本发明属于低碳钢生产领域，尤其涉及一种低碳镇静钢的生产方法。
背景技术：
在常规的炼钢方法中，尤其是生产低碳镇静钢，脱氧主要是依靠硅、铝等与氧亲和力比铁大的元素来完成。这些元素与溶解在钢液中的氧作用，生成不溶于钢液的脱氧产物，由于它们的浮出而使钢中含氧量降低。
碳脱氧工艺主要应用于真空条件下，利用rh、vd等真空精炼设备，使碳与氧发生反应。在真空条件下，钢液中过剩的碳可与氧作用发生碳氧反应，而使钢液中的氧变成co排除，这时碳在真空状态下成为脱氧剂，它的脱氧能力随真空度的提高而增强。但采用真空条件进行碳脱氧成本高，常用于超低碳钢和对气体含量有特殊要求的高级别管线钢等钢种。
在常压下，生产低碳镇静钢，一般采用在转炉出钢过程中加入硅系合金或铝系合金脱氧，使钢水镇静后进入精炼处理。也有在转炉出钢过程中加入少量增碳剂进行初脱氧，随后进行硅脱氧或铝脱氧及合金化处理。但此种方法顶渣泡沫化程度不易控制，溢渣风险大。而目前采用硅脱氧或铝脱氧生产低碳镇静钢，生产成本也较高。
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低碳镇静钢的生产方法，采用常压下碳脱氧工艺，生产成品碳含量上限在0.10％～0.25％的低碳镇静钢，利用碳素脱氧剂、白灰和电极升温的高温造电石渣脱氧，提高升温效率，降低脱氧剂的消耗，降低合金成本，减少al2o3的生成，提高钢水洁净度。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种低碳镇静钢的生产方法，所述低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.10％～0.25％，包括以下步骤：
1)炼钢
a转炉留碳沸腾出钢，终点碳含量质量百分比按0.05％≤c≤成品碳上限-0.03％控制；
b钢水罐净空控制在400mm-600mm；
2)精炼
a沸腾状态下的钢水进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，利用白灰和增碳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4:1～5:1；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)所述的化渣剂是萤石或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)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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量。
步骤2)中c所述的脱氧剂为铝线段时，生产的低碳镇静钢为低碳铝镇静钢；所加首批铝线段的数量为1.1～1.9kg/吨钢。
步骤2)中c所述的脱氧剂为硅铁时，生产的低碳镇静钢为低碳硅镇静钢；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：
1、一种低碳镇静钢的生产方法中碳脱氧反应主要是在常压下的lf炉内进行。利用碳素脱氧剂代替部分硅、铝作为脱氧剂，价格便宜，降低了成本。与目前常用的硅脱氧工艺和铝脱氧工艺相比，吨钢成本能够降低10-20元。同时，碳脱氧在钢水中无脱氧产物残留，有利于提高钢水洁净度。
2、本发明利用现有生产设备，采用沸腾钢水进入lf炉，并在沸腾状态下向钢水中加入碳素脱氧剂、白灰和化渣剂，利用碳素脱氧剂、白灰和电极升温的高温造电石渣脱氧。
3、控制lf炉首批渣料白灰和化渣剂的比例，有利于碳脱氧反应过程中产生的电石渣埋弧效果良好，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。
4、在lf工序中，向沸腾钢水中加入碳素脱氧剂，容易出现溢渣。本发明采用先加入渣料，以稀释钢水罐中顶渣的氧化性，从而消除加入碳素脱氧剂的溢渣风险；使碳脱氧工艺能够满足正常生产要求。
5、本发明能够提高lf炉首次加铝脱氧剂的准确性，避免因首次加铝脱氧剂不准而出现的多次加铝脱氧剂的现象。从而保证lf炉处理结束后钢水的质量稳定和lf炉生产的稳定。
6、采用本发明可以减少lf炉处理过程中的钢水回硅，能够稳定生产成品硅上限0.03％的低硅镇静钢。
7、lf炉操作受lf炉长经验和进lf炉钢水的情况影响较大，本发明使lf炉的操作模式化，减少人的因素和进lf炉钢水的情况对lf炉操作的影响，有利于实现lf炉的智能化生产。
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。
一种低碳镇静钢的生产方法，所述低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.10％～0.25％，包括以下步骤：
1)炼钢
a转炉留碳沸腾出钢，终点碳含量质量百分比按0.05％≤c≤成品碳上限-0.03％控制；
b钢水罐净空控制在300mm-600mm；
2)精炼
a沸腾状态下的钢水进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4:1～5:1；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)所述的化渣剂是萤石或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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量。
步骤2)中c所述的脱氧剂为铝线段时，生产的低碳镇静钢为低碳铝镇静钢；所加首批铝线段的数量为1.1～1.9kg/吨钢，成品碳上限高取下限值，成品碳上限低取上限值。
步骤2)中c所述的脱氧剂为硅铁时，生产的低碳镇静钢为低碳硅镇静钢；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
一种低碳镇静钢的生产方法，该低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.10％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量为0.05％；
2)沸腾出钢，大罐净空为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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温9分钟，吹氩量：200l/min。
3)升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为2kg/吨钢和0.5kg/吨钢；
4)升温后首批铝线段的加入量为1.8kg/吨钢。
5)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。
6)钢水合金化后喂入2m/吨钢的铝钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例二
一种低碳镇静钢的生产方法，该低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.15％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量为0.06％；
2)沸腾出钢，大罐净空为500mm。
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，2.3kg/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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温8分钟，吹氩量：260l/min。
3)升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为1.5kg/吨钢和0.3kg/吨钢；
4)升温后首批铝线段的加入量为1.5kg/吨钢。
5)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。
6)钢水合金化后喂入2.5m/吨钢的铝钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例三
一种低碳镇静钢的生产方法，该低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.24％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量为0.09％；
2)沸腾出钢，大罐净空为600mm。
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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温10分钟，吹氩量：300l/min。
3)升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为3kg/吨钢和0.7kg/吨钢；
4)升温后首批铝线段的加入量为1.2kg/吨钢。
5)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。
6)钢水合金化后喂入3m/吨钢的铝钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例四
一种低碳镇静钢的生产方法，该低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.12％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量为0.06％；
2)沸腾出钢，大罐净空为500mm。
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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温9分钟，吹氩量：230l/min。
3)升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为2kg/吨钢和0.4kg/吨钢；
4)升温后硅铁加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
5)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。
6)钢水合金化后喂入2m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。
实施例五
一种低碳镇静钢的生产方法，该低碳镇静钢的碳含量上限的质量百分比为0.20％，包括以下步骤：
1、炼钢工序
1)转炉终点碳含量为0.12％；
2)沸腾出钢，大罐净空为400mm。
2、精炼工序
1)钢水进lf炉处理位后，加入渣料(4.3kg/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-0.01％)/碳素脱氧剂碳含量；。
2)电极升温8分钟，吹氩量：270l/min。
3)升温过程中，加入其余渣料，其余渣料中白灰与铝矾土分别为2.5kg/吨钢和0.5kg/吨钢；
4)升温后硅铁加入量为钢水量×(成品硅上限-钢水中硅含量)/硅铁硅含量。
5)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。
6)钢水合金化后喂入1.5m/吨钢的硅钙线，净吹氩3分钟上机。