半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种半钢炼钢转炉出钢脱氧工艺。
【背景技术】
[0002]研宄发现，钢铁冶炼中终点碳的控制与钢铁料消耗、合金料消耗等密切相关，转炉炼钢时终点控制有两种方法，一种是增碳法，即出钢碳较低，出钢过程加入增碳剂对钢水进行增碳。增碳法能保证终点钢水中具有较低的磷含量，但炉渣氧化性高侵蚀炉衬、钢水氧活度高增加脱氧剂用量也降低合金收得率，且出钢后向钢包加入大量的增碳剂，成分波动较大；另一种方法是高拉碳补吹法，所谓“高拉碳法”是指熔池含碳量达到出钢要求时停止吹氧，此时熔池中不但硫磷和温度符合要求，而且计入铁合金带入金属中的碳后，钢水中的碳也能符合所炼钢种的规格要求。该方法出钢碳含量较高，一般多0.20%，钢水中氧含量较低(一般不高于400ppm)，合金收得率较高且稳定同时节约大量增碳剂，高拉补吹的炼钢方法常用于生产中高碳钢。国内铁水炼钢企业通过对转炉冶炼工艺的优化，中高碳钢生产时转炉基本能实现高拉碳出钢。采用高拉碳操作有利于降低上述原材料消耗；对提高钢的内在质量有好处；同时高拉碳操作对提高炉衬寿命大有益处。
[0003]申请号为“201010267141.1”，发明名称为“低碳低硅钢脱氧工艺”，公开了一种转炉终点氧含量在500ppm以上时进行转炉出钢，在开始出钢时加入碳粉进行粗脱氧，在出钢1/2或2/3时加入铝铁进行脱氧合金化，然后根据钢包氧含量补加铝铁。该专利中转炉出钢终点碳含量为0.05%，出钢时加入铝铁进行全脱氧使得脱氧合金消耗较大，且出钢过程增氮比较严重。
[0004]齐志宇等《转炉高碳钢冶炼工艺研宄与应用》一文中介绍了鞍钢二炼钢为解决转炉冶炼高碳钢去磷、保碳、提温三者难以同时实现的问题，通过对终点留渣量、底吹流量、氧枪枪位及终点控制的优化最终实现了高拉补吹法冶炼高碳钢，并取得了较好的效果。但是文中没有涉及转炉冶炼高碳钢时的具体脱氧工艺。
[0005]目前大多半钢炼钢企业由于脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量低(3.4%?4.0% )，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，且半钢冶炼时造渣大多采用加入酸性造渣材料，使得冶炼过程热源严重不足，只能通过半钢热补偿从而实现高拉碳出钢，这样增加了成本。而且，炼钢过程中氮进入钢中大多数情况下会成为有害元素，钢中氮含量高会降低钢的成形性、焊接性能及高温韧性和塑性，同时加剧了钢材时效和冷脆，另外氮还会造成钢坯的开裂。所以，在炼钢过程中，需要严格的控制氮的增量，保证钢材的质量。
[0006]因此，开发一种半钢冶炼高拉碳条件下既能降低脱氧材料消耗，又能减少出钢过程增氮量的出钢脱氧工艺十分必要。
【发明内容】
[0007]在上述目的下，本发明提供一种半钢冶炼高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，该工艺能降低脱氧材料消耗，降低生产成本，同时能减少出钢过程增氮量。
[0008]本发明半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，针对半钢炼钢终点钢水碳的质量百分含量彡0.10%的炉次:
[0009]当转炉终点钢水中0.10%彡碳的质量百分含量< 0.20%时，出钢1/3时按照增碳剂0.1?0.3kg/吨钢的量计，对钢水加入增碳剂进行预脱氧；出钢结束后在炉后吹氩平台进行定氧，保证钢水氧活度> 50ppm，定氧结束后，按照2?3m/吨钢的量计，加入销线进行彻底脱氧；
[0010]当转炉终点钢水中碳的质量百分含量多0.20%时，出钢不脱氧，直接在炉后吹氩平台进行定氧，根据定氧值按照3?4m/吨钢的量计加入铝线脱氧；
[0011]上述出钢过程和出钢结束加入脱氧剂铝线时均对钢包底吹氩。
[0012]本发明所述终点钢水是指转炉后最终得到的钢水，出钢前利用副枪对转炉内钢水进行测量取样，测定其中碳的含量；本发明选择在出钢1/3时加入脱氧剂是因为如果脱氧剂提前加入半钢罐容易导致出钢过程“放炮”，导致安全事故，如果出钢1/3后再加入前期烟尘较大，达不到去除烟尘的目的；出钢结束后在炉后吹氩平台进行定氧，保证钢水氧活度
>50ppm，是为了减少出钢过程增氮，因为钢中氧含量是钢水表面活性物质，氧含量的存在能有效隔绝空气，防止空气中的氮进入钢液中。
[0013]上述所述半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，加入的增碳剂为炼钢过程中常用的增碳剂，如增碳生铁、电极粉、石油焦粉、木炭粉、无烟煤、焦炭粉中至少一种。
[0014]进一步的，为了使钢中碳含量达到顶期的要求，增加钢中碳的含量，其中，所述增碳剂优选为碳含量多90%的无烟煤，因为无烟煤增碳剂杂质少、温降小、收得率稳定。
[0015]上述所述半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，当转炉终点钢水中0.碳的质量百分含量< 0.20%时，在出钢1/3?2/3期间钢包底吹氩供气强度为0.002m3/ (min.t钢)?0.003m3/(min.t钢)；其它出钢阶段及出钢结束后喂入铝线时底吹氩供气强度为0.0Olm3/(min.t钢)?0.0015m3/(min.t钢)。其中，在出钢1/3?2/3期间钢包底吹氩采用较大的供气强度；在其他出钢阶段及出钢结束后采用较小的供气强度；是因为出钢2/3以后如底吹供气强度过大容易使钢水翻腾出钢包导致安全事故，同时出钢后期及喂线过程如底吹供气强度过大会导致钢液剧烈增氮。
[0016]当转炉终点钢水中碳的质量百分含量彡0.20%时，在出钢1/3?2/3期间钢包底吹氩供气强度为0.002m3/ (min.t钢)?0.003m3/ (min.t钢)；其它出钢阶段及在加入脱氧剂时钢包底吹氩供气强度为0.0Olm3/ (min.t钢)?0.0015m3/ (min.t钢)，加入脱氧剂脱氧时底吹氩气是为了防止脱氧过程钢液翻腾吸氮，出钢过程对钢包进行吹氩更有利于均匀钢水成分及温度，因为出钢过程还需要进行脱氧及合金化操作。
[0017]半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，所述脱氧剂为炼钢常用脱氧剂，如硅铝钡钙铁，硅钙包芯线，铝线，铝锰铁，钢芯铝，电石，碳化硅中至少一种，其主要作用是与铁水中溶解的氧反应，主要生成非金属化合物，形成沉淀上浮至渣层中，加以除去即可得纯净的铁水。
[0018]为了使半钢炼钢彻底脱氧，所述脱氧剂优选为强脱氧剂铝线，且其中铝含量彡90%，其直径为1mm0
[0019]本发明半钢冶炼高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，主要针对出钢结束后钢中碳的质量百分含量彡0.10%的情况，同时又针对0.10碳的质量百分含量< 0.20%和碳的质量百分含量多0.20%两种情况，制定了不同的出钢脱氧工艺，并且在出钢过程中进行分段脱氧，保证脱氧彻底，以及脱氧后钢水氧活度在50ppm以上，本发明比常规一次性脱氧后增氮量更少，钢水氧活度更高。本发明脱氧工艺能有效减少脱氧材料消耗，降低生产成本，节约资源，同时，能降低出钢过程增氮量，保证最终钢中氮含量与出钢前相差不多，保证了钢的性能。
【具体实施方式】
[0020]本发明半钢高拉碳条件下的出钢脱氧工艺，针对半钢炼钢终点钢水碳的质量百分含量彡0.10%的炉次:
[0021]当转炉终点钢水中0.10%彡碳的质量百分含量< 0.20%时，出钢1/3时按照增碳剂0.1?0.3kg/吨钢的量计，对钢水加入增碳剂进行预脱氧；出钢结束后在炉后吹氩平台进行定氧，保证钢水氧活度> 50ppm，定氧结束后，按照2?3m/吨钢的量计，加入销线进行彻底脱氧；
[0022]当转炉终点钢水中碳的质量百分含量多0.20%时，出钢不脱氧，直接在炉后吹氩平台进行定氧，根据定氧值按照3?4m/吨钢的量计加入铝线脱氧；
[0023]上述出钢过程和出钢结束加入脱氧剂铝线时均对钢包底吹氩。
[0024]本发明所述终点钢水是指转炉后最终得到的钢水，出钢前利用副枪对转炉内钢水进行测量取样，测定其中碳的含量；本发明选择在出钢1/3时加入脱氧剂是因为如果脱氧剂提前加入半钢罐容易导致出钢过程“放炮”，导致安全事故，如果出钢1/3后再加入前期烟尘较大，达不到去除烟尘的目的；出钢结束后在炉后吹氩平台进行定氧，保证钢水氧活度
>50ppm，是为了减少出钢过程增氮，因为钢中氧含量是钢水表面活性物质，氧含量的存在能有效隔绝空气，防止空气