基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法

摘要

本发明提供一种基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，包括：采用转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺进行冶炼低碳低硅铝镇静钢，工艺流程中控制铝的含量：在冶炼过程的前20min，将铝控制在0.015wt％‑0.025wt％；在LF精炼过程中控制钢包底吹氩气搅拌强度：首先采用弥散性通气芯，其次通过自动吹氩气装置分阶段控制氩气的流量；在LF精炼过程中控制造渣：首先控制LF精炼炉造黄白色的渣；其次，造渣偏稀。利用本发明，能够解决折渣炉次增硅异常、夹杂物、氧化铁皮、成分窄范围控制难等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，更为具体地，涉及一种基于全无头薄板坯工艺的低碳低硅铝镇静钢在折渣工艺下的硅目标值控制方法。

背景技术

低碳低硅铝镇静钢由于其碳、硅含量较低，具有良好的塑性、韧性、延展性等力学性能优势，在当今的需求量日益增大。目前行业生产低碳低硅铝镇静钢普遍采取的工艺路线是BOF(转炉冶炼)→LF(钢包精炼炉精炼)→CC(连铸)或BOF→RH(真空炉冶炼)→CC或BOF→LF→RH→CC。

同时低碳低硅铝镇静钢也可以采用BOF→RH→LF→ESP(全无头薄板坯连铸连轧)工艺路线，但是由于ESP对硅要求苛刻，其成分控制范围窄、脱氧完全采用铝制品脱氧的脱氧方式，使渣中硅元素容易被铝还原，成分硅控制困难，生产难度大大提高。特别是我公司为了降低生产成本而对钢水进行折渣操作，所折钢渣为还原性渣，对成分硅还原能力增强，更加增大了其生产难度。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于全无头薄板坯工艺的低碳低硅铝镇静钢在折渣工艺下的硅目标值控制方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，以解决折渣炉次增硅异常、夹杂物、氧化铁皮、成分窄范围控制难等问题，从而控制低碳低硅铝镇静钢在折渣工艺下的硅含量。

本发明提供一种基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，包括：采用转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺进行冶炼低碳低硅铝镇静钢，其中，在真空炉中进行脱氧，并且在出钢时，加入100kg-150kg的铝；

在转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺中控制铝的含量：在冶炼过程的前20min，将铝控制在0.015wt％-0.025wt％；

在钢包精炼炉精炼过程中控制钢包底吹氩气搅拌强度：首先采用弥散性通气芯，以减少氩气搅拌强度和回硅量；

其次通过自动吹氩气装置分阶段控制氩气的流量，其中，脱硫前期氩气流量40Nm³/h-60Nm³/h，脱硫期间氩气流量70Nm³/h-100Nm³/h，脱硫后期氩气流量20Nm³/h-50Nm³/h；

在所述钢包精炼炉精炼过程中控制造渣：首先控制所述钢包精炼炉造渣的颜色，其中，所造的渣的颜色为黄白色；

其次，造渣偏稀，脱硫后采用多批次少批量补加石灰；

其次，所造的渣的粘度为小于等于0.1Pa.s，脱硫后采用多批次少批量补加石灰。

此外，优选的方案是，在转炉冶炼中，300t转炉放钢温度控制在1630℃～1660℃，出站氧的浓度为350-550ppm，转炉出钢加入钢包顶渣500kg，其中，在所述钢包顶渣中，二氧化硅小于等于1.05wt％、石灰大于90wt％、硫小于等于0.03wt％。

此外，优选的方案是，在真空炉冶炼中，真空炉采取微脱碳工艺，其中，

真空炉极限真空度<100Pa，真空净循环时间>2min，

吹氧量<100m³，吹氧速度1200-2300m³/h；

终点碳的含量为：0.005wt％-0.015wt％，终点氧气浓度：50-120ppm；

出站温度大于等于1560℃，真空炉出钢加入改质剂100-150kg。

此外，优选的方案是，在钢包精炼炉精炼中，钢包精炼炉出钢碳的含量<0.02wt％，硅的含量为0.028％～0.045％，并且钙处理后软吹，软吹时间>8min。

从上面的技术方案可知，本发明提供的基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，采用转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺路线，提前进行碳脱氧，全程低铝控制减少铝还原硅的机率，并通过调整LF造渣控制机制，减少增硅反应，从而将硅控制在目标范围内。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法流程示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的现有的低硅含铝钢精炼过程石灰用量吨钢7-9kg，萤石用量1.8kg/t，渣中Al₂O₃含量15.26％，精炼渣流动性差，脱硫困难，LF底吹流量大，搅拌时间长，加入高硅精炼废弃渣后钢水增硅严重，不满足钢种要求，同时精炼辅料成本高，本发明提出了一种新的高硅废弃精炼渣在低硅含铝钢中的回收再利用的方法。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的高硅废弃精炼渣在低硅含铝钢中的回收再利用的方法，图1示出了根据本发明实施例的高硅废弃精炼渣在低硅含铝钢中的回收再利用的流程。

如图1所示，本发明提供的高硅废弃精炼渣在低硅含铝钢中的回收再利用的方法，包括：

S110：采用转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺进行冶炼低碳低硅铝镇静钢，其中，在真空炉中进行脱氧，并且在出钢时，加入100kg-150kg的铝；

S120：在转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧的工艺中控制铝的含量：在冶炼过程的前20min，将铝控制在0.015wt％-0.025wt％；

S130：在钢包精炼炉精炼过程中控制钢包底吹氩气搅拌强度：首先采用弥散性通气芯，以减少所述氩气搅拌强度和回硅量；

其次通过自动吹氩气装置分阶段控制氩气的流量，其中，脱硫前期氩气流量40Nm³/h-60Nm³/h，脱硫期间氩气流量70Nm³/h-100Nm³/h，脱硫后期氩气流量20Nm³/h-50Nm³/h；

S140：在钢包精炼炉精炼过程中控制造渣：钢包精炼炉造渣的颜色，其中，所造的渣的颜色为黄白色；

其次，所造的渣的粘度为小于等于0.1Pa.s，脱硫后采用多批次少批量补加石灰。

在上述步骤S110中，本生产工艺路线为：BOF→RH→LF→ESP(转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧)，通过RH工序提前脱钢中氧，出钢加100kg-150kg铝粉，对钢渣进行改制，减少LF工序冶炼负荷，控制回硅量。

在步骤S120中，冶炼全程控制铝的控制：从BOF转炉，到RH真空炉，再到LF精炼炉，全流程低铝控制，在冶炼过程的前20min，将Als控制在0.015wt％-0.025wt％，优选地，将Als控制在0.020wt％-0.025wt％，既能保证脱硫所需还原性渣系，又减弱铝还原二氧化硅的反应：

1/2(SiO₂)+2/3[Al]＝1/2[Si]+1/3(Al₂O₃)

在步骤S130中，在LF精炼过程中控制钢包底吹氩气搅拌强度，采用弥散性透气芯，减小氩气搅拌强度，削弱铝还原二氧化硅的动力学条件，减少回硅量；其次采用氩气分阶段大小控制，通过自动吹氩装置控制，固定脱硫前期氩气流量50Nm³/h，脱硫期氩气流量80Nm³/h，脱硫后期40Nm³/h；提高钢水温度至1600℃以上，并延长保持时间至8分钟，通过延长高温保持时间降低搅拌力度，既保证脱硫效果又减少回硅量，实现硅含量窄成分控制。

在步骤S140中，造渣过程控制：1、LF炉造渣过程造黄白渣，避免造纯白渣，降低硅O₂还原氛围；2、造渣适当偏稀，脱硫后“多批次少批量”补加石灰；3、多次折渣炉次不加铝，或者，单次折渣与电石加入少量铝；造渣适当偏稀，即：所造的渣的粘度为小于等于0.1Pa.s，脱硫后采用多批次少批量补加石灰。多次折渣炉次不加铝，或者，单次折渣与电石加入少量铝；可以解释为，在整个冶炼过程中，在冶炼过程的前20min，将铝控制在0.015wt％-0.025wt％。

通过上述四个步骤可以很好的控制折渣炉次的增硅含量，实现钢水硅成分的窄范围控制，生产出满足ESP高拉速、恒拉速的成分合格的钢水。其具体工艺指标如下：

在BOF工序中，300t转炉放钢温度控制在1630℃～1660℃，出站氧的浓度为350-550ppm，BOF出钢加入钢包顶渣500kg。

在RH工序中，RH炉采取微脱碳工艺，其中，RH极限真空度<100Pa，真空净循环时间>2min，吹氧量<100m³，吹氧速度1200-2300m³/h；

终点C的含量为：0.005wt％-0.015wt％，终点氧气浓度：50-120ppm；

出站温度大于等于1560℃，RH出钢加入改质剂100kg-150kg。

LF工序采取全程低铝控制工艺，冶炼过程铝控制在0.020wt％-0.025wt％，脱硫前期氩气流量40Nm³/h-60Nm³/h，脱硫期间氩气流量70Nm³/h-100Nm³/h，脱硫后期氩气流量20Nm³/h-50Nm³/h，其中，优选地，脱硫前期氩气控制50Nm³/h，脱硫期氩气控制80Nm³/h，脱硫氩气控制40Nm³/h，并严禁大搅拌。LF出钢[C]<0.02％，0.028％≤[硅]＜0.045％。钙处理后软吹，软吹时间>8min。

综上所述，本发明工艺条件下增硅异常率由2.97％降低至1.76％，硅高改判率由17.3％降低至0％；同时钢坯表面氧化铁皮可控，轧辊寿命延长；冷轧成材率高，成品性能优良。同时，本发明还能够实现低碳低硅铝镇静钢在折渣工艺下的硅的窄成份控制，满足ESP产线恒拉速、高拉速、薄规格的要求。

从上面的技术方案可知，本发明提供的基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，采用BOF→RH→LF→ESP(转炉冶炼→真空炉冶炼→钢包精炼炉精炼→全无头薄板坯连铸连轧)工艺路线，提前进行碳脱氧，全程低铝控制减少铝还原硅的机率，并通过调整LF造渣控制机制，减少增硅反应，从而将硅控制在目标范围内。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的基于全无头薄板坯低碳低硅铝镇静钢控制硅含量的方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。