超低碳铝镇静钢钢水处理方法与流程

文档序号:15747887发布日期:2018-10-23 23:45阅读:452来源:国知局

本发明属于钢铁冶炼技术领域,具体涉及一种超低碳铝镇静钢钢水处理方法。



背景技术:

钢的板材领域中,冷轧类复杂变形件,如用于冰箱、电视、汽车面板等方面的零部件,这些部件要求减重轻量化,需要一定的强度而又变形复杂。为满足性能要求,该类钢种的普遍成分设计特点是超低碳、低硅、含锰的铝镇静钢,一般基础成分范围为[C]:0.0015%-0.0060%、[Si]:0.00%-0.15%、[Mn]0.10%-0.80%、[Als]0.015%-0.08%。

该类钢中高的Al含量、极低的C含量,造成钢水易二次氧化,钢水的可浇性差。为了达到该类钢C含量普遍在50ppm以下的要求,生产时转炉钢水出钢时不脱氧,在RH等真空装置处于真空状态下,利用钢水中的较高的氧含量自然脱C,这一方法是经济合理可行的,在生产上普遍采用。但是,来自转炉钢水条件的差异,主要是氧含量的差异,给钢水二次精炼带来难度,钢水精炼难以准确稳定控制,而连铸要求钢水精炼在既定时间内处理合格钢水则更加困难,如何在钢水精炼环节采取有效技术使过程稳定可控,提高该类钢种的纯净度,是钢铁冶金领域长期以来的重要课题。为满足最终用户的要求,不允许该类钢在连铸时有可浇性问题,钢种的特点,给精炼提出了严苛的纯净度要求。

由于RH脱碳依靠C-O反应来进行,因此要求转炉必须保证钢水中含有一定的氧含量,而氧含量高低对于钢水纯净度产生极大的影响。大量生产实践表明钢水氧含量过高一方面会增加钢渣的氧化性,一旦钢渣进入钢水罐内会极大污染钢水;另一方面RH脱碳后剩余的氧含量需要相应的铝进行脱氧去除,这就势必产生大量Al2O3夹杂物,如果上浮不充分,无疑会增加絮流风险,产生连铸可浇性问题;而钢水氧含量过低不利于钢水脱碳的需要,因此规定转炉出钢氧含量需要一个合理适中范围。

目前,解决这类钢的纯净度、可浇性、生产稳定性,基本上核心工作就是钢水中氧的控制;但从现已有技术看,能有效稳定控制板坯预脱氧真空钢钢水氧含量,与渣的过程控制相结合,从而达到稳定经济快速生产的方法尚未见报导。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是现有技术处理超低碳铝镇静钢钢水时,脱碳时易出现氧不足或高氧的问题,钢水夹杂物难以控制,可浇性较差。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种超低碳铝镇静钢钢水处理方法,其包括以下步骤:

A、钢水出钢及炉后氩站作业:钢水出钢过程加入石灰,出钢后加入调渣剂,吹氩;

B、钢水LF站作业:钢水进LF站吹氩,进站测量钢水温度和氧含量,加入高碱度精炼渣,出站测温定氧,将LF出站氧活度控制在800ppm内;

C、钢水RH站作业:钢水进RH站测温定氧,控制钢水氧活度500ppm~800ppm,VCD定氧,加入铝粒进行脱氧,进行合金增Mn后,出站测温,RH出站加入调渣剂,即得超低碳铝镇静钢钢水。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤A中,所述石灰中CaO含量>90%。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤A中,所述石灰的加入量为1.5~2.5Kg/t钢。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤A中,所述调渣剂中CaO含量为42~48%,Al2O3含量为18~28%,Al含量为6~8%。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤A中,所述调渣剂的加入量为1.5~2.5Kg/t钢。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤B中,吹氩后测量氧含量时,对于氧高于800ppm的炉次,使用铝粒或铝线调整氧含量,将LF出站氧活度控制在800ppm内。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤B中,所述铝粒或铝线按照每降100ppm[O]加入0.15Kg/t钢进行控制;

优选的,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤B中,对于氧高于800ppm的炉次,一次调整量最大降氧100ppm,定氧后再次调整。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤B中,所述高碱度精炼渣中CaO含量>70%、CaF2含量>20%;所述高碱度精炼渣的加入量为1.5~2.5Kg/t钢。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤C中,钢水进RH站,对于氧低于500ppm的炉次,进行吹氧增氧降碳作业,按照每增100ppm[O]吹入氧气量0.12Nm3/t钢进行控制。

优选的,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤C中,对于氧低于500ppm的炉次,一次调整量最大增氧100ppm,定氧后再次调整。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤C中,所述VCD定氧的定氧值为250~500ppm。

其中,上述所述的超低碳铝镇静钢钢水处理方法,步骤C中,所述调渣剂中CaO含量为42~48%,Al2O3含量为18~28%,Al含量为6~8%;所述调渣剂的加入量为2.0~2.5Kg/t钢。

本发明的有益效果是:

本发明方法针对板坯连铸超低碳钢钢水可浇性难以有效控制的难题,合理结合钢水精炼中渣处理与自然脱碳、脱氧处理的各自处理特点,综合找到一种弱渣处理、强氧控制处理的精炼模式,通过分析该类钢种特点,找到C-O成分的关联度,钢水冶炼、精炼过程中采用适当控制钢水中适度氧活度、控制造渣的工艺,即解决了脱碳时氧不足的问题,也控制了高氧的问题,能稳定控制钢水夹杂物状态,提高了RH钢水精炼处理能力,改善该类钢种连铸钢水的可浇性,保证连铸产品的质量,具有较高经济效益;本发明方法操作易控,处理时间可控,较好满足连铸钢水连续浇铸的时间节拍要求,可广泛的应用于钢铁冶炼领域,具有较好的推广应用前景。

具体实施方式

具体的,超低碳铝镇静钢钢水处理方法,其包括以下步骤:

A、钢水出钢及炉后氩站作业:钢水出钢过程加入石灰,出钢后加入调渣剂,吹氩;

B、钢水LF站作业:钢水进LF站吹氩,进站测量钢水温度和氧含量,加入高碱度精炼渣,出站测温定氧,将LF出站氧活度控制在800ppm内;

C、钢水RH站作业:钢水进RH站测温定氧,控制钢水氧活度500ppm~800ppm,VCD定氧,加入铝粒进行脱氧,进行合金增Mn后,出站测温,RH出站加入调渣剂,即得超低碳铝镇静钢钢水。

本发明能够合理结合钢水精炼中渣处理与自然脱碳、脱氧处理的各自处理特点,综合找到一种弱渣处理、强氧控制处理的精炼模式,利用钢水中C-O的关系进行O的控制。

本发明方法中,造渣需要从出钢到RH出站进行控制,以改变渣型:钢水出钢过程加入石灰(加入1.5~2.5Kg/t钢,CaO含量>90%)、出钢后(结束后立即)加入调渣剂(加入1.5~2.5Kg/t钢,CaO含量42~48%,Al2O3含量为18~28%,Al含量为6~8%),如此控制初炼炉出钢时加入钢包的渣料为3~5Kg/t钢;然后,LF进站加入高碱度精炼渣(加入1.5~2.5Kg/t钢,CaO含量>70%、CaF2含量>20%);RH出站时加入调渣剂(加入2.0~2.5Kg/t钢,CaO含量42~48%,Al2O3含量为18~28%,Al含量为6~8%);如此整炉加入的渣料控制在6.5~10Kg/t钢进行造渣及渣态调整,以使钢包内的渣对后续使用铝脱氧后产生的三氧化二铝夹杂具有良好吸收作用。

步骤B中,钢水进LF站测量钢水温度,当温度不够,进行补偿温度作业(一般加热10~30min),以控制出LF站温度为1635~1660℃,同时发挥调渣、调钢水氧等作用。

本发明方法中,转炉钢水出钢在钢包内,出钢过程不进行脱氧作业控制,炉后小平台也不进行氧的控制;LF作业后期进行钢水氧的调整,根据定氧值进行氧含量调整:对于氧低于450ppm的炉次,在RH吹氧增氧降碳;对于氧高于800ppm的炉次,使用铝金属进行氧的调整,将LF出站氧活度控制在800ppm内,按照每降100ppm[O]加入铝量0.15Kg/t钢进行控制,加入铝的形式可以是固体金属铝粒或铝线(如130吨钢水,每降100ppm[O],约加入铝粒20Kg/炉或喂入铝线100米/炉)进行脱氧控制,将钢水氧活度控制到低于800ppm以内;优选的,一次调整量最大降氧100ppm,定氧后再次调整。

本发明方法,RH钢水进站测温定氧,复核钢水氧值,对于氧低于500ppm的炉次,进行吹氧增氧降碳作业,增100ppm氧相当于降100ppm碳,按照每增100ppm[O]吹入氧气量0.12Nm3/t钢进行控制。这样,生产这类超低碳铝镇静钢时就将氧调整到500ppm~800ppm的合理范围内,使真空生产最重要的工艺参数氧值得到可控,RH处理过程紧凑,VCD脱碳后钢水中氧活度适中(250~500ppm),为Al2O3夹杂物的控制创造了良好条件。

精炼处理结束,去连铸浇铸,氧要脱除,才能安全稳定生产,因此步骤C中,加入铝粒进行脱氧,铝粒的加入量可采用本领域常规操作确定,一般来讲铝粒的加入量Kg/t钢=1.8*[O]/1000+10*[Als]-p+0.1;其中,[O]为VCD定氧值,单位为ppm;[Als]为RH目标值,单位为%;p为加入其它合金(如钛铁含铝7%左右)带入的铝量,单位kg/t钢(如IF3钢种加入钛铁增加铝量0.16Kg/t钢、IF7钢种加入钛铁增加铝量0.15Kg/t钢)。RH出站温度一般为1595~1620℃,主要根据浇铸时间的长短来调节RH出站温度。

未作特别说明时,本发明所述含量均为质量含量。

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明,但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。

实施例1:精炼钢种IF3

钢种成分级别要求:<=0.0050%C、<=0.03%%Si、0.10%~0.25%Mn、0.02%~0.07%Als、0.050%-0.085%Ti;

钢水处理方法:

A、钢水量130.2吨,出钢时加入200Kg石灰(CaO含量>90%),出钢后加入200kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%);

B、钢水到精炼LF炉时,测温1585℃,定氧880ppm(高于800ppm),进站取样化验成分0.027%C,加入205Kg高碱度精炼渣(CaO>70%、CaF2>20%),加热时间21分钟,出站加入铝粒20Kg,出站测温1642℃,定氧767ppm;

C、钢水进RH站测温1638℃,定氧751ppm,VCD(真空脱碳后)定氧492ppm,加入179kg铝粒进行脱氧,进行合金增Mn后,出站测温为1609℃,RH出站加入300kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%),RH出站取样化验成分:0.0031%C、0.19%Mn、0.02%Si、0.05%Als;下工序连铸在浇铸本炉钢水时,大包没有变流,塞棒开口度增加1%,结晶器液面波动在±2mm内,浇铸顺利,钢水处理效果好,连铸成品取样化验成分:0.0033%C、0.19%Mn、0.02%Si、0.045%Als。

实施例2:精炼钢种IF7

钢种成分基本要求:<=0.0030%C、<=0.02%%Si、0.10%-0.25%Mn、0.02%-0.06%Als、0.050%-0.070%Ti、0.008%-0.020%Nb;

钢水处理方法:

A、钢水量130.7吨,出钢时加入202Kg石灰(CaO含量>90%),出钢后加入200kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%);

B、钢水到精炼LF炉时,测温1572℃,定氧390ppm(低于450ppm),进站取样化验成分0.042%C,加入205Kg高碱度精炼渣(CaO含量>70%、CaF2含量>20%),加热时间21分钟,出站测温1642℃,定氧397ppm;

C、钢水进RH站测温1638℃,定氧375ppm,吹氧量45Nm3,VCD定氧361ppm,加入149kg铝粒进行脱氧,进行合金增Mn后,出站测温为1609℃,RH出站加入300kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%),RH出站取样化验成分:0.0026%C、0.19%Mn、0.01%Si、0.052%Als;下工序连铸在浇铸本炉钢水时,大包没有变流,塞棒开口度增加1%,结晶器液面波动在±2mm内,浇铸顺利,钢水处理效果好,连铸成品取样化验成分:0.0028%C、0.19%Mn、0.02%Si、0.045%Als。

对比例1:采用以往工艺精炼钢种IF3

钢种成分级别要求:<=0.0050%C、<=0.03%%Si、0.10%~0.25%Mn、0.02%~0.07%Als、0.050%-0.085%Ti;

钢水处理方法:

A、钢水量130.5吨,出钢时加入800Kg石灰(CaO含量>90%);

B、钢水到精炼LF炉时,测温1582℃,定氧880ppm,进站取样化验成分0.025%C,加热时间22分钟,出站前加入200kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%);

C、钢水进RH站测温1635℃,定氧887ppm,VCD(真空脱碳后)定氧539ppm,加入190kg铝粒进行脱氧,进行合金增Mn后,出站测温为1612℃,RH出站加入100kg调渣剂(CaO含量45%、Al2O3含量21%、Al含量6.5%),RH出站取样化验成分:0.0030%C、0.18%Mn、0.02%Si、0.055%Als;下工序连铸在浇铸本炉钢水时,大包末期变流,塞棒开口度增加3%,结晶器液面波动在±3mm,连铸成品取样化验成分:0.0032%C、0.18%Mn、0.02%Si、0.041%Als。

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