下水口使用氩封。

9、中包上水口采用特制ø32mm铝碳水口

10、中间包温度：1541℃1548℃1541℃。

11、成品成分如下表：

12、未出现套眼现象,钢坯成分符合标准，没有出现回硅现象，无方坯切废。

实施例二：安钢100t转炉-100t精炼-150×150mm²方坯使用本发明方法冶炼10B21。

1、转炉装入量：120t,其中铁水95t,废钢25t，10B21成分控制如下：

碳：0.18%～0.23%硅≤0.1%锰 0.7%～1.0% 铝≥0.015% 磷≤ 0.025% 硫≤0.01%

2、转炉终点碳：0.094%，出钢温度为1643℃。

3、炉后配料：

铝块：180kg、石灰：353kg、萤石：89kg，高碳锰铁：963 kg，出钢至1/3加入钢包内。

4、精炼时间51min，通电升温，开始加电石60kg，后根据渣况再加65kg电石；根据渣子粘度、小批量加萤石，第一批加60kg，第二批加72kg；石灰分两次加，每次加140kg。

5、钢包开至精炼位喂铝线160米、喂铁钙线350米，弱吹前再喂铁钙线300米。

6、精炼过程中前期氩气流量700 l/min，后期弱吹时氩气流量160 l/min，弱吹时间12 min。

7、弱搅拌后，加入碳化稻壳55kg。

8、浇注过程中全程保护，长水口与钢包下水口、浸入式水口与中包下水口使用氩封。

9、中包上水口采用特制ø32mm铝碳水口

10、中间包温度：1549℃1548℃1551℃。

11、成品成分如下表：

12、未出现套眼现象,钢坯成分符合标准，没有出现回硅现象，无方坯切废。

以上实例表明，利用本发明方坯低硅含铝钢钢水流动性控制技术，完全能够满足低硅含铝钢生产需要。本发明不需要购置或改造任何设备，仅通过工艺优化就能提高钢水流动性，降低了方坯切废和中包浇余，提高了中包连浇炉数和钢水质量，降低了改判率，该操作方法简单易行，尤其适用于方坯低硅含铝钢的生产，具有很好的应用前景。