一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法

摘要

本发明涉及一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，属于冶金行业炼钢技术领域。技术方案是：按照以下步骤操作：（1）转炉终点碳控制在0.025wt%~0.045wt%，转炉终点氧≤0.065wt%，钢水硫含量≤0.01wt%，转炉终点温度1630℃~1650℃；（2）LF精炼钢包采用高铝质钢包，炉渣成分：CaO 45～55％，Al2O3 35～40％，SiO2 3～8％，MgO≤5％，碱度CaO/SiO2数值为5‑15；（3）连铸中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，浇注过程中采用塞棒吹氩和塞棒抖动功能。本发明的有益效果是：能够彻底取消精炼过程中的钙处理环节，同时改善浇注效果，实现稳定浇注。

权利要求

1.一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，其特征在于：按照以下步骤进行操作：

（1）转炉：转炉终点碳控制在0.025wt%～0.045wt%之间，转炉终点氧≤0.065wt%，钢水硫含量≤0.01wt%，转炉终点温度1630℃～1650℃，在转炉出钢过程中加入小粒石灰，加入精炼所需的锰铁和铝块，采用前后挡渣，保证转炉下渣量≤3kg/t；

（2）LF精炼：LF精炼钢包采用高铝质钢包，精炼过程中造精炼白渣，炉渣成分：CaO 45～

55％，Al2O3 35～40％，SiO2 3～8％，MgO≤5％，碱度CaO/SiO2数值为5‑15，精炼结束后钢包钢液不进行静吹，直接出钢，精炼总时间控制在40min以内；高铝质钢包各成分的质量百分含量为：Al2O3≥87%，SiO2≤10%，MgO≤1.0%，C≤8%；

（3）连铸：连铸中间包工作层、塞棒全部为无镁材质，MgO≤1.0%；中间包覆盖剂为无镁材质，中间包覆盖剂中MgO含量≤5.0%；浇注过程中采用塞棒吹氩操作并开启塞棒抖动功能，塞棒吹氩流量≥2L/min，中间包上水口氩气流量≥4L/min；塞棒抖动频率≥200rpm，抖动幅度0.5mm‑2mm；

所述低碳铝镇静钢的成分质量百分比控制范围为：C：0.015% 0.055％，Si：≤0.010％，~Mn：0.08～0.25％，P≤0.020％，S≤0.01％，Alt：0.015～0.045％，余量为铁和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，钢包钢液中AlS按下限控制，质量百分含量0.015%‑0.035%之间。

说明书

一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，属于冶金行业炼钢工艺技术领域。

背景技术

[0002] 目前，国内大部分钢铁企业采用“BOF‑LF‑CC”工艺生产低碳铝镇静钢，该工艺的关键环节为：在LF精炼处理过程中必须对钢水采用钙处理，以控制合适的钙铝比，生成低熔点液态铝酸盐，促进夹杂物上浮，提高钢液的可浇性，防止水口堵塞或塞棒“长棒”。但在实际生产中，由于钢包渣厚、打钙线角度以及钢包底吹砖透气性等差异，导致钙的收得率很不稳定，钙过量或钙不足的情况时有发生。另外，在冶炼温度下大部分钙残留在钢液中主要存在形式如下：(1)氧化物夹杂，固态钙铝酸盐(CA6，CA2，CA)；(2)钢水中CaS夹杂，而这些钙的存在形式易造成水口堵塞或塞棒上长，影响和限制连铸生产效率；并且钢水中高熔点铝酸钙夹杂物，影响了钢板的成型性能，易发生冷弯开裂。因此，如何提升“BOF‑LF‑CC”工艺生产的低碳铝镇静钢的可浇性能成为各钢铁企业研究的重点。

[0003] 申请号为201810094830  .3的中国专利申请，公开了“一种免钙处理镇静洁净钢生产工艺”，该工艺通过将铁水硫含量控制在0.02%以下、转炉终点氧＜600ppm、LF精炼进站钢液铝含量以及钢液温度≥1550℃，控制精炼渣成分和静吹时间保证在20‑30min之间等措施，来取消钙处理工艺，但该方法在实施过程中浇注效果较差，且塞棒上长严重，无法实现稳定浇注的目的。

[0004] 因此，如何有效的实施低碳铝镇静钢免钙处理工艺，彻底取消精炼过程中的钙处理环节，同时改善钢液的可浇性，减少塞棒上长成为各钢铁企业生产控制的技术难点。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，能够有效的实施低碳铝镇静钢免钙处理工艺，彻底取消精炼过程中的钙处理环节，同时改善浇注效果，实现稳定浇注，解决背景技术中存在的问题。

[0006] 本发明的技术方案是：

[0007] 一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，按照以下步骤进行操作：

[0008] （1） 转炉终点碳控制在0.025wt% 0.045wt%之间，转炉终点氧≤0.065wt%，钢水硫~含量≤0.01wt%，转炉终点温度1630℃ 1650℃，在转炉出钢过程中采用前后挡渣，保证转炉~
下渣量≤3kg/t；

[0009] （2）LF精炼：LF精炼钢包采用高铝质钢包，精炼过程中造精炼白渣，炉渣成分：CaO 45～55％，Al2O3 35～40％，SiO2 3～8％，MgO ≤5％，碱度CaO/SiO2数值为5‑15，精炼结束后钢包钢液不进行静吹，直接出钢，精炼总时间控制在40min以内；

[0010] （3）连铸中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，浇注过程中采用塞棒吹氩和塞棒抖动功能。

[0011] 所述步骤（2）中，高铝质钢包各成分的质量百分含量为：Al2O3≥87%，SiO2≤10%，MgO≤1.0%，C≤8%。

[0012] 所述步骤（2）中，钢包钢液中AlS按下限控制，质量百分含量0.015%‑0.035%之间。

[0013] 所述步骤（3）中，中间包工作层、中间包塞棒均为无镁材质，MgO≤1.0%；中间包覆盖剂中MgO含量≤5.0%，浇注过程中采用塞棒吹氩操作，吹氩流量≥2L/min，中间包上水口氩气流量≥4L/min；塞棒抖动频率≥200rpm，抖动幅度0.5mm‑2mm。

[0014] 上述改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，低碳铝镇静钢的成分质量百分比控制范围为：C：0.015% 0.055％，Si：≤0.010％，Mn：0.08～0.25％，P≤0.020％，S≤~0.01％，Alt：0.015～0.045％，余量为铁和不可避免的杂质。

[0015] 技术原理如下：

[0016] 低碳铝镇静钢钢液中的Als在钢包或中间包内会与耐材中的MgO发生如下反应：

[0017] 4MgO(s) + 2[Al] = 3[Mg] + MgAl2O4(s)             （1）

[0018] [Mg] + [O] + Al2O3(s) = MgAl2O4(s)               （2）

[0019] [Mg] + 2[Al] + 4 [O] = MgAl2O4(s)                 （3）

[0020] 反应（1）、（2）、（3）产生的MgAl2O4夹杂会吸附在塞棒或上水口碗部，导致塞棒上长，影响钢液的可浇性，为此，在实施过程中需要控制顶渣、钢包耐材、中间包耐材以及塞棒中的MgO含量，以及钢液中的Als含量防止MgAl2O4夹杂生成，另外，在浇注过程中，通过塞棒的高频抖动和塞棒、中间包上水口吹氩功能，使生成的MgAl2O4夹杂无法粘附在塞棒或水口碗部，达到改善钢液可浇性的目的。

[0021] 本发明的有益效果是：与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

[0022] （1）本发明彻底解决了低碳铝镇静钢取消钙处理工艺后，在连铸浇注过程中发生塞棒上长、浸入式水口碗部结瘤的技术性难题，避免了钙处理过程中钢液增氮的风险；

[0023] （2）由于该方法取消了钙处理环节，缩短钢包软吹时间5‑10min，LF精炼处理时间缩短10‑20min，过程温降减少10‑15℃；

[0024] （3）该方法避免了钙处理过程中导致的环境污染问题，节约钙处理成本5‑8元/吨钢，利于企业产品竞争力的稳定提升。

附图说明

[0025] 图1 实例1浇注过程中塞棒及结晶器液面波动曲线；

[0026] 图2 实例2浇注过程中塞棒及结晶器液面波动曲线；

[0027] 图3 实例3浇注过程中塞棒及结晶器液面波动曲线。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图，通过实例对本发明作进一步说明。

[0029] 一种改善免钙处理低碳铝镇静钢浇注稳定性的方法，按照以下步骤进行操作：

[0030] （1）转炉终点碳控制在0.025wt% 0.045wt%之间，转炉终点氧≤0.065wt%，钢水硫~含量≤0.01wt%，转炉终点温度1630℃ 1650℃，在转炉出钢过程中采用前后挡渣，保证转炉~
下渣量≤3kg/t；

[0031] （2）LF精炼：LF精炼钢包采用高铝质钢包，精炼过程中造精炼白渣，炉渣成分：CaO 45～55％，Al2O3 35～40％，SiO2 3～8％，MgO ≤5％，碱度CaO/SiO2数值为5‑15，精炼结束后钢包钢液不进行静吹，直接出钢，精炼总时间控制在40min以内；

[0032] （3）连铸中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，浇注过程中采用塞棒吹氩和塞棒抖动功能。

[0033] 以下为260吨转炉生产低碳低硅铝镇静钢AD0540E1的控制过程，该钢种各成分的质量百分含量：C:0.015%‑0.055%，Si：≤0.03%，Mn：0.12% 0.25%，P：≤0.02%，S：≤0.01%，~Als：0.015 0.45%。
~

[0034] 实施例1

[0035] （1） 生产该钢种前钢包采用高铝质钢包，钢包中的MgO含量为0.89%，中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，中间包、塞棒中的MgO含量为0.84%，中间包覆盖剂中MgO含量为4.3%；

[0036] （2） 转炉终点碳含量为0.025%，转炉终点氧650ppm，钢水硫含量0.008%，转炉终点温度1650℃，在转炉出钢过程中采用前后挡渣模式，防止钢包下渣，钢包下渣量2.3kg/t，出钢过程中开底吹氩气进行搅拌，出钢1/4时加入小粒石灰500kg，铝块650kg，高碳锰铁150kg；

[0037] （3） LF精炼过程中加石灰1500kg，铝块100kg，萤石100kg，高碳锰铁80kg，精炼20min时，钢包顶渣成分为CaO：50％；Al2O3：37％；SiO2：4.4％；MgO :4.5％，碱度CaO/SiO2数值为11.4，精炼30min时温度、成分满足冶炼要求，钢液中AlS质量百分含量为0.035%，停止精炼；

[0038] （4） 连铸机浇注过程中塞棒采用吹氩操作，吹氩流量2L/min，中间包上水口氩气流量4L/min，塞棒抖动频率200rpm，抖动幅度0.5mm；

[0039] （5） 整炉浇注结束塞棒无上长，浇注过程平稳，塞棒及结晶器液面波动曲线如图1所示。

[0040] 实施例2

[0041] （1） 生产该钢种前钢包采用高铝质钢包，钢包中的MgO含量为0.91%，中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，中间包、塞棒中的MgO含量为0.94%，中间包覆盖剂中MgO含量为4.7%；

[0042] （2） 转炉终点碳含量为0.035%，转炉终点氧550ppm，钢水硫含量0.007%，转炉终点温度1630℃，在转炉出钢过程中采用前后挡渣模式，防止钢包下渣，钢包下渣量2.7kg/t，出钢过程中开底吹氩气进行搅拌，出钢1/4时加入小粒石灰600kg，铝块500kg，中碳锰铁200kg；

[0043] （3） LF精炼过程中加石灰1200kg，铝块151kg，萤石50kg，中碳锰铁50kg，精炼25min时，钢包顶渣成分为CaO：47％；Al2O3：40％；SiO2：6.1％；MgO :4.7％，碱度CaO/SiO2数值为7.7，精炼35min时温度、成分满足冶炼要求，钢液中AlS质量百分含量为0.025%，停止精炼；

[0044] （4） 连铸机浇注过程中塞棒采用吹氩操作，吹氩流量2.5L/min，中间包上水口氩气流量5L/min，塞棒抖动频率250rpm，抖动幅度1.5mm；

[0045] （5） 整炉浇注结束塞棒无上长，浇注过程平稳，塞棒及结晶器液面波动曲线如图2所示。

[0046] 实施例3

[0047] （1） 生产该钢种前钢包采用高铝质钢包，钢包中的MgO含量为0.79%，中间包、塞棒、中间包覆盖剂全部为无镁质材料，中间包、塞棒中的MgO含量为0.76%，中间包覆盖剂中MgO含量为4.2%；

[0048] （2） 转炉终点碳含量为0.045%，转炉终点氧400ppm，钢水硫含量0.006%，转炉终点温度1640℃，在转炉出钢过程中采用前后挡渣模式，防止钢包下渣，钢包下渣量2.4kg/t，出钢过程中开底吹氩气进行搅拌，出钢1/4时加入小粒石灰700kg，铝块400kg，低碳锰铁150kg；

[0049] （3） LF精炼过程中加石灰1350kg，铝块100kg，萤石50kg，低碳锰铁65kg，精炼25min时，钢包顶渣成分为CaO：54％；Al2O3：35％；SiO2：5.5％；MgO :4.5％，碱度CaO/SiO2数值为9.8，精炼30min时温度、成分满足冶炼要求，钢液中AlS质量百分含量为0.015%，停止精炼；

[0050] （4） 连铸机浇注过程中塞棒采用吹氩操作，吹氩流量3L/min，中间包上水口氩气流量4.5L/min，塞棒抖动频率250rpm，抖动幅度2mm；

[0051] （5）整炉浇注结束塞棒无上长，浇注过程平稳，塞棒及结晶器液面波动曲线如图3所示。