CN102010926A - 一种中高碳钢的冶炼生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钢的生产工艺，是一种中高碳钢的冶炼生产工艺，在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；硅铝钙合金加入量为3Kg/吨钢；低熔点合成渣加入量为5Kg/吨钢；合金化合金加入量为：高碳FeMn为7～10.5Kg/吨钢，FeSi为3.5Kg吨钢；出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间不少于8分钟。本发明可以替代中高C钢LF精炼处理工序，解决炼钢快节奏生产中精炼处理能力不足问题。

Description

一种中高碳钢的冶炼生产工艺
技术领域
本发明涉及一种钢的生产工艺，具体的说是一种中高碳钢的冶炼生产工艺。
背景技术
现有技术中生产中高C钢的冶炼生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢至1/3(整个出钢时间的1/3)时脱氧合金化→出钢至2/3(整个出钢时间的2/3)所有脱氧合金化合金加完(不加低熔点合成渣)--LF精炼吹Ar-连铸浇钢，其中出钢脱氧合金化顺序：合金化合金→脱氧合金(硅铝钙合金)。现有技术中该生产方法存在的弊端是：合金化合金中的硅、锰参与脱氧反应，生成较多的硅酸盐夹杂，且不易去除，另外若LF精炼能力不足，将会严重制约产品质量的提升及品种钢批量生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种中高碳钢的冶炼生产工艺，可以替代中高C钢LF精炼处理工序，解决炼钢快节奏生产中精炼处理能力不足问题，且钢水质量满足最终性能要求。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：
一种中高碳钢的冶炼生产工艺，其生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢脱氧合金化--吹Ar站处理—连铸浇注；
转炉冶炼：金属料入炉→供氧气吹炼→吹炼过程加石灰、返矿、白云石造渣→终点P、S达到所冶炼钢种要求→转炉出钢到钢包。
出钢脱氧合金化顺序为：在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；硅铝钙合金加入量为3～4Kg/吨钢；低熔点合成渣加入量为5～7Kg/吨钢；合金化合金加入量为：高碳FeMn为7～10.5Kg/吨钢，FeSi为3～5Kg/吨钢；
吹Ar站处理顺序为：出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间8～15分钟。
连铸浇注：钢包钢水→连铸中间包→连铸结晶器→冷却水冷却→合格铸坯。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的中高碳钢的冶炼生产工艺，出钢结束后钢水吹Ar过程控制为：先对钢水搅拌3～4分钟吹Ar，之后停止搅拌吹Ar 5～10分钟，以保证钢渣充分反应及脱氧产物充分上浮。
前述的中高碳钢的冶炼生产工艺，连铸浇注工序中：钢水上连铸机时游离氧控制在15～30ppm。
前述的中高碳钢的冶炼生产工艺，低熔点合成渣按重量百分比由以下组分组成，见表1：
表1
  化学成分％   SiO2   ∑(M)   CaO   Al2O3   MgO   H2O
  合成渣洗   ≤8   8～12   45～55   25～35   ≤5   ≤0.5
∑(M)是金属总量。
前述的中高碳钢的冶炼生产工艺，硅铝钙合金按重量百分比由以下组分组成，见表2：
表2
  化学成分％   Si   Ca   Al   Fe
  SiAlCa   14～20   17～25   25～33   余量
前述的中高碳钢的冶炼生产工艺，合金化合金中，高碳FeMn按重量百分比由以下组分组成，见表3：
表3
  化学成分％   Mn   C   Fe
  高碳FeMn   43～70   ≤57   余量
合金化合金中，FeSi按重量百分比由以下组分组成，见表4：
表4
  化学成分％   Si   Fe
  FeSi   72～80   余量
低熔点合成渣、硅铝钙合金和合金化合金的成分控制，以保证能达到该钢种钢水要求的洁净度，钢水质量满足最终性能要求，铸坯中夹杂物等级检测可达到1.0级以下
本发明的优点是：本发明在转炉放钢前期加入合成渣，通过出钢过程冲击功及出钢过程强吹Ar搅拌功使合成渣在钢水中形成乳滴，提高捕捉脱氧产物的能力，合成渣在上浮过程吸附夹杂、聚合长大达到净化钢水的作用。通过本发明可以替代中高C钢LF精炼处理工序，解决炼钢快节奏生产中精炼处理能力不足问题，且节能减排，生产中高C钢种夹杂物等级控制在1.5级以内，能达到该钢种钢水要求的洁净度，钢水质量满足最终性能要求，铸坯中夹杂物等级检测可达到1.0级以下。
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种中高碳钢的冶炼生产工艺，其生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢脱氧合金化--吹Ar站处理—连铸浇注.
转炉冶炼：金属料入炉→供氧气吹炼→吹炼过程加石灰、返矿、白云石造渣→终点P、S达到所冶炼钢种要求→转炉出钢到钢包。
出钢脱氧合金化顺序为：在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；硅铝钙合金加入量为3Kg/吨钢；低熔点合成渣加入量为5Kg/吨钢；合金化合金加入量为：高碳FeMn为7Kg/吨钢，FeSi为3Kg/吨钢。
低熔点合成渣按重量百分比由以下组分组成，见表5：
表5
  化学成分％   SiO2  ∑(M)   CaO   Al2O3   MgO   H2O
  合成渣洗   8  8   53.5   25   5   0.5
硅铝钙合金按重量百分比由以下组分组成，见表6：
表6
  化学成分％   Si   Ca   Al   Fe
  SiAlCa   14   17   33   余量
合金化合金中，高碳FeMn按重量百分比由以下组分组成，见表7：
表7
  化学成分％   Mn   C   Fe
  高碳FeMn   43   55   余量
合金化合金中，FeSi按重量百分比由以下组分组成，见表8：
表8
  化学成分％   Si   Fe
  FeSi   72   余量
吹Ar站处理顺序为：出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间8分钟，吹Ar过程控制为：先对钢水搅拌3分钟吹Ar，之后停止搅拌吹Ar 5分钟，以保证钢渣充分反应及脱氧产物充分上浮。
连铸浇注：钢包钢水→连铸中间包→连铸结晶器→冷却水冷却→合格铸坯，连铸浇注工序中钢水上连铸机时游离氧控制在15ppm。
实施例二
本实施例是一种中高碳钢的冶炼生产工艺，其生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢脱氧合金化--吹Ar站处理—连铸浇注。
转炉冶炼：金属料入炉→供氧气吹炼→吹炼过程加石灰、返矿、白云石造渣→终点P、S达到所冶炼钢种要求→转炉出钢到钢包。
出钢脱氧合金化顺序为：在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；硅铝钙合金加入量为3.5Kg/吨钢；低熔点合成渣加入量为6Kg/吨钢；合金化合金加入量为：高碳FeMn为9Kg/吨钢，FeSi为4Kg/吨钢。
低熔点合成渣按重量百分比由以下组分组成，见表9：
表9
  化学成分％   SiO2  ∑(M)   CaO   Al2O3   MgO   H2O
  合成渣洗   7  10   48.7   30   4   0.3
硅铝钙合金按重量百分比由以下组分组成，见表2：
表10
  化学成分％   Si   Ca   Al   Fe
  SiAlCa   18   20   30   余量
合金化合金中，高碳FeMn按重量百分比由以下组分组成，见表3：
表11
  化学成分％   Mn   C   Fe
  高碳FeMn   55   40   余量
合金化合金中，FeSi按重量百分比由以下组分组成，见表4：
表12
  化学成分％   Si   Fe
  FeSi   78   余量
吹Ar站处理顺序为：出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间12分钟，吹Ar过程控制为：先对钢水搅拌3.5分钟吹Ar，之后停止搅拌吹Ar8分钟，以保证钢渣充分反应及脱氧产物充分上浮。
连铸浇注：钢包钢水→连铸中间包→连铸结晶器→冷却水冷却→合格铸坯，连铸浇注工序中钢水上连铸机时游离氧控制在22ppm。
实施例三
本实施例是一种中高碳钢的冶炼生产工艺，其生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢脱氧合金化--吹Ar站处理—连铸浇注。
转炉冶炼：金属料入炉→供氧气吹炼→吹炼过程加石灰、返矿、白云石造渣→终点P、S达到所冶炼钢种要求→转炉出钢到钢包。
出钢脱氧合金化顺序为：在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；硅铝钙合金加入量为4Kg/吨钢；低熔点合成渣加入量为7Kg/吨钢；合金化合金加入量为：高碳FeMn为10.5Kg/吨钢，FeSi为5Kg/吨钢。
低熔点合成渣按重量百分比由以下组分组成，见表13：
表13
  化学成分％   SiO2  ∑(M)   CaO   Al2O3   MgO   H2O
  合成渣洗   5  12   55   26.9   1   ≤0.1
硅铝钙合金按重量百分比由以下组分组成，见表14：
表14
  化学成分％   Si   Ca   Al   Fe
  SiAlCa   20   25   33   余量
合金化合金中，高碳FeMn按重量百分比由以下组分组成，见表15：
表15
  化学成分％   Mn   C   Fe
  高碳FeMn   70   29   余量
合金化合金中，FeSi按重量百分比由以下组分组成，见表16：
表16
  化学成分％   Si   Fe
  FeSi   80   余量
吹Ar站处理顺序为：出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间15分钟，吹Ar过程控制为：先对钢水搅拌4分钟吹Ar，之后停止搅拌吹Ar 10分钟，以保证钢渣充分反应及脱氧产物充分上浮。
连铸浇注：钢包钢水→连铸中间包→连铸结晶器→冷却水冷却→合格铸坯，连铸浇注工序中钢水上连铸机时游离氧控制在30ppm。
本发明还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：其生产工艺路线为：转炉冶炼—出钢脱氧合金化--吹Ar站处理—连铸浇注；
所述出钢脱氧合金化顺序为：在整个出钢时间的1/10时开始依次加入硅铝钙合金，低熔点合成渣和合金化合金，在整个出钢时间的2/3时所有合金加完；所述硅铝钙合金加入量为3～4Kg/吨钢；所述低熔点合成渣加入量为5～7Kg/吨钢；所述合金化合金加入量为：高碳FeMn为7～10.5Kg/吨钢，FeSi为3～5Kg/吨钢；
所述吹Ar站处理顺序为：出钢过程全程吹Ar，以促使低熔点合成渣形成乳滴分散到钢水中；出钢结束后钢水吹Ar，吹Ar时间8～15分钟。
2.如权利要求1所述的中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：出钢结束后钢水吹Ar过程控制为：先对钢水搅拌3～4分钟吹Ar，之后停止搅拌吹Ar 5～10分钟，以保证钢渣充分反应及脱氧产物充分上浮。
3.如权利要求1所述的中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：所述连铸浇注工序中：钢水上连铸机时游离氧控制在15～30ppm。
4.如权利要求1或2或3所述的中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：所述低熔点合成渣按重量百分比由以下组分组成：SiO2：≤8％，∑(M)：8～12％，CaO：45～55％，Al2O3：25～35％，MgO：≤5％，H2O：≤0.5％。
5.如权利要求1或2或3所述的中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：所述硅铝钙合金按重量百分比由以下组分组成：Si：14～20％，Ca：17～25％，Al：25～33％，Fe：余量。
6.如权利要求1或2或3所述的中高碳钢的冶炼生产工艺，其特征在于：所述合金化合金中，高碳FeMn按重量百分比由以下组分组成：Mn：43～70％，C：≤57％，Fe：余量；所述合金化合金中，FeSi按重量百分比由以下组分组成：Si：72～80％，Fe：余量。
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