一种低硅铝镇静钢精炼装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于炼钢工艺领域，具体设及一种低娃侣镇静钢精炼装置及其精炼方法。
【背景技术】
[0002] 钢铁企业在生产过程中，有些低娃含量的钢种如08A1、SP肥等，通常采用铁水炉 外脱硫一转炉冶炼一LF精炼一连铸的生产工艺，运种生产工艺最大的问题是钢中[Si]难 W控制，由于钢水采用强脱氧剂一侣进行还原而出现回娃现象，经常会造成成品[Si]超 标。一些低娃钢种的[Si]要求不大于0.03%，甚至目标为0.01%。当SP肥钢中的[Si] 大于0. 03%，会导致钢的屈服强度和抗拉强度上升，且严重影响冷社的冲压成形性及锻锋 时锋的粘附性。在转炉冶炼时娃是容易去除的元素，转炉出钢时钢水[Si]仅是痕迹量，因 此控制[Si]的增加主要是在转炉出钢之后，控制增娃主要有两方面：1、控制原料带入。原 料方面应该使用低娃甚至无娃铁合金，钢水脱氧时使用无娃脱氧剂，中间覆盖剂和结晶器 保护渣采用无娃材料，最大化的减少原料增娃。2、控制回娃。对转炉出钢挡渣提出严格要 求，控制大包下渣量，为了保证转炉出钢时不剩钢，大包渣层厚度通常为50~IOOmm ;严格 控制精炼渣和电石等造渣原材料的含娃量。同时造渣过程采用大渣量稀释渣中的化〇、MnO 和Si〇2,抑制还原增娃；通常采用LF快速脱氧造白渣脱硫，在保证冶金目标的前提下，尽量 缩短精炼时间，严禁长时间重复加热钢水，尽量降低烙渣中的化0、MnO和Si〇2,控制精炼过 程底吹Ar的揽拌强度和大Ar揽拌时间，严禁暴吹，底吹氣气揽拌强度过大时，由于加快了 4[Al]+3(Si〇2) =2(Al2〇3)+3[Si]反应的进行，使反应更易向增娃方向进行。
[0003] 中国专利申请号201110051874. 6公开了 "一种低娃含量的低碳侣镇静钢冶炼方 法"，在高炉含饥铁水进入炼钢工序前，先经过提饥、脱娃处理工序，炼钢工序采用半钢炼 钢，钢水在挡渣出钢及脱氧、合金化过程中加入低娃预烙型复合精炼渣预脱氧，钢水进入LF 精炼工位W后，不采用常规下电极加热造白渣的方式，而是采用扣盖保溫、在吹氣揽拌的还 原性气氛下用侣粉做脱氧剂迅速造白渣，随后转入巧处理和软吹氣，在保证精炼质量的前 提下抑制了钢水回娃的热力学和动力学条件，钢水软吹氣结束后，进入连铸工序；含饥铁水 在提饥、脱娃处理的过程中，得到的半钢[Si]《0.02% ;在出钢过程中采用挡渣措施，渣 层厚度< 50mm，防止出钢大量下渣造成的精炼回娃；出钢时间要求> 5min，出钢的同时随 钢流均匀加入3-化g/ts低娃预烙型复合精炼渣，利用出钢过程中良好的动力学条件，提 前对钢水进行预精炼处理，低娃预烙型复合精炼渣在出钢1/4时开始加入，出钢至3/4时 加入完成，出钢结束后再向钢包内加入顶渣化g/ts ;出钢后要求钢水曰。《IOppm ;所说的 钢水在LF炉工位采用扣盖保溫、吹气揽拌、不下电极造白渣的精炼工艺：即先使用中等强 度Ar揽拌3min，所说的中等强度是指：吹Ar强度控制在液面产生强烈蠕动但不裸露钢水 面；同时向钢包内加入Al粉化g/ts迅速造白渣；白渣形成后，降低吹Ar强度使渣液面保持 蠕动，继续加入Al粉保持白渣状态，白渣保持8-12min后对钢水进行巧处理，要求[Ca] / [AU > 0. 1 %，巧处理后继续扣盖进行软吹Ar操作，保持液面轻微蠕动，软吹Ar时间保持 在12min W上。但该工艺方法使得低娃、低碳侣镇静钢娃元素成分合格率只能达到98 %，仍 然有些炉次[Si]超标而必须进行改钢，造成损失，增加生产成本；该工艺要求渣层厚度小 于50mm，势必造成在转炉出钢时为了减少下渣，钢水未完全出净的现象，降低了炼钢生产效 率；另外为了减少钢水溫降，需要在LF炉工位采用扣盖保溫的方式，而运又占用了精炼工 位，降低了 LF工位的生产效率。
[0004] 中国专利申请号200610166553.讶公开了 "一种低娃含量的低碳侣镇静钢冶炼方 法"，是W铁水为原料进行转炉吹炼、转炉出钢、吹氣站精炼、最后将钢水送入小方巧连铸机 全程保护诱铸即得到低碳低娃侣镇静钢，其中，所说转炉出钢过程中，向经脱氧合金化处理 后的钢水中加入包含有预烙精炼渣的复合造渣材料进行预造渣，控制烙渣碱度达到6. 0~ 8.0 ;所说吹氣站精炼包括在吹氣站内进行W下步骤：（1)深度脱氧：W喂Al线的方法对 转炉出钢后的钢水进行脱氧，在脱氧时期结束时控制钢水中自由氧含量在2~5ppm之间， [Al] S在400~6(K)ppm之间；（2)造渣精炼：加入蛋石、侣粒及电石进行调渣操作，同时进行 强底吹氣揽拌，造渣结束时控制烙渣中的（FeO+MnO)不超过2%、(Al2〇3)含量在20~30% 之间；（3)软吹精炼：采用弱底吹Ar揽拌进行软吹操作；(4)巧处理：通过喂丝机加入娃巧 包忍线，在巧处理结束后控制钢水中残余[Ca] t达到30~40ppm。但是，上述工艺方法并没 有提及钢中[Si]的控制水平，且在巧处理时，通过喂丝机加入娃巧包忍线，由些可见，对钢 中[Si]的要求不是十分苛刻；在上述工艺过程中，需要在吹氣站进行造渣、软吹精炼及巧 处理，会对钢水产生非常大的溫降，要求转炉出钢时溫度要很高，运对转炉炉衬的伤害非常 大。
【发明内容】
阳0化]本发明旨在针对已有技术存在的不足之处，提供一种能够在转炉出钢后迅速对钢 水进行还原、合金化，抑制钢水回娃，且去除钢中夹杂物，减少钢水溫降的低娃侣镇静钢精 炼装置及方法。
[0006] 为此，本发明所采取的解决方案是：
[0007] 一种低娃侣镇静钢精炼装置，其特征在于，由升降液压缸、夹错、浸入管及螺栓组 成；升降液压缸缸杆前端固定有一夹错，夹错的两个错臂前部带有圆弧，圆弧前端设有连接 板，上端带有翻沿的浸入管通过螺栓固定在夹错圆弧内。
[0008] 一种低娃侣镇静钢精炼方法，其特征在于，具体方法和步骤为： W09] (1)采用转炉冶炼钢水，转炉终渣二元碱度控制在3~4,吹炼终点钢水
[Si]《0.0 l %，转炉出钢溫度1660~1680。出钢过程中按0. 5~1.化g/吨钢加入Al进 行脱氧、合金化，目标要求钢水20X 10 6,出钢过程中采取挡渣操作，渣层厚度控制在 50 ~100mm。
[0010] (2)转炉出钢结束后进入吹氣站，从钢包透气砖底吹Ar,将钢水上面的钢渣吹开 后，将精炼装置的浸入管通过升降液压缸放置在钢包钢渣吹开处的正上方。
[0011] (3)利用升降液压缸将使用前已预热到950~1050°C的浸入管下降至钢液面下 50~150mm的深度，在浸入管内部加入预烙渣，形成流动性良好的液渣，加入量为0. 4~ 0. 8kg/吨钢；并在浸入管外部向钢渣中加入石灰，使外部钢渣碱度达到7. 3~8. 0,运种高 碱度钢渣具有高烙点，流动性差，该区域不会发生4[Al]+3(Si〇2) = 3[Si]巧(Al2〇3)，从而 达到减少精炼回娃的目的，提高低娃侣镇静钢的[Si]合格率。然后在浸入管内部加入Al粒 0. 2~0. 45kg/吨钢，进行钢渣还原和钢水合金化，同时保持底吹Ar,底吹Ar流量为20~ 40Nm3/h。
[0012] (4)液渣充分还原后，保持底吹Ar5~8min，其后降低氣气流量至4~SNm3A进行 软吹，使渣面微动而不使钢水裸露，保持3~7min，升起浸入管，直接到连铸工序进行诱铸， 中间覆盖剂和结晶器保护渣采用无娃材料，减少原料引起的钢液增娃。 阳〇1引 所述预烙渣的主要组分为：Ca0:40~45%，Al2〇3:38~42%，Si〇2:5~9%， MgO:4~7%，其它为不可避免的杂质。
[0014] 所述石灰中CaO含量> 90 %。
[0015] 与现有技术相比，本发明的优点如下：
[0016] 1.本发明完全可W达到钢中[Si]《0.03%的目标。
[0017] 2.本发明可W有效地减少钢水在处理过程中的溫降，与常规吹氣揽拌相比，溫度 损失可降低50%。
[0018] 3.本发明可W有效地去除钢水中的夹杂物，使夹杂物充分上浮并被钢渣吸附，提 高钢水的洁净度，且预烙渣加入量仅是常规操作的25%，从而可降低成本。
[0019] 4.本发明精炼装置结构简单，易于操作，投资小，不影响其它设备的正常操作。
【附图说明】
[0020] 图1是低娃侣镇静钢精炼装置使用状态示意图；
[0021] 图2是低娃侣镇静钢精炼装置俯视图。
[0022] 图中：升降液压缸1、夹错2、浸入管3、预烙渣4、螺栓5、石灰6、钢水7、钢包8、透 气砖9。
【具体实施方式】
[0023] 由附图可见，本发明低娃侣镇静钢精炼装置，系由升降液压缸1、夹错2、浸入管3、 预烙渣4及螺栓5所组成。升降液压缸1的缸杆前端固定有一夹错2,夹错2的两个错臂前 部带有一端圆弧，圆弧前端伸出有一端连接板，连接板上设有螺栓孔，圆筒形浸入管3的上 端带有翻沿，浸入管3通过螺栓5固定在夹错2前部的圆弧内。
[0024] 本发明低娃侣镇静钢精炼方法的具体步骤为： W25] 1、采用转炉冶炼钢水，转炉终渣二元碱度控制在3~4,吹炼终点钢水
[Si]《0.0 l %，转炉出钢溫度1660~1680。出钢过程中按0. 5~1.化g/吨钢加入Al进 行脱氧、合金化，目标要求钢水20X 10 6,出钢过程中采取挡渣操作，渣层厚度控制在 50 ~lOOmm。 阳0%] 2、转炉出钢结束后进入吹氣站，从钢包8透气砖9底吹Ar,将钢水7上面的钢渣吹 开后，将精炼装置的浸入管3通过升降液压缸1放置在钢包8钢渣吹开处的正上方。
[0027] 3、利用升降液压缸1将使用前已预热到950~1050°C的浸入管3下降至钢液面下 50~150mm的深度，在浸入管3内部加入预烙渣4,形成流动性良好的液渣，加入量为0. 4~ 0. 8kg/吨钢；并在浸入管3外部向钢渣中加入石灰5,使外部钢渣碱度达到7. 3~8. 0,运 种高碱度钢渣具有高烙点，流动性差，该区域不会发生4[Al]+3(Si〇2) = 3[Si]巧(Al2〇3)， 从而达到减少精炼回娃的目的，提高低娃侣镇静钢的[Si]合格率。然后在浸入管3内部加 入Al粒0. 2~0. 45kg/吨钢，进行钢渣还原和钢水7合金化，同时保持底吹Ar,底吹Ar流 量为 20 ~40Nm3/h。
[0028] 4、液渣充分还原后，保持底吹Ar5~8min，其后降低氣气流量至4~SNm3A进行 软吹，使渣面微动而不使钢水7裸露，保持3~7min，升起浸入管3,直接到连铸工序进行诱 铸，中间覆盖剂和结晶器保护渣采用无娃材料，减少原料引起的钢液增娃。
[0029] 其中，所述预烙渣4的主要组分为：Ca0:40~45%，Al2〇3:38~42%，Si〇2:5~ 9%，Mg0:4~7%，其它为不可避免的杂质。所述石灰6中CaO含量> 90%。
[0030] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0031] 实施例采用100吨转炉，浸入管3在使用前的预热溫度为1000°C，冶炼钢种为低娃 侣镇静钢，共进行4组，其中1组为对比例，对比例是在吹氣站不采用该精炼装置，进行吹Ar 操作，加入预烙渣4、金属侣进行还原化渣，整个钢液面上的渣成分是均匀一致的，然后上机 诱铸。
[0032] 其工艺参数、控制结果及预烙渣的成分分别见表1和表2。 阳03引表1 :实施例与对比例工艺参数及控制结果
[0034]
[0036] 表2 :预烙渣成分组成
[0037]
[0038] 从表1中可W看出，在吹氣站利用该精炼装置进行吹气精炼，显著地降低了成品
[Si]，含量达到《0. 02%，同时成品氧含量也大幅度降低，均小于0. 0020%，提高了钢材的 质量。钢水的溫降约为原工艺的40%，运对和钢水冶炼的操作节奏提供了更大的空间，减少 钢水的溫度损失，有利于降低生产成本。从表2中可看出，预烙渣的加入量较对比例大幅降 低，进一步降低了生产成本。
【主权项】
1. 一种低硅铝镇静钢精炼装置，其特征在于，由升降液压缸、夹钳、浸入管及螺栓组成； 升降液压缸缸杆前端固定有一夹钳，夹钳的两个钳臂前部带有圆弧，圆弧前端设有连接板， 上端带有翻沿的浸入管通过螺栓固定在夹钳圆弧内。2. -种应用权利要求1所述低硅铝镇静钢精炼装置的方法，其特征在于，具体方法和 步骤为： (1) 采用转炉冶炼钢水，转炉终渣二元碱度控制在3~4,吹炼终点钢水 [Si]彡0. 01 %，转炉出钢温度1660~1680°C，出钢过程中按0. 5~1. 5kg/吨钢加入A1进 行脱氧、合金化，目标要求钢水20X 10 6,出钢过程中采取挡渣操作，渣层厚度控制在 50 ~100mm ; (2) 转炉出钢结束后进入吹氩站，从钢包透气砖底吹Ar，将钢水上面的钢渣吹开后，将 精炼装置的浸入管通过升降液压缸放置在钢包钢渣吹开处的正上方； (3) 利用升降液压缸将使用前已预热到950~1050°C的浸入管下降至钢液面下50~ 150mm的深度，在浸入管内部加入预熔渣，加入量为0. 4~0. 8kg/吨钢；并在浸入管外部 向钢渣中加入石灰，使外部钢渣碱度达到7. 3~8. 0 ;然后在浸入管内部加入A1粒0. 2~ 0. 45kg/吨钢，进行钢渣还原及钢水合金化，同时保持底吹Ar，底吹Ar流量为20~40Nm3/ h ； (4) 液渣充分还原后，保持底吹Ar5~8min，其后降低氩气流量至4~8Nm3/h进行软 吹，使渣面微动而不使钢水裸露，保持3~7min，升起浸入管，直接到连铸工序进行浇铸。3. 根据权利要求2所述的应用权利要求1所述低硅铝镇静钢精炼装置的方法，其特征 在于，所述预熔渣的主要组分为：Ca0:40~45%，A1 203:38~42%，Si02:5~9%，MgO:4~ 7%，其它为不可避免的杂质。4. 根据权利要求2所述的应用权利要求1所述低硅铝镇静钢精炼装置的方法，其特征 在于，所述石灰中CaO含量多90 %。
【专利摘要】一种低硅铝镇静钢精炼装置及方法，精炼装置由升降液压缸、夹钳、浸入管及螺栓组成。转炉冶炼控制终渣二元碱度、吹炼终点钢水[Si]含量及出钢温度，出钢过程中加入铝脱氧，钢水a0≤20×10-6，出钢过程挡渣渣厚控制在50～100mm。氩站底吹Ar后，利用升降液压缸将预热的浸入管下降至钢液面下50～150mm，在浸入管内部加入预熔渣，浸入管外部加入石灰，再在浸入管内加入Al粒，并底吹Ar，液渣充分还原后，保持底吹Ar，其后进行软吹，使渣面微动而不使钢水裸露，保持3～7min，升起浸入管，直接到连铸工序进行浇铸。本发明可达到钢中[Si]≤0.03％的目标，减少钢水在处理过程中的温降，有效去除钢水中的夹杂物，提高钢水的洁净度，并可降低成本。
【IPC分类】C21C7/072, C21C7/076
【公开号】CN105714023
【申请号】CN201410715232
【发明人】廖相巍, 李广帮, 张晓光, 贾吉祥, 赵亮, 丁丽华, 朱晓雷
【申请人】鞍钢股份有限公司