一种转炉采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法

摘要

本发明涉及一种转炉采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法，采用硅铁及硅锰合金进行转炉脱氧生产低硅铝镇静钢，硅铁及硅锰合金加入方案、LF炉合金使用工艺优化、LF炉脱硫工艺改进。改变转炉生产低硅铝镇静钢为半沸腾出钢方式，降低铸机絮流风险、大幅降低脱氧合金成本、降低质量风险、降低工人劳动强度，防止发生喷溅避免生产事故。

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及炼钢低硅铝镇静钢生产工艺。

背景技术

Si＜0.03％的含铝镇静钢为低硅铝镇静钢，炼钢领域目前在生产低硅铝镇静钢通常采用常规生产工艺：转炉出钢过程铝系合金预脱氧→LF炉顶渣改质、钢水终脱氧、钢水钙处理→铸机，整个生产工艺过程严禁使用硅系合金。存在的问题是：(1)脱氧铝收得率失衡，终产品Al2O3含量高，铸机絮流几率大，质量风险高；(2)铝系合金用量大，合金成本高。本方法针对以上问题，结合硅镇静钢生产工艺，提出新的脱氧工艺，即转炉出钢过程部分硅系合金预脱氧→LF炉顶渣改质、钢水终脱氧、钢水钙处理→铸机。

炼钢领域目前均采用转炉出钢过程铝系合金预脱氧→LF炉顶渣改质、钢水终脱氧、钢水钙处理→铸机，整个生产工艺过程严禁使用硅系合金。存在脱氧铝合金收得率失衡，终产品Al₂O₃含量高，铸机絮流几率大，质量风险高，铝系合金用量大，合金成本高等诸多问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转炉采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法,改变转炉生产低硅铝镇静钢为半沸腾出钢方式，降低铸机絮流风险，降低脱氧合金成本，降低质量风险。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

1、一种转炉采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法，其特征在于，具体操作如下：

(1)转炉仅加入硅系合金，合金加入量见表1；

表1：

(2)转炉硅系合金加入方式

合金准备：料盅合金加入顺序为硅铁合金→硅锰合金；

加入时机：出钢至1/3时加入合金及小粒白灰3.70～3.80kg/吨钢；

(3)LF炉合金使用

采用进LF炉后强吹氩搅拌3～5分钟，强吹氩气流量控制在250～500L/min，保证钢水不发生喷溅现象，根据转炉炉后样的C、S、Si成分的高低，加入铝线段，当该样C＜0.03％，S＞0.04％，Si＜0.015％时，铝线段加入量取上限值，反之取下限值,当顶渣颜色变成绿色时，LF炉过程铝加入，铝线段加入量见表2；

表2：

钢种铝线段加入量kg/吨钢电石加入量kg/吨钢低硅铝镇静钢1.20～1.410

(4)LF炉脱硫工艺

1)首批铝脱氧剂加入后立即加入第一批造渣料4～6kg/t钢，白灰:萤石＝4～5:1，强搅拌化渣后将氩气流量调至50～80L/min，根据进站测定温度值和上机时间，确定第1次升温时间，降电极化渣升温，升温速度按每分钟3～5℃，造渣料按每加入1.0～1.10kg/吨钢，温降为1.5～2℃计算确定升温时间，将温度升至上机温度上限，每次最长升温时间不得超过10分钟；

2)第1次升温结束后，强搅拌，调整氩气流量至300～500L/min，吹氩3min～10min，进行顶渣初步改质，并及时粘取渣样观察顶渣颜色和粘度，当顶渣转为绿色，停止搅拌，测温、取样；测温取样结束后将氩气流量调至弱吹状态，流量至80～120L/min；

3)为加快顶渣改质或提高埋弧升温效果，加入0.11kg～0.54kg/吨钢电石；

4)过程样出来后，根据过程样的S和Als含量以及渣样颜色，确定是否需要加入铝线段和进行脱硫，同时调整钢液中合金成分，加入相应合金时要控制吹氩流量，避免大流量强烈搅拌,距上机时间小于10分钟严禁加入铝线或铝线段；

5)根据钢水中酸熔铝含量喂入1.63～2.72m/吨钢铝钙线，喂线速度为200～220m/min，钢水中Als含量按每1.09米/吨钢铝钙线钢水中增加酸熔铝60～80ppm计算，保证喂线后净吹氩时间大于5分钟。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用硅铁及硅锰合金进行转炉脱氧生产低硅铝镇静钢，硅铁及硅锰合金加入方案、LF炉合金使用工艺优化、LF炉脱硫工艺改进。降低铸机絮流风险、大幅降低脱氧合金成本、降低质量风险、降低工人劳动强度，防止发生喷溅避免生产事故。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

以下实施例对本发明进行详细描述。这些实施例仅是对本发明的最佳实施方案进行描述，并不对本发明的范围进行限制。

实施例1：

公称容积100t转炉生产低硅铝镇静钢时，出钢量为92t。

按照以下方法进行转炉脱氧合金使用，同时改变原LF炉处理工艺为钢水进站未镇静，钢水特别是顶渣仍具有较强的氧化性。采用进LF炉后强吹氩搅拌3分钟，使钢水中的硅成分与顶渣中的FeO发生氧化反应。即可达到降低铸机絮流风险，降低脱氧合金成本，降低质量风险之效果。

采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法，具体操作如下：

(1)转炉仅加入硅系合金，合金加入量见表3；

表3：

钢种硅铁合金加入量kg硅锰合金加入量kg铝锰铁加入量kg喂线量m低硅铝镇静钢33016000

(2)转炉硅系合金加入方式

合金准备：料盅合金加入顺序为硅铁合金→硅锰合金；

加入时机：出钢至1/3时加入合金及小粒白灰350kg；

(3)LF炉合金使用

采用进LF炉后强吹氩搅拌3分钟，强吹氩气流量控制在250～500L/min，保证钢水不发生喷溅现象，根据转炉炉后样的C、S、Si成分的高低，加入铝线段，当该样C＜0.03％，S＞0.04％，Si＜0.015％时，铝线段加入量取上限值，反之取下限值,当顶渣颜色变成绿色时，LF炉过程铝加入，铝线段加入量见表4；

表4：

钢种铝线段加入量kg电石加入量kg低硅铝镇静钢110～1300

(4)LF炉脱硫工艺

1)首批铝脱氧剂加入后立即加入第一批造渣料450kg，白灰:萤石＝5:1，强搅拌化渣后将氩气流量调至50～80L/min，根据进站测定温度值和上机时间，确定第1次升温时间(例进站测定温度1570℃,距上机时间36分钟，则第一次升温时间为5分钟)，降电极化渣升温，升温速度按每分钟3～5℃，造渣料按每加入1.09kg/吨钢，温降为1.5～2℃计算确定升温时间，将温度升至上机温度上限，每次最长升温时间不得超过10分钟；

2)第1次升温结束后，强搅拌，调整氩气流量至300～500L/min，吹氩3min～10min，进行顶渣初步改质，并及时粘取渣样观察顶渣颜色和粘度，当顶渣转为绿色，停止搅拌，测温、取样；测温取样结束后将氩气流量调至弱吹状态，流量至80～120L/min；

3)为加快顶渣改质或提高埋弧升温效果，加入30kg电石；

4)过程样出来后，根据过程样的S和Als含量以及渣样颜色，确定是否需要加入铝线段和进行脱硫(如过程样S成分小于等于0.010％则不进行脱硫，如过程样S成分大于0.010％则需脱硫至0.010％以下)，同时加入合金(如低磷锰铁合金)以调整钢液Mn成分(如过程样Mn成分为0.15％则需调整钢液Mn成分至0.2％，需加入低磷锰铁合金60kg)，加入合金要控制吹氩流量80～120L/min，避免大流量强烈搅拌,距上机时间小于10分钟严禁加入铝线或铝线段；

5)根据钢水中酸熔铝含量0.020％～0.030％喂入1.63～2.72m/吨钢铝钙线，喂线速度为200～220m/min，钢水中Als含量按每1.09米/吨钢铝钙线钢水中增加酸熔铝60～80ppm计算，避免免Als成分出格，保证喂线后净吹氩时间大于5分钟。

实施例2：

公称容积150t转炉生产低硅铝镇静钢时，出钢量为132t。

按照以下方法进行转炉脱氧合金使用，同时改变原LF炉处理工艺为钢水进站未镇静，钢水特别是顶渣仍具有较强的氧化性。采用进LF炉后强吹氩搅拌3分钟，使钢水中的硅成分与顶渣中的FeO发生氧化反应。即可达到降低铸机絮流风险，降低脱氧合金成本，降低质量风险之效果。

采用硅系合金脱氧生产低硅铝镇静钢的方法，具体操作如下：

(1)转炉仅加入硅系合金，合金加入量见表5；

表5：

钢种硅铁合金加入量kg硅锰合金加入量kg铝锰铁加入量kg喂线量m低硅铝镇静钢46022000

(2)转炉硅系合金加入方式

合金准备：料盅合金加入顺序为硅铁合金→硅锰合金；

加入时机：出钢至1/3时加入合金及小粒白灰500kg；

(3)LF炉合金使用

采用进LF炉后强吹氩搅拌3分钟，强吹氩气流量控制在250～500L/min，保证钢水不发生喷溅现象，根据转炉炉后样的C、S、Si成分的高低，加入铝线段，当该样C＜0.03％，S＞0.04％，Si＜0.015％时，铝线段加入量取上限值，反之取下限值,当顶渣颜色变成绿色时，LF炉过程铝加入，铝线段加入量见表6；

表6：

钢种铝线段加入量kg电石加入量kg低硅铝镇静钢160～1850

(4)LF炉脱硫工艺

1)首批铝脱氧剂加入后立即加入第一批造渣料500kg，白灰:萤石＝5:1，强搅拌化渣后将氩气流量调至50～80L/min，根据进站测定温度值和上机时间，确定第1次升温时间(例进站测定温度1570℃,距上机时间36分钟，则第一次升温时间为5分钟)，降电极化渣升温，升温速度按每分钟3～5℃，造渣料按每加入1.15kg/吨钢，温降为1.5～2℃计算确定升温时间，将温度升至上机温度上限，每次最长升温时间不得超过10分钟；

2)第1次升温结束后，强搅拌，调整氩气流量至300～500L/min，吹氩3min～10min，进行顶渣初步改质，并及时粘取渣样观察顶渣颜色和粘度，当顶渣转为绿色，停止搅拌，测温、取样；测温取样结束后将氩气流量调至弱吹状态，流量至80～120L/min；

3)为加快顶渣改质或提高埋弧升温效果，加入50kg电石；

4)过程样出来后，根据过程样的S和Als含量以及渣样颜色，确定是否需要加入铝线段和进行脱硫(如过程样S成分小于等于0.010％则不进行脱硫，如过程样S成分大于0.010％则需脱硫至0.010％以下)，同时加入合金(如低磷锰铁合金)以调整钢液Mn成分(如过程样Mn成分为0.15％则需调整钢液Mn成分至0.2％，需加入低磷锰铁合金80kg)，加入合金要控制吹氩流量150～300L/min，避免大流量强烈搅拌,距上机时间小于10分钟严禁加入铝线或铝线段；

5)根据钢水中酸熔铝含量0.020％～0.030％喂入1.80～2.95m/吨钢铝钙线，喂线速度为200～220m/min，钢水中Als含量按每1.09米/吨钢铝钙线钢水中增加酸熔铝50～70ppm计算，避免免Als成分出格，保证喂线后净吹氩时间大于5分钟。