专利名称：超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法
技术领域：
本发明涉及精炼RH脱硫钢生产方法，尤其涉及一种在精炼RH过程进行深脱硫的超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法。
背景技术：
Ti与0、N元素具有较强的亲和力。炼钢过程中，三者很容易结合，形成微细夹杂物TiOx和TiN等。这些微细夹杂物会降低钢的纯净度，导致连铸水口结瘤或结晶器结鱼， 进而影响钢的各类性能。因此，部分专用钢种，例如电工钢、轴承钢、弹簧钢等，都对Ti含量提出了严格要求，希望小于或等于30ppm，甚至15ppm。传统的降低钢中Ti含量的方法主要有通过严格控制铁水、铁合金、中间包覆盖剂等原辅材料和钢包顶渣中的Ti含量，以及通过转炉双联、二次造渣等，以有效减少钢中外界Ti含量的带入，从而避免钢液脱氧、合金化之后大幅增Ti。例如日本专利特开平7-173519、特开2002-322508、特开 2002-105578和特开2004-307942等所公开的方法。但该法对上述原辅材料的品质要求极高，会大幅增加钢的制造成本和冶炼周期，并且为防止钢包顶渣中的TiO2被还原，还需对钢中的铝含量进行严格限制，一般要求不大于0. 1% ；再有，通过冶炼、精炼过程中的钢包顶渣改质，调整渣的碱度和钢水氧化性等，以提高渣钢间Ti的分配比，例如日本专利特开平5-86413和特开2003-737 等。该法的不足之处在于，没有对钢液进行脱硫，同时钢中Al含量也相对较低，一般要求不大于0. 1%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，该方法具有在较高的Si、Al含量和较低的S含量条件下，通过钢包顶渣改质，RH精炼深脱硫等措施，可以放宽冶炼过程的原辅材料品质要求，简化炼钢生产工艺，具有操作控制简便，生产成本低廉，适用范围广，控制精度高等优点。为达到上述目的，本发明的技术方案是精炼RH脱碳结束后采用铝铁、硅铁、锰铁等合金进行脱氧、合金化，成品钢中含有极低的碳、硫含量以及较高的铝含量。具体地，本发明的超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，超低碳铝硅镇静钢的化学成分重量百分比为C彡0. 005%、Si :0. 1 3. 4 %、Mn :0. 1 0. 5 %、P彡0. 2 %、 S^O. 002%,Al 0 1. 2%,N ^ 0. 005%,Ti ^ 0. 0015，余量为!^e 及不可避免的夹杂；具有上述化学成分的钢液经铁水预处理、冶炼、精炼RH冶炼和浇注成坯后获得；其中，对钢包顶渣进行改质处理，添加钙铝基改质剂，0. 6 1. 7kg/t钢，确保精炼RH脱碳结束时，钢包顶渣成分T. Fe含量> 5%, Al2O3含量彡23%的控制要求；精炼RH脱碳结束时，采用硅铁、铝铁或锰铁进行脱氧、合金化，然后进行深脱硫，脱硫率50% 75%。进一步，所述的脱硫剂的重量百分比为CaO :65% 75% ；Al2O3 15 % 30 % ；CaF2 :0 10%。另外，本发明所述的脱硫剂添加方法如下钢包中硫的初始百分含量为0. 0021 0. 0025%，脱硫剂添加量3. 3 4. Okg/1 钢；钢包中硫的初始百分含量为0. 0026 0. 0030%，脱硫剂添加量4. 0 6. Okg/t 钢；钢包中硫的初始百分含量为0. 0031 0. 0045%，脱硫剂添加量6. 7 9. Okg/t 钢；钢包中硫的初始百分含量为0. 0036 0. 0040%，脱硫剂添加量9. 7 12. 3kg/ t钢。本发明涉及精炼RH深脱硫的超低碳铝硅镇静钢，其化学成分的设计原则如下C :0. 005%以下。C强烈阻碍成品晶粒长大，容易引起钢的铁损增加和产生磁时效，并给后续脱碳带来困难，因此必须严格控制在0. 005%以下。Si 0. 3.4%。Si能提高基体电阻率，有效降低钢的铁损。Si含量高于3. 4% 时，会显著降低钢的磁感，且容易造成轧制困难，而低于0. 时又起不到降低铁损的作用。Mn 0. 1% 0.5%。Mn与S结合生成MnS，可以有效减少对磁性的危害，同时改善电工钢表面状态，减少热脆。因此，有必要添加0. 1 %以上的Mn含量，而高于0. 5%以上的 Mn含量，容易破坏再结晶织构，又会大幅增加钢的制造成本。P :0. 2%以下。磷可以改善钢板的加工性，但超过0.2%时，反而使钢板的冷轧加工性劣化。S :0. 002%以下。S含量超过0.002%时，将使MnS等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。Al :0 1. 2%。Al是增加电阻元素，同时用于电工钢的深脱氧，Al含量高于1. 2% 时会造成连铸浇注困难，磁感显著降低。N :0. 005%以下。N含量超过0. 005%时，将使AlN等析出物大大增加，强烈阻碍晶粒长大，恶化钢的磁性。本发明精炼RH深脱硫的超低碳铝硅镇静钢的极低Ti含量生产工艺，按如下步骤进行炼钢原料采用全铁水。冶炼过程通过枪位控制和辅料投入，确保转炉化渣情况良好，钢液脱碳、脱硫和升温效果稳定。冶炼终点通过转炉副枪测温、取样，将钢液碳、氧含量分别控制在0. 03% 0. 05%和0. 04% 0. 08%。对于符合上述控制要求的钢液，直接流向下工序进行脱碳、脱硫，对于少量不满足上述控制要求的钢液，通过二次补吹的方式进行补充修正。随后，在出钢过程中，对钢包顶渣进行改质处理，添加钙铝基改质剂，0. 6 1. 7kg/ t钢，钙铝基改质剂为现有产品，在此不再赘述。在经过上述冶炼步骤的钢水，首先在精炼RH进行深脱碳，脱碳效果通过冶炼过程的废气流量进行监控，直至脱碳结束钢液碳含量005%。然后，采用硅铁、铝铁或锰铁对钢液进行脱氧、合金化，采用脱硫剂对钢液进行深脱硫。脱硫处理时，脱硫剂的添加从真空料仓一次性投入，添加数量视钢包初始硫含量确定。脱硫剂添加3 5min后，取样分析钢液中的硫含量，以计算脱硫效率。考虑到精炼RH开始处理时，钢包初始硫含量一般控制在20 40ppm，根据大生产实际控制结果，可以确定出脱硫效果介于50% 75%的脱硫剂添加数量要求。精炼RH冶炼过程，钢液中的硫、钛含量变化如
图1所示。本发明的创新之处在于1、在转炉出钢过程中进行钢包顶渣改质，以最大限度的提高钢包顶渣中的Ti容量，便于后续精炼RH过程脱硫处理时，渣中Ti不被还原进入钢液，最终获得较低Ti含量的铸坯。此操作的关键是，钢包顶渣改质时的钙铝基改质剂加入数量。原因是，正常的转炉冶炼结束后，钢包顶渣碱度较高，一般均大于3. 0，有时甚至在 4. 0以上。因此，对于CaO-SiO2-Al2O3渣系而言，钙铝基改质剂的加入数量低于0. 6kg/t钢时，钢包顶渣成分的变化不大，起不到基本的改质作用，即达不到大幅提高或改善钢包顶渣 Ti容量的目的。而钙铝基改质剂的加入数量高于1. 7kg/t钢时，钢包顶渣中的CaCKAl2O3含量将大幅升高，根据式O)、⑶分析，这种结果将直接影响钢包顶渣中的TJe含量及!^eOx 活度，进而促进式(1)反应向左进行，对钢中Ti含量的控制不利。χ [Ti]+2 (FeOx) = χ (TiO2)+2 [Fe](1)式(1)中!^Ox活度及其活度系数可以表示为 (2)
权利要求
1.超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，超低碳铝硅镇静钢的化学成分重量百分比为C 彡 0. 005%, Si 0. 1 3. 4%, Mn 0. 1 0. 5%、P ^ 0. 2%, S ^ 0. 002%, Al 0 1.2%, N^O. 005%, Ti ^0. 0015，余量为！^及不可避免的夹杂；具有上述化学成分的钢液经铁水预处理、冶炼、精炼RH冶炼和浇注成坯后获得；其中，对钢包顶渣进行改质处理， 添加钙铝基改质剂，0. 6 1. 7kg/t钢，确保精炼RH脱碳结束时，钢包顶渣成分T. Fe含量 ^ 5 %、Al2O3含量彡23%的控制要求；精炼RH脱碳结束时，采用硅铁、铝铁或锰铁进行脱氧、合金化，然后进行深脱硫，脱硫率50% 75%。
2.如权利要求1所述的超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，其特征是，所述的脱硫剂的重量百分比为CaO :65% 75% ；Al2O3 15% 30% ；CaF2 :0 10%。
3.如权利要求1或2所述的超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，其特征是，所述的脱硫剂添加方法如下钢包中硫的初始百分含量为0. 0021 0. 0025%，脱硫剂添加量3. 3 4. Okg/1钢； 钢包中硫的初始百分含量为0. 0026 0. 0030%，脱硫剂添加量4. 0 6. Okg/1钢； 钢包中硫的初始百分含量为0. 0031 0. 0045%，脱硫剂添加量6. 7 9. Okg/1钢； 钢包中硫的初始百分含量为0. 0036 0. 0040%，脱硫剂添加量9. 7 12. 3kg/1钢。
全文摘要
本发明公开了一种超低碳铝硅镇静钢的极低Ti控制方法，超低碳铝硅镇静钢的化学成分重量百分比为C≤0.005％、Si0.1～3.4％、Mn0.1～0.5％、P≤0.2％、S≤0.002％、Al0～1.2％、N≤0.005％，Ti≤0.0015，余量为Fe及不可避免的夹杂；具有上述化学成分的钢液经铁水预处理、冶炼、精炼RH冶炼和浇注成坯后获得；其中，对钢包顶渣进行改质处理，添加钙铝基改质剂，0.6～1.7kg/t钢，确保精炼RH脱碳结束时，钢包顶渣成分T.Fe含量≥5％、Al2O3含量≤23％的控制要求；精炼RH脱碳结束时，采用硅铁、铝铁或锰铁进行脱氧、合金化，然后进行深脱硫，脱硫率50％～75％。
文档编号C22C38/06GK102296157SQ20101020828
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者张峰, 朱简如, 陈晓 申请人:宝山钢铁股份有限公司