一种硅铝合金使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种硅铝合金使用方法，尤其是转炉冶炼低碳钢，属于冶金行业转炉炼钢【技术领域】。技术方案是：硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为：Si=25-30%，Al=30-35%，C≤0.20%，P≤0.03%，S≤0.03%，其余为铁和不可避免的夹杂，粒度为20-100mm；在出钢过程，选择出钢1/4到1/3时加入硅铝合金进行脱氧，然后，出钢1/2时依次加入硅锰合金和硅铁合金，硅铝合金化学成分在保证铝元素含量的基础上，合理控制硅元素含量，使铁合金中硅铝元素比例较好的满足低碳钢生产所需脱氧及合金化材料用量，简化工艺操作流程，提高合金使用效率，降低生产物料成本。
【专利说明】一种硅铝合金使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硅铝合金使用方法，尤其是转炉冶炼低碳钢，属于冶金行业转炉炼钢【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，转炉炼钢，在冶炼低碳钢生产过程中，大多采用金属铝或铝铁合金脱氧，使用硅铁合金增加钢水中硅含量，达到脱氧同时合金化的目的。但铁合金中各元素脱氧效率或吸收率受到钢水氧化性、成分、温度及所用铁合金种类、块度、合金加入时间顺序等影响。因此，不同钢种采用不同的合金配比及使用方法对钢水成分及钢材产品质量影响很大。针对硅、铝两元素所组成的铁合金，铝铁合金脱氧能力强、硅铁合金脱氧能力相对较弱。出钢过程中脱氧先弱后强，可保证脱氧程度达到钢种要求，又可以使脱氧产物充分上浮，保证质量；先强后弱，则可大大提高硅、锰等元素的吸收率，同时还可相应减少脱氧合金用量，但脱氧产物上浮相对困难。各种铁合金加入顺序及合理的配比是保证钢水成分、质量合格的重要影响因素。因此，生产制备含有两种或多种脱氧元素的铁合金既方便生产使用，又有利于元素的吸收，对提高干钢水质量发挥积极作用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的 是提供一种硅铝合金使用方法，用于转炉冶炼低碳钢，达到脱氧剂合金化的目的，提高合金元素吸收率，解决【背景技术】存在的上述问题。
[0004]本发明的技术方案为:
一种硅铝合金使用方法，用于转炉冶炼低碳钢，包括如下工艺步骤:
(1)转炉冶炼:铁水经预处理后装入顶底复吹转炉吹氧冶炼；
(2)终点控制:转炉终点倒炉取样，终点成分和终点温度满足工艺要求后出钢；
(3)脱氧合金化:出钢过程加入娃招合金、娃猛合金和娃铁合金；
(4)吹氩及调整:吹氩站吹氩均匀钢水成分，并调整钢水成分及氧含量直至满足所冶炼钢种要求；
所述硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=25-30%，Al=30-35%,C ^ 0.20%, P ^ 0.03%, S ^ 0.03%，其余为铁和不可避免的夹杂，粒度为20_100mm ；
所述脱氧合金化，出钢过程加入硅铝合金、硅锰合金和硅铁合金，在出钢1/4到1/3时加入硅铝合金，硅铝合金加入量为0.3-1.0 Kg/吨钢；出钢1/2时依次加入硅锰合金和硅铁
合金；
所述吹氩及调整，出钢过程全程采取钢包底吹氩操作，保证加入硅铝合金与钢水充分熔化反应均匀，使用铝线调整钢包氧含量，直至符合所冶炼钢种氧含量，切换氩气流量80-120 NL/min，软吹氩3_5分钟，完成低碳钢冶炼。
[0005]硅锰合金和硅铁合金加入量根据所冶炼钢种成分进行调整，直至满足所冶炼钢种成分要求为止。[0006]本发明的主要创新点是:在出钢过程，选择出钢1/4到1/3时加入硅铝合金进行脱氧，然后，出钢1/2时依次加入硅锰合金和硅铁合金，同时要求必须先加入硅铝合金，后加入硅锰合金和硅铁合金，不但提高脱氧效率，而且可以提高合金元素的吸收率。本发明的合金脱氧效率比相同条件下使用铝铁提高7ppm/10Kg ;元素的吸收率比【背景技术】提高1.3%。
[0007]硅、铝在铁合金脱氧中的作用原理:利用两种或多种脱氧剂同时加入钢水脱氧，如果发生复合脱氧反应，则导致脱氧常数降低，因而加强了单一元素的脱氧能力，同时某些复合脱氧产物熔点较低，易于聚合成大液滴而上浮，使钢的纯洁度提高，不仅节铝效果明显，而且也简化了脱氧工艺操作 。
[0008]本发明的积极效果是:硅铝合金化学成分在保证铝元素含量的基础上，合理控制硅元素含量，使铁合金中硅铝元素比例较好的满足低碳钢生产所需脱氧及合金化材料用量，简化工艺操作流程，提高合金使用效率，降低生产物料成本。
【具体实施方式】
[0009]下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0010]一种硅铝合金使用方法，用于转炉冶炼低碳钢，包括如下工艺步骤:
(1)转炉冶炼:铁水经预处理后装入顶底复吹转炉吹氧冶炼；
(2)终点控制:转炉终点倒炉取样，终点成分和终点温度满足工艺要求后出钢；
(3)脱氧合金化:在出钢1/4到1/3时加入硅铝合金，出钢1/2时依次加入硅锰合金和硅铁合金，所述硅铝合金加入量为0.3-1.0 Kg/吨钢，硅锰合金及硅铁加入量根据所冶炼钢种成分进行调整，直至满足所冶炼钢种成分为止；出钢过程加入合金；
(4)吹氩及调整:出钢过程全程采取钢包底吹氩操作，保证加入硅铝合金与钢水充分熔化反应均匀，使用铝线调整钢包氧含量，直至符合所冶炼钢种氧含量，切换氩气流量80-120NL/min,软吹氩3_5分钟，完成低碳钢冶炼。
[0011]所述硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=25_30%，Al=30-35%,C≤0.20%, P≤0.03%, S≤0.03%，其余为铁和不可避免的夹杂，粒度为20_100mm ；
实施例1:使用硅铝合金冶炼低碳钢Q195L
硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=26.3%，Al=33.8%，C=0.10%，Ρ=0.02%, S=0.02% ;包装为 10 ±0.3Kg ;粒度 20_100mm。
[0012](1)转炉冶炼:炼钢炉采用容量为80吨的顶底复吹转炉，熔炼号13Y2-7577，装入铁水82.5吨、废钢1.84吨，冶炼过程加入白灰2.94吨、矿石3.2吨、镁球1.13吨，后期测量实际出钢量78.8吨；
(2)终点控制:转炉一次拉碳终点[C]0.056%、[Μη]0.06%、[Ρ]0.020%、[S]0.028%、[Si]为残量痕迹，钢水温度1651°C，符合工艺要求；
(3)脱氧合金化:接通钢包氩气流量120NL/min，开始出钢，出钢1/3时开始加入硅铝合金30Kg，出钢至1/2时从合金料仓加入硅锰合金350Kg ；
(4)吹氩及调整:合金加入结束后继续钢包底吹氩；出钢结束后开钢包车至吹氩站继续吹氩，调整氩气流量至80 NL/min，吹氩2min后定氧47ppm，符合该钢种工艺要求；继续吹氩3min，结束该炉钢水冶炼，关闭钢包氩气、吊包上连铸机浇注，中包熔炼成分:[C]0.07%、[Si]0.06%、[Μη]0.32%、[Ρ]0.022%、[S]0.027%。符合该钢种化学成分标准要求。[0013]使用硅铝合金与使用铝铁脱氧效率对比:(相同或相近转炉冶炼终点条件，按照统一计算剔除娃猛合金脱氧影响)
本实施例中，经计算使用硅铝合金脱氧每10Kg效率为52.6ppm ;统计同期相同冶炼终点条件数据，使用铝铁进行脱氧每10Kg效率为44.2ppm ;使用硅铝合金比使用铝铁每10Kg多脱氧8.4ppm。
[0014]同时，硅铝合金中硅元素除脱氧外，部分熔化增加钢水硅含量，提高硅元素吸收率
3% ο
[0015]实施例2:使用硅铝合金生产的低碳钢GF08。
[0016]硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=25%，Al=32%, C=0.11%，Ρ=0.022%, S=0.022% ;包装为 10 ±0.3Kg ;粒度 20_100mm。
[0017](1)转炉冶炼:炼钢炉采用容量为80吨的顶底复吹转炉。熔炼号13Y1-6248，装入铁水77吨、废钢7.07吨，冶炼过程加入白灰4.3吨、矿石2.5吨、镁球0.9吨，后期测量实际出钢量78.2吨；
(2)终点控制:转炉一次拉碳终点[C]0.058%、[Μη]0.10%、[Ρ]0.038%、[S]0.018%、[Si]为残量痕迹，钢水温度1704°C，其中[P]不符合工艺要求。二次加料降枪补吹后取样成分为:[C]0.043%、[Μη]0.05%、[Ρ]0.023%、[S]0.018%、[Si]为残量痕迹，钢水温度 1675。。，符
合工艺要求；
(3)脱氧合金化:接通钢包氩气流量120NL/min，开始出钢，出钢1/4时开始加入硅铝合金50Kg，出钢至1/2时从合金料仓加入硅锰合金420Kg及硅铁120Kg ；
(4)吹氩及调整:合金加入结束后继续钢包底吹氩；出钢结束后开钢包车至吹氩站继续吹氩，调整氩气流量至80 NL/min。吹氩2min后定氧73ppm，高于符合该钢种工艺要求不大于60ppm ;在吹氩喂入招线10m,娃韩线150m,吹気2min,钢包钢水取样化验，结果为[C]0.06%、[Si]0.14%、[Μη]0.37%, [Ρ]0.023%、[S]0.020%。继续吹氩 2min，结束该炉钢水冶炼，关闭钢包氩气、吊包上连铸机浇注，中包熔炼成分:[C]0.06%、[Si]0.13%、[Μη]0.34%、[Ρ]0.021%、[S]0.025%。符合该钢种化学成分标准要求。
[0018]使用硅铝合金与使用铝铁脱氧效率对比:(相同或相近转炉冶炼终点条件，按照统一计算剔除娃猛合金脱氧影响)
本实施例中，经计算使用硅铝合金脱氧每10Kg效率为56.6ppm ;统计同期相同冶炼终点条件数据，使用铝铁进行脱氧每10Kg效率为45 ppm ;使用硅铝合金比使用铝铁每10Kg多脱氧 11.6ppm。
[0019]同时，硅铝合金中硅元素除脱氧外，部分熔化增加钢水硅含量，提高硅元素吸收率
0.7%。
[0020]实施例3:使用硅铝合金生产的包晶钢Q235B。
[0021]硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=29%，Al=34%, C=0.11%，Ρ=0.022%, S=0.022% ;包装为 10 ±0.3Kg ;粒度 20_100mm。
[0022](1)转炉冶炼:炼钢炉采用容量为80吨的顶底复吹转炉。熔炼号13Y2-6926，装入铁水81.3吨、废钢0.82吨，冶炼过程加入白灰2.7吨、矿石2.8吨、镁球0.8吨，后期测量实际出钢量76.8吨；
(2)终点控制:转炉一次拉碳终点[C]0.08%、[Μη]0.11%、[Ρ]0.023%、[S]0.024%、[Si]为残量痕迹，钢水温度1650°C，符合出钢条件；
(3)脱氧合金化:接通钢包氩气流量120NL/min，开始出钢。出钢1/3时开始加入硅铝合金30Kg，出钢至1/2时从合金料仓加入硅锰合金360Kg及硅铁120Kg ；
(4)吹氩及调整:合金加入结束后继续钢包底吹氩；出钢结束后开钢包车至吹氩站继续吹氩，调整氩气流量至80 NL/min。吹氩2min后钢包钢水取样化验，结果为[C]0.16%、[Si]0.17%、[Μη]0.38%、[Ρ]0.021%、[S]0.022%。继续吹氩 3min,结束该炉钢水冶炼，关闭钢包氩气、吊包上连铸机浇注。中包熔炼成分:[C]0.18%、[Si]0.14%、[Μη]0.36%、[Ρ]0.024%、[S]0.022%。符合该钢种化学成分标准要求。
[0023]使用硅铝合金与使用铝铁脱氧效率对比:(相同或相近转炉冶炼终点条件，按照统一计算剔除娃猛合金脱氧影响)
本实施例中，经计算使用硅铝合金脱氧每10Kg效率为44ppm ;统计同期相同冶炼终点条件数据，使用铝铁进行脱氧每10Kg效率为42.2ppm ;使用硅铝合金比使用铝铁每10Kg多脱氧 1.8ppm。
[0024]同时，硅铝 合金中硅元素除脱氧外，部分熔化增加钢水硅含量，提高硅元素吸收率1.2%。
【权利要求】
1.一种硅铝合金使用方法，用于转炉冶炼低碳钢，其特征在于包括如下工艺步骤:(1)转炉冶炼:铁水经预处理后装入顶底复吹转炉吹氧冶炼；(2)终点控制:转炉终点倒炉取样，终点成分和终点温度满足工艺要求后出钢；(3)脱氧合金化:出钢过程加入娃招合金、娃猛合金和娃铁合金；(4)吹氩及调整:吹氩站吹氩均匀钢水成分，并调整钢水成分及氧含量直至满足所冶炼钢种要求；所述硅铝合金，其化学元素组成成分的重量百分比为:Si=25-30%，Al=30-35%,C ≤0.20%, P ≤ 0.03%, S ≤ 0.03%，其余为铁和不可避免的夹杂，粒度为20_100mm ；所述脱氧合金化，出钢过程加入硅铝合金、硅锰合金和硅铁合金，在出钢1/4到1/3时加入硅铝合金，硅铝合金加入量为0.3-1.0 Kg/吨钢；出钢1/2时依次加入硅锰合金和硅铁合金；所述吹氩及调整，出钢过程全程采取钢包底吹氩操作，保证加入硅铝合金与钢水充分熔化反应均匀，使用铝线调整钢包氧含量，直至符合所冶炼钢种氧含量，切换氩气流量80-120 NL/min，软吹氩3_5分钟，完成低碳钢冶炼。
2.根据权利要求1所述的硅铝合金使用方法，其特征在于:硅锰合金和硅铁合金加入量根据所冶炼钢种成分进行调整，直至满足所冶炼钢种成分要求为止。
【文档编号】C22C21/02GK103642979SQ201310678084
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】梁义会, 耿赛晓, 刘宝利, 马永刚, 李晓奇, 孟庆东, 王伟男, 张云宝, 付强, 张利民, 汪红有 申请人:唐山国丰钢铁有限公司