专利名称：一种中低碳铝镇静钢的生产方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金和连铸技术领域，更具体地讲，涉及一种能够提高中低碳铝镇静钢的连浇炉数的方法。
背景技术：
在现有技术中，在采用连铸工艺浇注中低碳含铝钢(即，中低碳铝镇静钢)的工艺过程中，由于钢水中的高熔点的氧化铝(Al2O3)系夹杂物以及硅酸钙(CaSiO3)等夹杂物容易粘附在结晶器浸入式水口内壁上，使其发生堵塞，所以造成一个中间包单包的连浇炉数较低(例如，小于6炉)，生产成本增加，生产组织受到极大影响。而且通常情况下，钢中酸溶铝([Al])含量越高，发生堵塞的机率越高，堵塞也越严重。另外，浇铸断面较小(例如， 断面不大于40000mm2)的连铸坯时，由于结晶器浸入式水口内径较小，堵塞更为严重。为了克服上述问题，现有技术中采用钙处理等方式对高熔点的Al2O3系夹杂物进行变性处理，使其转变为低熔点的Al2O3系夹杂物，从而达到改善钢水可浇性的目的，但此方法增加了生产成本。
发明内容
本发明提供了一种中低碳铝镇静钢的生产方法，所述方法能够改善铝重量百分含量不小于0. 01%的中低碳钢钢水可浇性。更具体地讲，所述方法尤其适合于在采用中小断面(例如，铸坯横断面面积< 40000mm2)方坯连铸工艺浇铸酸溶铝百分含量不小于0. 01 % 的中低碳钢时，改善钢水可浇性。本发明提供了一种中低碳铝镇静钢的生产方法，所述方法包括以下步骤将铁水中的硫含量控制为不大于0.015% ；对铁水进行初炼以形成钢水，将钢水出钢到钢包中；在按重量百分比计出钢20% 30%的过程中，向钢水中加入铝系脱氧剂，铝系脱氧剂的加入量为能够使得在完成第一次吹氩精炼后钢水中的酸溶铝含量按重量百分比计比连铸浇注前要求的钢水中酸溶铝含量高0. 02% 0. 04% ；在按重量百分比计出钢31% 50%的过程中，向钢水中加入4. 0 6. OKg/吨钢的活性石灰和加入量为活性石灰重量的20%的萤石；第一次吹氩精炼；向钢包渣面处加入铝和1. 5 4kg/吨钢的精炼渣，然后加热，进行钢包精炼，所述铝分2 3批加入，其中第一批紧随在精炼渣后加入，且该第一批铝的加入量为精炼渣加入量的10 % 20%，其余批次的加入量之和=(连铸浇注前要求的钢水酸溶铝含量-加入该第一批铝精炼后的钢水中的酸溶铝含量)X钢水量/铝的预计收得率， 其中，所述其余批次铝的预计收得率按照65% 85%计算，优选为75% 80% ；向钢中加入含钙合金对钢水进行钙处理，含钙合金的加入量=[(0. 2 0. 4+钢水酸溶铝质量分数X 1000) X0. 29/含钙合金中钙的质量分数]kg/吨钢水；第二次吹氩精炼；采用连铸工艺进行浇铸。在本发明的一个实施例中，所述第一次吹氩精炼的步骤还可包括向钢水中喂入适量的铝，以使在完成第一次吹氩精炼后钢水中的酸溶铝含量按重量百分比计比连铸浇注前要求的钢水中酸溶铝含量高0. 02% 0. 04%。在本发明的一个实施例中，在所述钢包精炼步骤中，所述1. 5 4kg/吨钢的精炼渣可用1. 5 4kg/吨钢的活性石灰以及重量为活性石灰重量20%的萤石来代替。在本发明的一个实施例中，所述铝系脱氧剂可以为金属铝、铝铁合金、铝钡合金、 铝硅合金和铝锰合金中的一种或多种。在本发明的一个实施例中，所述第一次吹氩精炼步骤的吹氩强度可以为0.8 1. 5NL/(吨钢·分钟)，且第一次吹氩精炼的吹氩时间可以为5 15分钟。在本发明的一个实施例中，所述第二次吹氩精炼步骤的吹氩强度可以为0.8 1. 5NL/(吨钢·分钟)，第二次吹氩精炼的吹氩时间可以为5 15分钟。在本发明的一个实施例中，所述含钙合金可以为硅钙合金、钙铁合金中的一种或多种。在本发明的一个实施例中，所述方法浇铸形成的铸坯的横断面面积可以不大于 40000mm2。与现有技术相比，本发明通过采用合适的脱氧工艺及过程控铝模式、精炼造渣、 去除夹杂物、钢水扩散脱氧、夹杂物变形处理等方法，使得钢水可浇性得到有效改善、水口堵塞现象得以缓解，而且使得中低碳铝镇静钢连铸过程中的中间包单包连浇炉数不小于8 炉，达到了经济生产的目的。此外，本发明的方法尤其适合于解决铸坯横断面面积不大于 40000mm2的连铸工艺过程中的水口堵塞问题。
具体实施例方式通过对水口堵塞的原因和堵塞机理进行分析，可以得出造成水口堵塞的主要原因包括钢水质量、钢水温度、水口材质和结构、水口传热和二次氧化等诸多方面。实验表明铝氧化物在水口壁上的附着烧结以及钢液与水口耐火材料之间发生的化学反应是造成水口堵塞的重要原因。根据实验和分析，可以得知钢中铝氧化物的主要来源有(1)钢水中悬浮的夹杂物(例如，主要为脱氧产物Ci-Al2O3颗粒)靠界面张力的作用粘附在水口壁上；(2)水口材料与钢水发生 3Si02(S)+3C(S)+4Al = 2A1203 (S)+3Si+3C (L)反应生成的 Al2O3 ；(3)水口耐火材料空隙中吸附的&与钢水中的Al反应生成的Al2O3 ；(4)空气中的仏与钢水中的Al反应生成的Al2O3( S卩，钢水中的铝被二次氧化形成的 Al2O3)；(5)随水口内壁钢水温度下降析出的A1203。根据对炼钢工艺过程中采集的样品进行研究分析，可以得出，随着夹杂物中CaO 含量的增加，Al2O3夹杂物发生转变的顺序如下Al2O3^CaO WAl2O3^CaO CAl2O3^CaO ·Α1203 — 12Ca0 ·7Α1203 — 3Ca0 ·Α1203 —Ca 0o表1示出了各种非金属夹杂物的物理特性。Al2O3系夹杂物的密度和熔化温度见表1。从表1可以看出，12Ca0 · 7A1203的熔化温度为1455°C，因此其在钢水浇注过程中为液态，3Ca0 · Al2O3 也会出现部分液态，而 A1203、CaO · 6A1203、CaO · 2A1203、CaO · Al2O3 的熔点均较高，在连铸钢水浇铸过程中会先析出，并粘附于塞棒和浸入式水口上端间隙以及浸入式水口的内壁和下口端面，从而造成水口变流发生堵塞。
表1各种非金属夹杂物物理特性
权利要求
1.一种中低碳铝镇静钢的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤将铁水中的硫含量控制为不大于0. 015% ；对铁水进行初炼以形成钢水，将钢水出钢到钢包中；在按重量百分比计出钢20% 30%的过程中，向钢水中加入铝系脱氧剂，铝系脱氧剂的加入量为能够使得在完成第一次吹氩精炼后钢水中的酸溶铝含量按重量百分比计比连铸浇注前要求的钢水中酸溶铝含量高0. 02% 0. 04% ；在按重量百分比计出钢31% 50%的过程中，向钢水中加入4. 0 6. OKg/吨钢的活性石灰和加入量为活性石灰重量的20%的萤石；第一次吹氩精炼；钢包精炼，在所述钢包精炼步骤中，向钢包渣面处加入铝和1. 5 4kg/吨钢的精炼渣， 然后加热，进行精炼，所述铝分2 3批加入，其中第一批紧随在精炼渣后加入，且该第一批铝的加入量为精炼渣加入量的10% 20%，其余批次的加入量之和=(连铸浇注前要求的钢水酸溶铝含量-加入该第一批铝精炼后的钢水中的酸溶铝含量)X钢水量/铝的预计收得率，其中，所述其余批次铝的预计收得率按照65% 85%计算；向钢中加入含钙合金对钢水进行钙处理，含钙合金的加入量=[(0. 2 0. 4+钢水酸溶铝质量分数X 1000) X0. 29/含钙合金中钙的质量分数]kg/吨钢水；第二次吹氩精炼；采用连铸工艺进行浇铸，连铸时钢水酸溶铝不小于0. 01 %。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次吹氩精炼的步骤还包括向钢水中喂入适量的铝，以使在完成第一次吹氩精炼后钢水中的酸溶铝含量按重量百分比计比连铸浇注前要求的钢水中酸溶铝含量高0. 02% 0. 04%。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述钢包精炼步骤中，所述1.5 4kg/吨钢的精炼渣用1. 5 4kg/吨钢的活性石灰以及重量为活性石灰重量20%的萤石来代替。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝系脱氧剂为金属铝、铝铁合金、铝钡合金、铝硅合金和铝锰合金中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次吹氩精炼步骤的吹氩强度为 0. 8 1. 5NL/(吨钢·分钟)，且第一次吹氩精炼的吹氩时间为5 15分钟。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二次吹氩精炼步骤的吹氩强度为 0. 8 1. 5NL/(吨钢·分钟)，第二次吹氩精炼的吹氩时间为5 15分钟。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钙合金为硅钙合金和钙铁合金中的一种或多种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述钢包精炼的步骤中，所述其余批次铝的预计收得率按照75% 80%计算。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法浇铸形成的铸坯的横断面面积不大于40000mm2。
全文摘要
本发明提供了一种中低碳铝镇静钢的生产方法。所述方法包括将铁水中的硫含量控制为不大于0.015％；初炼铁水以形成钢水，出钢；在按重量百分比计出钢20％～30％时，向钢水中加入铝系脱氧剂；在按重量百分比计出钢31％～50％时，向钢水中加入4.0～6.0Kg/吨钢的活性石灰和加入量为活性石灰的0.2倍的萤石；第一次吹氩精炼；向钢包加入铝和1.5～4kg/吨钢的精炼渣，所述铝分2～3批加入，然后加热、精炼；对钢水进行钙处理；第二次吹氩精炼；连铸浇铸。本发明的方法能够改善了钢水的可浇性、缓解了水口堵塞现象，使得中低碳铝镇静钢连铸过程中的中间包单包连浇炉数达到不小于8炉。
文档编号B22D11/116GK102248142SQ201110181120
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者曾建华, 李桂军, 李清春, 杨森祥, 陈亮, 陈天明, 陈小龙, 陈永, 雷辉 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团有限公司, 攀钢集团研究院有限公司