專利名稱：一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，屬于冶金行業(yè)煉鋼技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
目前，鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)硅含量小于等于0.03%的低碳、鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，例如SPHC、 08A1等鋼種，通常采用鐵水爐外脫硫+轉(zhuǎn)爐冶煉+LF精煉+連鑄的生產(chǎn)工藝，這種生產(chǎn)工 藝最大的問(wèn)題是鋼中Si含量難以控制，由于鋼中含有一定的Al，在LF爐精煉還原過(guò)程中 極易產(chǎn)生回Si現(xiàn)象，造成成品Si含量超標(biāo)，采用背景技術(shù)工藝，鋼坯成分合格率僅能達(dá)到 83%-90%左右。中國(guó)專利申請(qǐng)200610166553. X、名稱為“低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)工藝”，公 開(kāi)了一種低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼的生產(chǎn)工藝，技術(shù)方案是以鐵水為原料，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹煉、轉(zhuǎn)爐 出鋼、吹氬站精煉、最后將鋼水送入小方坯連鑄機(jī)全程保護(hù)澆鑄即得到低碳低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼， 其中，所說(shuō)轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中，向經(jīng)脫氧合金化處理后的鋼水中加入包含有預(yù)熔精煉渣的復(fù) 合造渣材料進(jìn)行預(yù)造渣，控制熔渣堿度達(dá)到6. 0 8. 0 ；所說(shuō)吹氬站精煉包括在吹氬站內(nèi)進(jìn) 行以下步驟(1)深度脫氧以喂鋁線的方法對(duì)轉(zhuǎn)爐出鋼后的鋼水進(jìn)行脫氧，在脫氧時(shí)期 結(jié)束時(shí)控制鋼水中自由氧含量在2 5PPM之間，酸溶鋁在400 600PPM之間；(2)造渣精 煉加入螢石、鋁粒及電石進(jìn)行調(diào)渣操作，同時(shí)進(jìn)行強(qiáng)底吹氬攪拌，造渣結(jié)束時(shí)控制熔渣中 的氧化鐵和氧化錳的總含量不超過(guò)2%、三氧化二鋁含量在20 30%之間；(3)軟吹精煉采 用弱底吹氬攪拌進(jìn)行軟吹操作；(4)鈣處理通過(guò)喂絲機(jī)加入硅鈣包芯線，在鈣處理結(jié)束后 控制鋼水中殘余全鈣量達(dá)到30 40PPM。但是，上述工藝方法不適用于高爐含釩鐵水生產(chǎn) 硅含量小于等于0. 03%的低碳、鋁鎮(zhèn)靜鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，在生產(chǎn)過(guò)程中抑制回 硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，提高硅成分合格率，降低生產(chǎn)成本，解決背景技術(shù)中存在的上述 問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，高爐含釩鐵水進(jìn)入煉鋼工序前，先經(jīng)過(guò)提釩、 脫硅處理工序，煉鋼工序采用半鋼煉鋼，鋼水在擋渣出鋼及脫氧、合金化過(guò)程中加入低硅預(yù) 熔型復(fù)合精煉渣預(yù)脫氧，鋼水進(jìn)入LF精煉工位以后，不采用常規(guī)下電極加熱造白渣的方 式，而是采用扣蓋保溫、在吹氬攪拌的還原性氣氛下用鋁粉做脫氧劑迅速造白渣，隨后轉(zhuǎn)入 鈣處理和軟吹氬，在保證精煉質(zhì)量的前提下抑制了鋼水回硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，鋼水 軟吹氬結(jié)束后，進(jìn)入連鑄工序。含釩鐵水在提釩、脫硅處理的過(guò)程中，得到的半鋼Si含量< 0. 02%。低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣為本領(lǐng)域公知、公用的，半鋼經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉后，在擋渣出鋼過(guò) 程中隨鋼流均勻加入3-6kg/噸鋼低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣，進(jìn)行預(yù)精煉，出鋼結(jié)束后再向鋼包內(nèi)加入頂 渣lkg/噸鋼。鋼水出鋼過(guò)程中采用擋渣措施，渣層厚度小于50mm，防止出鋼大量下渣造成的精 煉回硅；出鋼時(shí)間要求大于5分鐘，出鋼的同時(shí)隨鋼流均勻加入3-6 kg/噸鋼低硅預(yù)熔型復(fù) 合精煉渣，利用出鋼過(guò)程中良好的動(dòng)力學(xué)條件，提前對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)精煉處理，低硅預(yù)熔型復(fù) 合精煉渣在出鋼1/4時(shí)開(kāi)始加入，出鋼至3/4時(shí)加入完成，出鋼結(jié)束后再向鋼包內(nèi)加入頂渣 lkg/噸鋼；出鋼后要求鋼水定氧< lOppm。鋼水在LF爐工位采用扣蓋保溫、吹氬攪拌、不下電極造白渣的精煉工藝即先使 用中等強(qiáng)度氬氣攪拌3分鐘，所說(shuō)的中等強(qiáng)度是指吹氬強(qiáng)度控制在液面產(chǎn)生強(qiáng)烈蠕動(dòng)但 不裸露鋼液面；同時(shí)向鋼包內(nèi)加入鋁粉l_2kg/噸鋼迅速造白渣；白渣形成后，降低吹氬強(qiáng) 度使渣液面保持蠕動(dòng)，繼續(xù)加入鋁粉保持白渣狀態(tài)，白渣保持8-12分鐘后對(duì)鋼液進(jìn)行鈣 處理，要求Ca/Al ^0. 1%，鈣處理后繼續(xù)扣蓋進(jìn)行軟吹氬操作，保持液面輕微蠕動(dòng)，軟吹氬 時(shí)間保持在12分鐘以上。在冶金反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行程度不僅和熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)條件有關(guān)，也和反應(yīng)物 的濃度關(guān)系密切，因此冶煉低碳、低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，鐵水要經(jīng)過(guò)提釩處理，提釩處理后得到 硅含量<0. 02%的半鋼，這樣就大幅降低了鋼渣中的二氧化硅含量，同時(shí)也減輕了擋渣出 鋼的難度和壓力。本發(fā)明的原理如下精煉回硅的原理精煉回硅的熱力學(xué)原理精煉過(guò)程溫度處 在1560°C 1600°C之間，由氧勢(shì)圖可知在還原性氣氛下由Si02形成的不穩(wěn)態(tài)化合物很容 易被Al置換還原出來(lái)；其化學(xué)反應(yīng)式為4[Al]+3(Si02) — 3 [Si]+2 (A1203)；精煉回硅的 動(dòng)力學(xué)條件LF精煉在底吹氬強(qiáng)烈攪拌作用下，增硅反應(yīng)的界面面積大大增加，為增硅反 應(yīng)提供了良好的動(dòng)力學(xué)條件，加快了(Si02)與[Al]的反應(yīng)速度，促進(jìn)了增硅。本發(fā)明通過(guò) 抑制精煉回硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，可以達(dá)到減少精煉回硅的目的，提高低硅含量低碳 鋁鎮(zhèn)靜鋼的硅成分合格率。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明針對(duì)常規(guī)LF電加熱精煉工藝生產(chǎn)低碳、低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼 因硅高造成的成分合格率低的問(wèn)題進(jìn)行了創(chuàng)新和改進(jìn)，其原理是在生產(chǎn)過(guò)程中采用特殊工 藝抑制鋼水回硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，使得低硅、低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼Si元素成分合格率達(dá)到 了 98%以上，由于省去了精煉電極加熱過(guò)程，具有低能耗、環(huán)保、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在實(shí)施例中，本發(fā)明具體方法，包括如下步驟
1、鐵水進(jìn)行提釩、脫硅處理
含釩鐵水經(jīng)過(guò)提釩處理，提釩的過(guò)程也去除了鐵水中的絕大部分硅元素，得到含硅量 (0. 02%的半鋼；
2、鋼水出鋼擋渣和加入低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣
鋼水出鋼過(guò)程中采用擋渣措施，要求渣層厚度小于50mm，防止出鋼大量下渣造成的精 煉回硅；出鋼時(shí)間要求大于5分鐘，出鋼的同時(shí)隨鋼流均勻加入3-6 kg/噸鋼低硅預(yù)熔型復(fù) 合精煉渣，利用出鋼過(guò)程中良好的動(dòng)力學(xué)條件，提前對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)精煉處理，復(fù)合精煉渣在 出鋼1/4時(shí)開(kāi)始加入，出鋼至3/4時(shí)加入完成，出鋼結(jié)束后再向鋼包內(nèi)加入頂渣lkg/噸鋼；出鋼后要求鋼水定氧< IOppm ；
3、精煉采用不下電極和扣蓋、軟吹氬精煉方法
鋼水進(jìn)入精煉站后喂鋁線調(diào)整鋼中酸溶鋁含量，然后扣蓋保溫并進(jìn)行吹氬攪拌；先 使用中等強(qiáng)度氬氣攪拌3分鐘，吹氬強(qiáng)度控制在液面產(chǎn)生較大蠕動(dòng)但不裸露鋼液面，同 時(shí)向鋼包內(nèi)加入鋁粉l_2kg/噸鋼迅速造白渣；白渣形成后，降低吹氬強(qiáng)度使渣液面保持 蠕動(dòng)，繼續(xù)加入鋁粉保持白渣狀態(tài)；白渣保持10分鐘左右后對(duì)鋼液進(jìn)行鈣處理，要求Ca/ Al ^ 0. 1%，鈣處理后繼續(xù)扣蓋進(jìn)行軟吹氬操作，保持液面微微蠕動(dòng)，軟吹氬時(shí)間保持在12 分鐘以上；
4、鋼水的保護(hù)澆注
鋼水精煉后進(jìn)入連鑄工序，進(jìn)行正常的保護(hù)澆注。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)SPHC、SPHT、出口低硅SS400等低硅、低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，按照 [Si] ( 0.03%的要求成分合格率超過(guò)98%，且質(zhì)量、性能與采用常規(guī)LF電加熱精煉方式生 產(chǎn)的鋼種相同。實(shí)施例1
生產(chǎn)鋼種SPHC，鐵水[C] 4.50%、[Si] 0.60%，鐵水溫度1230°C ；提釩后半鋼[C] 4.00%、[Si] 0.003%，鐵水溫度1330°C ；半鋼經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼后，鋼水[C] 0.02%、[Si] 0. 008%，Als 0. 02%，溫度1613°C ；鋼水進(jìn)入精煉站喂鋁線后，鋼水[C] 0. 02%、[Si] 0. 01%, Als 0.05%，溫度 1606°C ；精煉結(jié)束后，鋼水[C] 0. 04%、[Si] 0. 02%, Als 0. 045%，溫度 15760C ；鋼坯成品化學(xué)成分[C] 0.04%、[Si] 0. 020%, Als 0.040%。實(shí)施例2:
生產(chǎn)鋼種出口低硅SPHT1，鐵水[C] 4. 41%、[Si] 0. 50%，鐵水溫度1220°C ；提 釩后半鋼[C] 3.98%、[Si] 0.01%，鐵水溫度1336°C ；半鋼經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼后，鋼水[C] 0. 02%、[Si] 0. 005%, Als 0. 02%，溫度1608°C ；鋼水進(jìn)入精煉站喂鋁線后，鋼水[C] 0. 02%、 [Si] 0. 009%, Als 0. 05%，溫度 1600°C ；精煉結(jié)束后，鋼水[C] 0. 05%、[Si] 0. 01%, Als 0. 045%，溫度 15700C ；鋼坯成品化學(xué)成分[C] 0. 05%、[Si] 0. 010%, Als 0. 040%。實(shí)施例3:
生產(chǎn)鋼種出口低硅SS400，鐵水[C] 4. 96%、[Si] 0. 65%，鐵水溫度1218°C ；提 釩后半鋼[C] 4.25%、[Si] 0.006%，鐵水溫度1310°C ；半鋼經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼后，鋼水[C] 0. 04%、[Si] 0. 008%，Als 0. 03%，溫度1612°C ；鋼水進(jìn)入精煉站喂鋁線后，鋼水[C] 0. 04%、 [Si] 0.015%，Als 0. 035%，溫度 1604°C ；精煉結(jié)束后，鋼水[C] 0. 10%、[Si] 0. 03%, Als 0. 030%，溫度 15780C ；鋼坯成品化學(xué)成分[C] 0. 11%、[Si] 0. 03%, Als 0. 030%。
權(quán)利要求
1.一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，其特征在于高爐含釩鐵水進(jìn)入煉鋼工序 前，先經(jīng)過(guò)提釩、脫硅處理工序，煉鋼工序采用半鋼煉鋼，鋼水在擋渣出鋼及脫氧、合金化過(guò) 程中加入低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣預(yù)脫氧，鋼水進(jìn)入LF精煉工位以后，不采用常規(guī)下電極加 熱造白渣的方式，而是采用扣蓋保溫、在吹氬攪拌的還原性氣氛下用鋁粉做脫氧劑迅速造 白渣，隨后轉(zhuǎn)入鈣處理和軟吹氬，在保證精煉質(zhì)量的前提下抑制了鋼水回硅的熱力學(xué)和動(dòng) 力學(xué)條件，鋼水軟吹氬結(jié)束后，進(jìn)入連鑄工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，其特征在于半鋼經(jīng)轉(zhuǎn)爐 冶煉后，在擋渣出鋼過(guò)程中隨鋼流均勻加入3-6kg/噸鋼低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣，進(jìn)行預(yù)精 煉，出鋼結(jié)束后再向鋼包內(nèi)加入頂渣Ikg/噸鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，其特征在于鋼水出鋼過(guò) 程中采用擋渣措施，渣層厚度小于50mm，防止出鋼大量下渣造成的精煉回硅；出鋼時(shí)間要 求大于5分鐘，出鋼的同時(shí)隨鋼流均勻加入3-6 kg/噸鋼低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣，利用出鋼 過(guò)程中良好的動(dòng)力學(xué)條件，提前對(duì)鋼水進(jìn)行預(yù)精煉處理，低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣在出鋼1/4 時(shí)開(kāi)始加入，出鋼至3/4時(shí)加入完成，出鋼結(jié)束后再向鋼包內(nèi)加入頂渣Ikg/噸鋼；出鋼后要 求鋼水定氧< lOppm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述之低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，其特征在于所說(shuō) 的鋼水在LF爐工位采用扣蓋保溫、吹氬攪拌、不下電極造白渣的精煉工藝即先使用中等 強(qiáng)度氬氣攪拌3分鐘，所說(shuō)的中等強(qiáng)度是指吹氬強(qiáng)度控制在液面產(chǎn)生強(qiáng)烈蠕動(dòng)但不裸露 鋼液面；同時(shí)向鋼包內(nèi)加入鋁粉Ikg/噸鋼迅速造白渣；白渣形成后，降低吹氬強(qiáng)度使渣液 面保持蠕動(dòng)，繼續(xù)加入鋁粉保持白渣狀態(tài)，白渣保持8-12分鐘后對(duì)鋼液進(jìn)行鈣處理，要求 Ca/Al ^ 0. 1%，鈣處理后繼續(xù)扣蓋進(jìn)行軟吹氬操作，保持液面輕微蠕動(dòng)，軟吹氬時(shí)間保持在 12分鐘以上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低硅含量的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼冶煉方法，屬于冶金行業(yè)煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是高爐含釩鐵水進(jìn)入煉鋼工序前，先經(jīng)過(guò)提釩、脫硅處理工序，煉鋼工序采用半鋼煉鋼，鋼水在擋渣出鋼及脫氧、合金化過(guò)程中加入低硅預(yù)熔型復(fù)合精煉渣預(yù)脫氧，鋼水進(jìn)入LF精煉工序以后，不采用常規(guī)下電極加熱造白渣的方式，而是采用扣蓋保溫、在吹氬攪拌的還原性氣氛下用鋁粉做脫氧劑迅速造白渣，隨后轉(zhuǎn)入鈣處理和軟吹氬，在保證精煉質(zhì)量的前提下抑制了鋼水回硅的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，鋼水軟吹氬結(jié)束后，進(jìn)入連鑄工序。本發(fā)明使得低硅、低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼Si元素成分合格率達(dá)到了98%以上，由于省去了精煉電極加熱過(guò)程，具有低能耗、環(huán)保、生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C21C7/00GK102134628SQ20111005187
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者張興利, 徐立山, 梁新維, 王保華, 白瑞國(guó), 趙徹, 高海 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司