本发明涉及炼钢生产技术领域，具体涉及一种出钢过程中调整钢的硅含量的方法。
背景技术：
目前碳钢炼钢工序主要使用硅铁来调整钢的含硅量，传统的工艺是将硅铁直接在出钢过程中投入盛钢桶，靠底吹和钢液的冲击作用来混入钢液。炼钢温度下硅是易氧化元素，能很容易地被盛钢桶顶部氧化性渣和空气中的氧气所氧化。由于硅铁的密度较低（以72%硅含量的硅铁为例，其密度仅3.1g/m3），加入后浮在钢渣上层，仅靠底吹和钢液的冲击作用来混入钢液。在此过程中硅元素的氧化相当严重。根据实际数据，即使是经过初步脱氧的钢（80ppm以下的自由氧含量），硅的收得率也只有80%左右。因此，在传统加入方式下因硅的收得率低而造成的硅铁合金使用量较大，合金化成本较高。
与此同时，对于脱氧剂，目前使用较多的是硅铝钡、铝块和铝铁，加入方式也是在出钢过程中投入盛钢桶。硅铝钡的综合脱氧效果较好，钢液中夹杂物含量低，小型夹杂居多，且能弥散分布但其密度低。但硅铝钡的缺点是密度偏小，易被钢渣和空气中的氧所氧化，收得率不高，且其价格昂贵。至于铝块，其密度更小，加入后往往能起到脱氧作用的铝只有40-50%的水平，由于是单一元素脱氧，其脱氧产物碰撞上浮困难，钢液中大型夹杂含量较高。且铝的价格更为昂贵，按照传统工艺使用铝脱氧，成本过于高昂，也不符合国家可持续发展的政策。铝铁的密度高于铝块和硅铝钡，但要采取熔炼的步骤来生产，其价格也昂贵。
要降低硅铁消耗，降低脱氧合金消耗，最好的办法就是用最低的代价将硅与铁结合或硅铝铁三者结合，提高合金密度，减少炉渣与氧气对合金元素的烧损。硅铁方面，国内目前除了使用较低硅含量的硅铁外（例如45%硅含量的硅铁，其密度较大些），尚无其它有效方法，由于铁的廉价性，用矿热炉生产高铁含量的硅合金是不经济的，对于脱氧合金，目前采用的熔炼法或钢砂铝模式使铝、铁结合成本偏高。现有技术无法解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种成本低廉、环保安全的在出钢过程中调整钢的硅含量的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种出钢过程中调整钢的硅含量的方法，其特征是，包括以下步骤：
1）制作合金棒：首先将钢管截断成短管，短管的一端用下木塞封口；
2）充填封装：在短管内充填硅铁合金粉末或硅铁合金粉末及铝料，之后用上木塞将短管的另一端封口形成合金棒，且合金棒的密度大于钢包顶渣的密度；
3）在出钢过程中加入合金棒:待盛钢桶内钢液面达到桶深的1/4时开始加入硅铁合金棒，出钢到桶深的3/4时停止加入；合金棒加入后处于钢渣界面靠近钢液一侧，且上木塞及下木塞立即烧毁，短管融化，硅铁合金粉中的硅元素在钢流的冲击下和底吹搅拌下均匀混入钢水中。
作为本发明进一步改进，短管内充填硅铁合金粉末及铝料后的合金棒的密度为4.5g/cm3-5.0g/cm3。
作为本发明进一步改进，钢管为废料钢管，且将废料钢管截成300mm长的短管。
作为本发明进一步改进，将装有下木塞的短管放置在钢框中并固定，人工向短管内撮入定量的硅铁合金粉末或装入定量的硅铁合金粉末与铝料，再用上木塞进行封口形成合金棒，成型的合金棒需分区分类码放。
作为本发明进一步改进，上木塞及下木塞均为边角余料收集并切割或碎屑压块制成。
本发明现对于现有技术，具有以下有益效果：
本发明的调整钢的硅含量的方法通过制作两端由上木塞及下木塞封口，内部填充硅铁合金粉末或硅铁合金粉末及铝料的合金棒，且合金棒的密度大于钢包顶渣的密度，合金棒的制作简单、密度较大，杂质较少，是调整合金密度的理想材料，上木塞及下木塞的易燃性和低强度，能保证合金棒接触高温热源后木塞立即烧毁，杜绝了密闭容器带来的风险；本发明减少了氧化烧损，提高了收得率，降低了脱氧合金化成本。合金棒体积大小满足生产要求，同时在同等或更低价格情况下，其合金化和脱氧效果更好，大型夹杂物更少，夹杂物更弥散分布，钢质更优良。该方法利用钢管增加了合金棒的总体密度，填充硅铁合金粉末的合金棒溅入后处于钢渣界面靠近钢液一侧，因此减少了氧化性顶渣与空气对合金元素的烧损，提高了元素收得率，改善了元素含量调整效果与脱氧效果，降低了合金消耗与炼钢成本，采用机械结合方式替代了重熔结合方式，杜绝了加工过程烧损，人工成本低廉，综合加工成本更低。
充填了硅铁合金粉末及铝料的合金棒可以作复合脱氧剂。以上合金棒的平均密度达到4.5g/cm3-5.0g/cm3，比原有硅铁合金密度3.0g/cm3显著增加1.5g/cm3-2g/cm3，比脱氧用的铝料密度增加1.8g/cm3-2.3g/cm3，比铝系复合脱氧剂硅铝钡的密度3.5g/cm3增加1g/cm3-1.5/cm3。该方法利用钢管增加了合金棒总体密度，合金棒的密度高于钢包顶渣的密度（3g/cm3-3.5g/cm3），合金加入后处于钢渣界面靠近钢液一侧，加之钢管的熔化、包裹作用，可减少氧化性顶渣与空气对合金元素的烧损，提高了元素收得率，改善了元素含量调整效果与脱氧效果，降低了合金消耗与炼钢成本。
另外，本发明的钢管、上木塞、下木塞铝料等均为废料边角，价格低廉，且便于就地取材，实现废物利用，为以上传统上视为废物的物料找到了一条合适的应用途径，物尽其用，复合国家可持续发展的政策。
附图说明
图1为本发明合金棒的结构示意图。
附图标记含义如下：1.短管；2.上木塞；3.硅铁合金粉末；4.下木塞。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步改进。
如图1所示，一种出钢过程中调整钢的硅含量的方法，包括以下步骤：
1）制作合金棒：首先将废料钢管截成截成300mm的短管1，短管1的一端用下木塞4封口，将大量的装有下木塞4的短管1放置在钢框中并固定，人工向框内撮入定量的硅铁合金粉末或者装入定量的硅铁合金粉末与铝料，再用上木塞2进行封口形成合金棒。
2）充填封装：人工向短管1内撮入定量的硅铁合金粉3，或者在短管1内充填硅铁合金粉末3及铝料的混合物，之后用上木塞2进行封口形成合金棒，用橡胶锤或木锤敲击上木塞2以便塞紧，上木塞2及下木塞4均为边角余料收集并切割或碎屑压块制成，加装硅铁合金粉末3的合金棒的密度大于钢包顶渣的密度（3g/cm3-3.5g/cm3）；加装硅铁合金粉末3及铝料后的合金管的密度为4.5g/cm3-5.0g/cm3，成型的合金棒需分区分类码放。硅铁合金粉末3使用的是本企业合金生产单位的硅铁粉或从外部购进的廉价硅铁粉，铝料使用本企业检修产生的铝料、铝业生产过程的碎料或向社会回收站收购的低价铝料。
3）在出钢过程中加入合金棒:待盛钢桶内钢的液面达到桶深的1/4时开始加入硅铁合金棒，出钢到桶深的3/4时停止加入；合金棒加入后处于钢渣界面靠近钢液一侧，且上木塞2及下木塞4立即烧毁，短管1融化，硅元素在钢流的冲击下和底吹搅拌下均匀混入钢水中，或在精炼站调整后底吹搅拌均匀。