一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法

摘要

一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法，属于镇静钢技术领域。采用了“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步冶炼工艺，转炉终点氧含量低，钢水脱氧后原始夹杂物少，从夹杂物产生的源头进行控制。将钢包顶渣改质成为具有较强吸附夹杂物能力的炉渣，强调CAS精炼罩内“无渣”操作以及较长的纯吹氩时间保证了夹杂物的充分上浮，连铸采用高碱度覆盖剂和结晶器专用保护渣有利于吸附夹杂物，从夹杂物产生后的各个环节采取措施去除夹杂物。采用这种方法钢包内钢水T.O含量≤30ppm，钢水洁净度高，连铸可浇性好。优点在于工艺流程合理，生产成本低。

说明书

技术领域

本发明属于镇静钢技术领域，特别是涉及一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法。

背景技术

低碳铝镇静钢有两种生产方法，一种是以LF炉精炼工艺为代表的渣精炼方法，一种是以钢包吹Ar、CAS、RH精炼工艺为代表的吹Ar精炼方法。用LF炉精炼工艺的方法生产出的低碳铝镇静钢钢水可浇性好，国内很多钢铁企业采用这种方法尤其是CSP流程的钢铁企业，如专利号为ZL 200510031484.7的“一种低硅低碳铝镇静钢的精炼方法”，这种方法中采用LF精炼工艺，造还原渣进行渣精炼脱硫，LF精炼结束喂钙铁丝或者钙铁线对夹杂物进行变性，使得脱氧后以Al₂O₃为主的夹杂物变性为以铝酸钙为主的夹杂物，从而改善了钢水的可浇性。但是这种方法LF炉采用电极升温化渣，导致钢水增碳量大，为了保证成品较低的碳含量不得不降低出钢碳含量，从而加大了钢水对转炉的侵蚀，增加了转炉的负担，同时钢水终点氧高，导致钢中原始夹杂物多，不利于钢水洁净度的提高；而且LF炉造还原渣，使得渣中SiO₂还原进入钢水中，导致钢水增硅，这种工艺很难生产出Si含量小于0.02％的低碳铝镇静钢；同时LF炉精炼工艺很容易增氮，采用这种工艺生产出的钢水氮含量也较高。低碳铝镇静钢用途主要为冲压用，有的进行镀锌或者镀锡，钢中较高的C、N含量以及较大的球形夹杂物对其冲压性能有不利影响，Si含量高对涂镀性能也有不利影响；LF炉工艺采用电极化渣升温，需要渣料造渣，能耗较高，生产成本较高。

大型钢铁企业低碳铝镇静钢都转向采用钢包吹Ar、CAS、RH精炼为主的生产方法，这种方法转炉出钢后不存在增碳、增硅问题，增氮量也较LF炉工艺低，精炼结束后不喂钙铁丝或者钙铁线对夹杂物进行变性，钢中夹杂物以Al₂O₃为主，夹杂物形态和大小与LF炉工艺的球形铝酸钙不同，对钢材的冲压性能影响小，其生产成本也较LF炉工艺低很多，这种精炼工艺不能脱S，钢水中硫的控制主要通过铁水脱硫和转炉抑制回硫来实现，同时铁水脱硫的成本也低于LF炉成本。但是这种方法生产出的低碳铝镇静钢，因Al₂O₃夹杂物容易附着在水口壁上，导致水口堵塞，连铸可浇性较差。因此必须采取措施，提高钢水洁净度，降低钢水中Al₂O₃夹杂物含量，从而改善连铸的可浇性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法，解决了水口堵塞，连铸可浇性较差等问题。

本发明采用了“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步冶炼工艺，转炉终点氧含量低，钢水脱氧后原始夹杂物少，从夹杂物产生的源头进行控制。将钢包顶渣改质成为具有较强吸附夹杂物能力的炉渣，强调CAS精炼罩内“无渣”操作以及较长的纯吹氩时间保证了夹杂物的充分上浮，连铸采用高碱度覆盖剂和结晶器专用保护渣有有利于吸附夹杂物，从夹杂物产生后的各个环节采取措施去除夹杂物。采用这种方法钢包内钢水T.O含量≤30ppm，钢水洁净度高，连铸可浇性好。本方法所采用的工艺流程合理，生产成本低。

采用本发明的低碳铝镇静钢的生产方法，钢水成品碳含量C含量≤0.050％，成品Si含量≤0.020％，钢水可浇性好，连铸不会发生水口堵塞。

本发明采用KR铁水脱硫-“转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢”(该工艺为：铁水先在脱磷转炉进行脱磷操作，然后将脱磷后的铁水兑入脱碳转炉，在脱碳转炉进行脱碳操作，脱碳炉采用的是少渣冶炼操作。)-CAS精炼-连铸的工艺路线，在工艺步骤中控制的技术参数如下：

(1)采用KR搅拌法进行铁水脱硫，脱硫后铁水中硫含量≤0.005％，脱硫渣全部扒掉；

(2)转炉采用“转炉铁水脱磷-少渣脱碳炼钢的两步法炼钢工艺”，脱碳炉终渣TFe≤10％；

(3)转炉采用Al脱氧镇静出钢，出钢过程中在线底吹Ar搅拌，出钢过程中向钢包内加入石灰进行钢包顶渣改质，改质后钢包顶渣二元碱度(CaO/SiO₂)＝1.20～2.50；

(4)CAS精炼进行排渣操作，保证浸渍罩内没有渣子，CAS纯吹氩时间18～35分钟；

(5)连铸采用全保护浇注，大包到中包增氮量小于2ppm；高碱度中包覆盖剂，高碱度覆盖剂中SiO₂≤6％，C≤1％；低碳铝镇静钢专用保护渣，该保护渣二元碱度CaO/SiO₂＝0.9～1.0，Al₂O₃≤4％。

转炉终点碳含量在0.030～0.045％，终点氧含量≤600ppm。

出钢过程中石灰在出钢前期加入，石灰中SiO₂含量≤2％，石灰的活性度≥370ml/l，石灰的粒度在10～50mm之间。

钢包底吹位置与CAS罩同心，CAS排渣后降罩前钢水亮面直径符合“钢水亮面直径/CAS罩内径”＝1.0～1.2，保证降罩后CAS罩内无渣子。

所使用的低碳铝镇静钢专用保护渣在使用过程中保护渣粘度变化在1～10％。

本发明具有如下优点：

1、采用KR机械搅拌脱硫，利用了铁水脱硫优势，脱硫成本低。

2、采用了转炉铁水脱磷、少渣脱碳的两步法炼钢工艺，转炉终点氧含量低，产生的原始夹杂物少。

3、采用优质石灰进行钢包顶渣改质，原料简单，利用出钢过程中的冲混作用，成渣快，利于夹杂物的上浮去除到改质的顶渣中。

4、出钢过程中在线底吹Ar搅拌，节约了吹氩时间，同时促进夹杂物上浮去除。

5、采用CAS精炼工艺，生产成本低。

6、采用特殊的中包覆盖剂和保护渣，利于夹杂物的去除和连铸工艺的稳定。

具体实施方式

为清楚地说明本发明的生产要点及其实施效果，提供了300吨转炉流程的实施例和实施效果。

实施例

根据本发明所提供的一种提高低碳铝镇静钢钢水洁净度的方法，采用KR铁水脱硫，将铁水中硫含量降低到小于50ppm，脱硫后铁水成份见表1，采用“转炉铁水脱磷、少渣脱碳炼钢”的两步法炼钢工艺”冶炼低碳铝镇静钢，脱碳炉终点钢水成份见表1，钢包开到出钢位，打开底吹，脱碳炉出钢，采用Al铁脱氧，出钢过程中向钢包内加入石灰对钢包进行顶渣改质，钢包顶渣改质后成份见表1，钢包采用吊车或者轨道运送到CAS精炼站，进CAS精炼位，打开与CAS罩同心的那个位置的底吹进行排渣，当排出的渣眼直径超过CAS罩内径时降罩，然后降低底吹流量，进行CAS底吹Ar和合金、温度调整，CAS罩内径、排渣后的钢水亮面直径以及吹氩时间见表1，当吹氩时间、温度和成份合适时，CAS精炼结束，钢包吊至连铸浇注位进行浇注，采用高碱度覆盖剂和专用保护渣，覆盖剂见表2和保护渣理化指标见表3，在中包内钢水出口位置取样分析钢中T.O含量，见表1，采用该工艺，单中包连浇炉数可达12炉以上，总时间达11小时以上。

表1过程工艺参数

表2覆盖剂成份，％

  SiO₂  Al₂O₃  Fe₂O₃  CaO  MgO  F  C  水分  熔点温  度℃  5.10  35.07  1.50  44.96  7.60  1.80  0.80  0.80  1300.00

表3连铸过程保护渣粘度变化(1300℃，泊)

  原渣 连浇顺序1 连浇顺序4 连浇顺序6 连浇顺序9  连浇顺序12  1.40 1.43 1.47 1.48 1.43  1.42

从实施例可以看出，采用本发明的低碳铝镇静钢的生产方法，可以很容易的实现中包中钢水T.O含量小于0.003％，300吨钢包连浇12炉以上，保护渣粘度变化不大，中包不发生水口堵塞，浸入式水口连浇6炉更换一次水口，国内外研究表明，中包钢水T.O含量小于0.003％时，铸坯可以不经过检查直接使用，这种方法以最低的成本生产洁净钢水，有广泛的推广应用价值。