专利名称：冶炼普碳钢的方法和连铸普碳钢的方法
技术领域：
本发明涉及冶炼普碳钢的方法和连铸普碳钢的方法。
背景技术：
连铸是目前普遍采用的钢铁铸造工艺，具体地，将炼好的钢水(倒在中间包中(可 装几十吨钢水))，液态的钢水通过中间包下的小孔垂直地流到不停振动的结晶器中。结晶 器外用高压水不停冷却，钢水在结晶器中形成外部是固态，内部还是液态的形态。结晶器外 是一段弧形的冷却辊道，在该冷却辊道上拉动铸坯并使铸坯依次经过水冷区和空冷区而得 到全部成固态的铸坯。普碳钢的钢水通常使用含铝材料进行深脱氧，例如对中间包中的钢水喂铝，因而 在钢水中形成了难熔的脱氧产物Al2O315难熔的Al2O3不仅影响了钢水纯净度，进而夹杂或 悬浮在钢水中并在后续的连铸浇注时阻塞浇注的进行，形成结瘤。在浇注水口处提取的结 瘤物主要成份为Al2O3(92重量％以上)，严重影响了钢水的流动速度并使连铸的拉速产生 很大的波动，影响连铸生产和铸坯质量。
发明内容
本发明提供一种冶炼普碳钢的方法和连铸普碳钢的方法。本发明的冶炼普碳钢的方法包括一次脱氧，所述一次脱氧为在出钢使得炼钢得 到的钢水流出到钢包的过程中向钢包中加入硅钙钡合金；二次脱氧，所述二次脱氧为在对 一次脱氧后的钢水精炼时喂铝。本发明的连铸普碳钢的方法包括将冶炼得到的钢水浇注到结晶器中以被连续拉 动和冷却，其中，所述冶炼得到的钢水为通过本发明的冶炼普碳钢的方法得到的钢水。通过在出钢时使用硅钙钡合金进行一次脱氧，可以在一次脱氧时形成熔点较低的 脱氧产物CaO和SiO2，从而容易上浮到钢水表面并容易地从钢水中除去。另外，硅钙钡合金 可以改善脱氧产物的形状，从而使得脱氧产物均勻弥散分布在钢液表面，更有利于从钢水 中除去。二次脱氧时进行的喂铝操作不仅可以进一步脱氧，还可以弥补在一次脱氧时损失 的铝，并使钢水成分中铝含量达标。由于在一次脱氧时已经除去了大量的氧，所以二次脱氧 时不会产生大量的Al2O3，且这部分Al2O3容易浮在钢水表面上，从而便于除去。
具体实施例方式如上所述，本发明的冶炼普碳钢的方法包括一次脱氧，所述一次脱氧为在出钢使 得炼钢得到的钢水流出到钢包的过程中向钢包中加入硅钙钡合金；二次脱氧，所述二次脱 氧为在对一次脱氧后的钢水精炼时喂铝。其中，所述硅钙钡合金的成分可以为Si = 55-65重量％，Ca = 12-16重量％，Ba =12-16重量％，Al ^ 3重量％，S彡0. 15重量％，P ^ 0. 04重量％，余量为Fe。从而在 一次脱氧时形成CaO和S^2等熔点和密度较低的脱氧产物。具体反应如下
反应式 1 :[Si] +
= (SiO2)
反应式 2 [Ca] +
= (CaO)另外，在转炉冶炼时加入的铝可能与钢水中的氧产生反应并生成Al2O3，所述硅钙 钡合金中的钙可以与这部分Al2O3反应，消除难熔的Al2O315反应如下3Ca+Al203 = 2Al+3Ca0 ；这些脱氧产物大多以化合物2Cao · Al2O3 · SiO2的形式存在，在出钢完成后很容易 浮在钢水表面，从而通过挡渣或其它方式除去。优选地，为了使上述脱氧产物有足够时间上 浮并使所述硅钙钡合金有足够时间充分混合到钢液中，可以在出钢使得钢水填充钢包容量 的1/3-3/4时加入所述硅钙钡合金。为了降低二次脱氧时喂铝量，以减少二次脱氧形成的Al2O3，可以通过一次脱氧 使得钢水的含氧量为30-100ppm。从而降低二次脱氧时钢水的含氧量，继而减少喂铝产生 的A1203。优选地，所述硅钙钡合金的加入量为大于3kg/吨钢水至^g/吨钢水，优选为 3. 2-4kg/吨钢水。二次脱氧时的喂铝操作一方面起到脱氧作用，另一方面起到补充钢水中铝含量的 作用，从而使钢水成分满足要求。优选地，所述二次脱氧时的喂铝量使得精炼后钢水中含氧 量为5-30ppm。另外，所述二次脱氧时的喂铝量使得最终钢水中铝含量为0. 0-0. 01重量％。 具体地，所述二次脱氧时喂铝量为0. 32-0. 4kg/吨钢水。为了使一次脱氧时产生的脱氧产物有足够时间与钢水中的氧反应并上浮到钢水 表面，可以在合理的范围内控制一次脱氧和二次脱氧之间的时间间隔。优选地，所述一次脱 氧和二次脱氧之间的时间间隔为30-50分钟，或者在出钢后20-40分钟进行二次脱氧。另外，为了使二次脱氧时产生的Al2O3尽快上浮到钢水表面以从钢水表面去除并 使钢水成分混合均勻，可以在所述二次脱氧时，向钢水吹送氩气，以对钢水进行搅拌。优选 地，吹送氩气的强度为0. 5-lNm3/吨钢水· min，吹送时间为5-lOmin。本发明的连铸普碳钢的方法包括将冶炼得到的钢水浇注到结晶器中以被连续拉 动和冷却，其中，所述冶炼得到的钢水为通过本发明的冶炼普碳钢的方法得到的钢水。本发 明主要针对冶炼方法进行改进，其它工序例如浇注、拉动等是本领域公知的方法，在此不做 详细说明。优选地，为了防止连铸时钢水或钢坯二次氧化，在浇注钢水过程中和钢坯被连续 拉动、冷却过程中，对钢水和钢坯提供惰性气体保护。下面通过实施例说明本发明的冶炼普碳钢的方法和连铸普碳钢的方法。实施例1转炉钢水出钢成分为C 0.03-0. 15重量％，0 400-1200ppm，出钢钢水温度为 1660°C ；出钢1/3时加入3kg/吨钢水的硅钙钡合金以进行一次脱氧，其中硅钙钡合金是Si 65重量％，Ca 14重量％，Ba 14重量％，A13重量％，SO. 15重量％，P 0.04重量％，余量为 Fe的规格为10-70mm的块状，一次脱氧使得钢水氧含量为50-100ppm ；对钢水进行炉外精 炼，精炼过程中在出钢20min后喂铝0. 32kg/吨钢水以进行二次脱氧；喂铝时向钢包吹送氩 气，强度为0. 5Nm3/吨钢水·π η，吹送时间为IOmin ；最终得到成分为C 0. 11-0. 15重量％， 0 20-30ppm, Al 0-0. 01 重量％，Si 0. 12-0. 25 重量％，Mn 0. 2-0. 4 重量％ 的 Q2I35G 钢水。 将得到的钢水浇注到结晶器中进行连铸，连铸全程提供氩气保护。实施例2
按照实施例1的方法进行冶炼、脱氧和炉外精炼，不同之处在于一次脱氧时加入 3. 5kg/吨钢水的Si 55重量％，Ca 16重量％，Ba 16重量％，A1 2重量％，S 0.15重量％， P 0. 03重量％，余量为Fe的硅钙钡合金，一次脱氧使得钢水氧含量为50-80ppm ；对钢水进 行炉外精炼，精炼过程中在出钢30min后二次脱氧时喂铝0. 38kg/吨钢水，喂铝时向钢包吹 送氩气，强度为INm3/吨钢水· min，吹送时间为5min，精炼后钢水最终成分为C 0. 14-0. 16 重量％，0 10-30ppm, Al 0-0. 004 重量％，Si 0. 18-0. 22 重量％，Mn 0. 25-0. ；35 重量％ 的 Q235A钢水。实施例3按照实施例1的方法进行冶炼、脱氧和炉外精炼，不同之处在于一次脱氧时加入 4kg/吨钢水的Si 60重量％，Ca 14重量％，Ba 14重量％，Al 3重量％，S 0. 15重量％，P 0. 04重量％，余量为Fe的硅钙钡合金，一次脱氧使得钢水氧含量为30-60ppm ；精炼过程中 在出钢40min后二次脱氧时喂铝0. 4kg/吨钢水，喂铝后钢水铝含量为，氧含量为20-25ppm ； 精炼后钢水最终成分为0. 14-0. 16重量％，0 5-20ppm, Si 0. 18-0. 22重量％，Al 0. 006-0. 01 重量％，Mn 0. 25-0. 35 重量％的 Q215G 钢水。对比例1按照实施例1的方法进行冶炼、脱氧和炉外精炼，不同之处在于一次脱氧加 入由CaC2(80重量％ )和SiC(20重量％ )组成的Pl脱氧剂^cg/吨钢水，一次脱氧后 含氧量为100-120ppm ；精炼时二次脱氧喂铝量为0. 4kg/吨钢水，精炼后钢水最终成分 为 C 0. 15-0. 18 重量％，0 10-30ppm, Si 0. 17-0. 20 重量 ％，Al 0. 01-0. 025 重量 ％，Mn 0. 25-0. 35 重量 ％的 Q235G0通过由实施例1-3、对比例1的脱氧方法得到的钢水连铸时的拉速如表1所示。其 中，vl、v2、v3和v4分别是在连铸浇注5min、10min、25min和35min时的拉速，vl、v2、v3和 v4的单位是m/min。中间包浇注炉数是指每个中间包能够浇注的炉次数量。序号1_4分别 表示实施例1-3和对比例1。表 权利要求
1.一种冶炼普碳钢的方法，该方法包括一次脱氧，所述一次脱氧为在出钢使得炼钢得到的钢水流出到钢包的过程中向钢包中 加入硅钙钡合金；二次脱氧，所述二次脱氧为在对一次脱氧后的钢水进行精炼时喂铝。
2.根据权利要求1所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述硅钙钡合金中Si55-65重 量％，Ca 12-16 重量％，Ba 12-16 重量％，Al ^ 3 重量％，S 彡 0. 15 重量％，P 彡 0. 04 重 量％，余量为狗。
3.根据权利要求1所述的冶炼普碳钢的方法，其中，在出钢使得钢水填充钢包容量的 1/3-3/4时加入所述硅钙钡合金。
4.根据权利要求1所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述一次脱氧使得钢水的含氧量 为 30-100ppm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述硅钙钡合金的加 入量为大于3kg/吨钢水至^g/吨钢水。
6.根据权利要求5所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述硅钙钡合金的加入量为 3. 2-4kg/吨钢水。
7.根据权利要求5所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述二次脱氧时的喂铝量使得钢 水中含氧量为5-30ppm。
8.根据权利要求7所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述二次脱氧时喂铝量为 0. 32-0. 4kg/ 吨钢水。
9.根据权利要求1所述的冶炼普碳钢的方法，其中，所述二次脱氧在出钢20-40分钟后 进行。
10.根据权利要求1或9所述的冶炼普碳钢的方法，其中，该方法还包括在所述二次脱 氧时，向钢水吹送氩气，以对钢水进行搅拌。
11.根据权利要求10所述的冶炼普碳钢的方法，其中，吹送氩气的强度为0.l-3Nm3/吨 钢水· min，吹送时间为5-10min。
12.—种连铸普碳钢的方法，该方法包括将冶炼得到的钢水浇注到结晶器中以被连续 拉动和冷却，其特征在于，所述冶炼得到的钢水为通过根据权利要求1-11中任意一项所述 的冶炼普碳钢的方法得到的钢水。
13.根据权利要求12所述的连铸普碳钢的方法，其中，在浇注钢水过程中和钢坯被连 续拉动、冷却过程中，对钢水和钢坯提供惰性气体保护以防止钢水或钢坯二次氧化。
全文摘要
本发明提供一种冶炼普碳钢的方法，该方法包括一次脱氧，所述一次脱氧为在出钢使得炼钢得到的钢水流出到钢包的过程中向钢包中加入硅钙钡合金；二次脱氧，所述二次脱氧为在对一次脱氧后的钢水进行精炼时喂铝。本发明还提供一种连铸普碳钢的方法，包括将冶炼得到的钢水浇注到结晶器中以被连续拉动和冷却，其中，所述冶炼得到的钢水为通过本发明的冶炼普碳钢的方法得到的钢水。本发明的冶炼普碳钢的方法通过在出钢时使用硅钙钡合金进行一次脱氧，可以形成熔点较低、密度较轻的脱氧产物2Cao·Al2O3·SiO2，从而容易上浮并均匀弥散分布在钢液表面，从而容易地从钢水中除去。另外，一次脱氧使用硅钙钡合金可以减少二次脱氧的喂铝量，最终减少因喂铝产生的Al2O3。
文档编号B22D11/16GK102051442SQ20091021143
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者李利刚, 杨森祥, 雷辉, 黄登华 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司