本发明属于炼钢连铸精炼处理技，尤其涉及一种无铝中高碳钢的生产方法。
背景技术：
无铝中高碳钢的生产工艺主要采用转炉-lf炉-连铸机工艺。无铝中高碳钢钢种液相线温度低，lf炉的渣料熔化困难。其中lf炉的化渣剂主要采用萤石，采用其他化渣剂化渣困难，用量大，顶渣碱度低，也不利于脱硫。造成钢铁厂的萤石消耗量巨大。萤石虽然化渣效果好，但萤石污染环境，危害人身健康，且是不可再生资源。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无铝中高碳钢的生产方法，该方法通过控制钢水中硅的氧化，取消萤石的使用，采用铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料完全代替萤石，使顶渣的熔化温度较低，不影响lf炉的化渣。有利于实现钢铁的绿色环保生产，保护有限的萤石资源。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种无铝中高碳钢的生产方法，所述无铝中高碳钢的碳含量质量百分比不小于0.35％，包括以下步骤：
1)炼钢
a铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s小于0.020％；
b转炉留碳出钢，终点碳含量质量百分比按0.05％≤c≤成品碳上限-0.06％控制；
c转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空控制在400mm-600mm；
2)精炼
a钢水进lf炉处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，之后加入碳素脱氧剂；
b电极升温，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧，在升温过程中加入二批渣料，二批渣料中白灰与化渣剂的重量比控制在2:1～3:1；二批渣料量控制在0-6kg/吨钢；
c升温后，加入脱氧剂终脱氧、脱硫、取过程样，根据过程样合金化、终调成分并上机浇铸。
步骤2)所述的化渣剂是铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料；碳素脱氧剂是焦炭类增碳剂或石油焦类增碳剂。
步骤2)a所述的首批渣料及其加入量为白灰4～5kg/吨钢和化渣剂2～2.5kg/吨钢；碳素脱氧剂加入量为：钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量。
步骤2)c所述的脱氧剂为硅铁；升温后所加首批硅铁的数量：钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过转炉不加硅系脱氧剂，进而控制钢水顶渣中的sio2含量不大于总渣量的10％，取消萤石的使用，使用铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料完全代替萤石，使顶渣的熔化温度较低，利于化渣。因不使用萤石且减少硅的氧化，从而有利于重轨钢和帘线钢等钢种提高质量。减少因使用萤石造成的环境污染，保护有限的萤石资源。本发明利用现有生产设备，向钢水中加入碳素脱氧剂、白灰和铝矾土，利用碳素脱氧剂、白灰和电极升温的高温造电石渣脱氧。控制lf炉首批渣料白灰和化渣剂的比例，有利于造的电石渣埋弧良好。能够提高电极升温效率。采用电极升温方式，lf炉升温速率由3-5℃/min提高到4-6℃/min。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
一种无铝中高碳钢的生产方法，所述无铝中高碳钢的碳含量质量百分比不小于0.35％，包括以下步骤：
1)炼钢
a铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s小于0.020％；
b转炉留碳出钢，终点碳含量质量百分比按0.05％≤c≤成品碳上限-0.06％控制；
c转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空控制在300mm-600mm；
2)精炼
a钢水进lf炉处理位后，先加入首批渣料以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，之后加入碳素脱氧剂；
b电极升温5-10分钟，利用白灰和碳素脱氧剂及电弧的高温造电石渣脱氧，在升温过程中加入二批渣料，二批渣料中白灰与化渣剂的重量比控制在2:1～3:1；二批渣料量控制在0-6kg/吨钢；
c升温后，加入脱氧剂终脱氧、脱硫、取过程样，根据过程样合金化、终调成分并上机浇铸。
步骤2)所述的化渣剂是铝矾土或以铝矾土为主要成分的化渣材料；碳素脱氧剂是焦炭类增碳剂或石油焦增碳剂。
步骤2)中a所述的首批渣料及其加入量为白灰4～5kg/吨钢和化渣剂2～2.5kg/吨钢；碳素脱氧剂加入量为：钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量。
步骤2)中c所述的脱氧剂为硅铁；升温后所加首批硅铁的数量：钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
实施例一
一种无铝中高碳钢的生产方法，该中高碳钢的碳含量上限的质量百分比为0.35％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s含量为0.015％；
2)转炉终点碳含量为0.15％；
3)转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空为400mm；
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(4kg/吨钢白灰，2kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量。
2)电极升温9分钟，吹氩量：200l/min。
3)升温后首批硅铁的加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
4)及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
5)钢水合金化后喂入1.5m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例二
一种无铝中高碳钢的生产方法，该中高碳钢的碳含量上限的质量百分比为0.50％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s为0.018％；
2)转炉终点碳含量为0.25％；
3)转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空为600mm；
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(4.5kg/吨钢白灰，2.5kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温8分钟，吹氩量：300l/min。
3)升温后首批硅铁的加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
4)及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
5)钢水合金化后喂入1m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例三
一种无铝中高碳钢的生产方法，该中高碳钢的碳含量上限的质量百分比为0.60％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s为0.017％；
2)转炉终点碳含量为0.40％；
3)转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空为600mm；
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(4.7kg/吨钢白灰，2.3kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温10分钟，吹氩量：260l/min。
3)升温后首批硅铁的加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
4)及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
5)钢水合金化后喂入1m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例四
一种无铝中高碳钢的生产方法，该中高碳钢的碳含量上限的质量百分比为0.75％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s为0.019％；
2)转炉终点碳含量为0.50％；
3)转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空为500mm；
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(5kg/吨钢白灰，2.5kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温9分钟，吹氩量：280l/min。
3)升温后首批硅铁的加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
4)及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
5)钢水合金化后喂入1m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例五
一种无铝中高碳钢的生产方法，该中高碳钢的碳含量上限的质量百分比为0.85％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)铁水进行脱硫，脱硫后铁水中s为0.016％；
2)转炉终点碳含量为0.60％；
3)转炉不加硅系脱氧剂；钢水罐净空为550mm；
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(4.9kg/吨钢白灰，2.2kg/吨钢的铝矾土)，待渣料完全熔化后加入碳素脱氧剂，碳素脱氧剂加入量为钢水量×(成品碳上限-钢水中碳含量-0.03％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温7分钟，吹氩量：270l/min。
3)升温后首批硅铁的加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
4)及时粘取渣样，当渣样变色且呈浅绿色或透明玻璃渣，方可取过程样，根据过程样终调成分。
5)钢水合金化后喂入1.6m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。