CN102676727A

CN102676727A - 低硅钢冶炼硅含量控制工艺

Info

Publication number: CN102676727A
Application number: CN2012101803840A
Authority: CN
Inventors: 蔡可森; 王攀峰; 周桂成; 孟令东; 陈德胜; 吴国平; 王永瑞
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: CN102676727B

Abstract

本发明属于冶金领域的一种炼钢工艺，涉及低硅品种钢防止冶炼过程增硅和稳定控制钢水终点硅含量的工艺，通过转炉吹炼终点精准的成分和温度控制，出钢脱氧合金化和留氧操作，精炼炉前期留氧化渣升温，过程脱氧、脱硫造渣工艺的优化，使整个冶炼过程钢水增[Si]小于0.02%，冶炼终点成分控制稳定精确，铸坯表面和内部质量优良，减少铸坯改判率，提高经济效益。

Description

低硅钢冶炼硅含量控制工艺

技术领域

本发明属于冶金领域的炼钢工艺，涉及一种低硅钢冶炼硅含量控制工艺，具体的说涉及低硅品种钢防止冶炼过程增硅和稳定控制钢水终点硅含量的工艺。

背景技术

由于钢中硅元素对钢板的涂镀性能有着重要影响，一般认为钢中[Si]超过0.04%时，高温涂镀原板表面形成的氧化膜很难被充分还原，涂镀后表面生成很厚的灰白色镀层，其粘附性能较差。目前转炉吹炼终点钢水中的硅含量基本上是痕迹([Si]﹤0.001%)，转炉渣中(Si02)含量在10%～20%之间，出钢挡渣不好，以及造渣料、铁合金不可避免带入一定量的硅，导致钢包顶渣硅含量富集，在后续钢水脱氧、造渣脱硫去夹杂精炼时，钢包顶渣中的(Si02)很容易被铝等强还原剂还原成[Si]进入钢水，引起钢水增硅，这就使得生产低硅钢时，钢水的脱氧、脱硫、造渣夹杂物控制和增硅现象矛盾，防止整个冶炼过程增硅成为冶炼低硅品种钢的瓶颈。为了突破这个限制性瓶颈环节，开发一种防止冶炼过程增硅及连铸终点硅含量稳定的控制工艺，是急需解决的一个问题，特别是对于连续多炉次浇注硅含量小于0.03%的低硅钢，会出现由于硅含量控制不稳定导致的断浇和铸坯改判等一系列问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种低硅钢冶炼硅含量控制工艺，防止冶炼过程增硅小于0.02%，稳定控制钢水终点[Si]﹤0.03%，钢水终点成分控制精确，铸坯表面和内部质量优良。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

低硅钢冶炼硅含量控制工艺，包括：

转炉冶炼工艺：

①深脱硫操作：入炉铁水经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]≤0.002%；

②终点操作：提高一次拉碳命中率，避免点吹，防止钢水过氧化，通过对转炉终点碳的控制来控制钢中的氧，在满足LF增碳量的条件下尽可能地提高转炉出钢碳，终点[C]含量控制在0.06%～0.10%，[O] 含量控制在≤0.050%，出钢温度大于1640～1680℃，避免精炼炉频繁的加热升温过程中回硅；

③挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t，防止转炉高硅渣中的硅进入钢水；

④留氧操作：出钢过程采用锰铝弱脱氧，控制到精炼炉钢水中[O]在80～150ppm，避免转炉出钢强脱氧而导致回硅；

精炼炉冶炼工艺：

㈠转炉出钢[S]符合钢种硫要求时精炼工艺：

当转炉出钢[S] 符合钢种硫要求时，精炼炉仅需对成分、温度进行微调和夹杂物的上浮去除，LF炉前期6～10min进行留氧加热，一次性升温到目标温度，减少下电极加热次数，喂铝线一次脱氧增铝到位，防止频繁升温和脱氧引起增硅；

㈡转炉出钢[S]大于钢种硫要求时精炼工艺：

LF炉处理前期留氧加热升温6～10min，加热时底吹氩气控制200～400Nl/min，升到合适的温度1580～1595℃后，一次性升温到目标温度，用铝丝和铝粉对渣进行扩散脱氧，铝丝加入量吨钢小于1Kg，同时根据渣况加石灰、萤石进行造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于4 Kg，渣颜色变为灰色和灰绿色即可，脱硫过程压气流量350～500Nl/min，一次性喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，调温要以尽可能缩短加热时间和减少加热次数为原则，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅大于12min，软搅氩气流量10～60Nl/min。

这样，通过转炉出钢高温留氧操作，炉后脱氧优化，精炼炉前期留氧升温，精炼过程脱氧、脱硫造渣和底吹氩气工艺的优化；通过对转炉终点精准的成分碳氧控制，挡渣出钢操作、出钢留氧，精炼炉升温、脱氧、脱硫造渣和底吹氩气工艺的优化；冶炼过程对温度、脱氧造渣、氩气底吹进行优化；防止冶炼过程增硅小于0.02%，稳定控制钢水终点[Si]﹤0.03%，钢水终点成分控制精确，铸坯表面和内部质量优良，实现了低硅钢冶炼过程钢水[Si]含量稳定控制。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的低硅钢冶炼硅含量控制工艺，所留氧操作中，合金及渣料加入顺序：石灰→高碳锰铁→铝块，碳粉随合金加入，适当增加转炉出钢过程加入的石灰量，石灰量增加至5kg/t钢，提前形成高碱度顶渣，稀释钢包顶渣，进一步降低钢包顶渣中SiO2的活度，最终减少SiO2还原成为硅元素的源动力。

本发明的有益效果是：本发明成功解决了低硅品种钢冶炼过程增硅的控制难点，特别是保证连续浇注炉次时，冶炼过程稳定控制增硅小于0.02%，终点硅含量稳定控制在0.03%以下水平。本发明稳定提高了低硅钢终点成分命中率，减少铸坯改判率，从而降低了低硅钢的生产成本，大幅度提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例的低硅钢冶炼硅含量控制工艺流程如图1所示，包括：

转炉冶炼工艺：

①深脱硫操作：入炉铁水经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]0.002%；控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担，防止强还原气氛，长时间精炼等因素，还原钢包顶渣中的硅，导致钢水回硅；

②终点操作：提高一次拉碳命中率，避免点吹，防止钢水过氧化，通过对转炉终点碳的控制来控制钢中的氧，在满足LF增碳量的条件下尽可能地提高转炉出钢碳，终点[C]含量控制在0.06%，[O] 含量控制在0.050%，出钢温度大于1640℃，避免精炼炉频繁的加热升温过程中回硅；

③挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量2kg/t，防止转炉高硅渣中的硅进入钢水；

④留氧操作：出钢过程采用锰铝弱脱氧，控制到精炼炉钢水中[O]在80ppm，避免转炉出钢强脱氧而导致回硅；合金及渣料加入顺序：石灰→高碳锰铁→铝块，碳粉随合金加入，适当增加转炉出钢过程加入的石灰量，石灰量增加至5kg/t钢，提前形成高碱度顶渣，稀释钢包顶渣，进一步降低钢包顶渣中SiO2的活度，最终减少SiO2还原成为硅元素的源动力。

精炼炉冶炼工艺：

㈠转炉出钢[S]符合钢种硫要求时精炼工艺：

当转炉出钢[S] 符合钢种硫要求时，精炼炉仅需对成分、温度进行微调和夹杂物的上浮去除，LF炉前期6min进行留氧加热，一次性升温到目标温度，减少下电极加热次数，喂铝线一次脱氧增铝到位，防止频繁升温和脱氧引起增硅；工艺： LF留氧升温→定氧、测温取样→喂铝线脱钢水氧、补铝→微调成分→小氩气搅拌3分钟→定氧、测温取样→喂铝线补铝→软搅拌15min→连铸。

（2）转炉出钢[S]大于钢种硫要求时精炼工艺：

LF炉处理前期留氧加热升温6min，加热时底吹氩气控制200Nl/min，升到合适的温度1580℃后，一次性升温到目标温度，用铝丝和铝粉对渣进行扩散脱氧，铝丝加入量吨钢0.8Kg，同时根据渣况加石灰、萤石进行造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于3.6Kg，渣颜色变为灰色和灰绿色即可，脱硫过程压气流量350 Nl/min，一次性喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，调温要以尽可能缩短加热时间和减少加热次数为原则，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅13min，软搅氩气流量10Nl/min。

实施例2

转炉冶炼工艺：

①深脱硫操作：入炉铁水经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S] 0.0015%；控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担，防止强还原气氛，长时间精炼等因素，还原钢包顶渣中的硅，导致钢水回硅；

②终点操作：提高一次拉碳命中率，避免点吹，防止钢水过氧化，通过对转炉终点碳的控制来控制钢中的氧，在满足LF增碳量的条件下尽可能地提高转炉出钢碳，终点[C]含量控制在0.08%，[O] 含量控制在0.040%，出钢温度大于1660℃，避免精炼炉频繁的加热升温过程中回硅；

③挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量1.5kg/t，防止转炉高硅渣中的硅进入钢水；

④留氧操作：出钢过程采用锰铝弱脱氧，控制到精炼炉钢水中[O]在100ppm，避免转炉出钢强脱氧而导致回硅；合金及渣料加入顺序：石灰→高碳锰铁→铝块，碳粉随合金加入，适当增加转炉出钢过程加入的石灰量，石灰量增加至5kg/t钢，提前形成高碱度顶渣，稀释钢包顶渣，进一步降低钢包顶渣中SiO2的活度，最终减少SiO2还原成为硅元素的源动力。

精炼炉冶炼工艺：

㈠转炉出钢[S]符合钢种硫要求时精炼工艺：

当转炉出钢[S] 符合钢种硫要求时，精炼炉仅需对成分、温度进行微调和夹杂物的上浮去除，LF炉前期8min进行留氧加热，一次性升温到目标温度，减少下电极加热次数，喂铝线一次脱氧增铝到位，防止频繁升温和脱氧引起增硅；工艺： LF留氧升温→定氧、测温取样→喂铝线脱钢水氧、补铝→微调成分→小氩气搅拌4分钟→定氧、测温取样→喂铝线补铝→软搅拌15min→连铸。

（2）转炉出钢[S]大于钢种硫要求时精炼工艺：

LF炉处理前期留氧加热升温8min，加热时底吹氩气控制300 Nl/min，升到合适的温度1588℃后，一次性升温到目标温度，用铝丝和铝粉对渣进行扩散脱氧，铝丝加入量吨钢0.6Kg，同时根据渣况加石灰、萤石进行造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢3 Kg，渣颜色变为灰色和灰绿色即可，脱硫过程压气流量400 Nl/min，一次性喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量45Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，调温要以尽可能缩短加热时间和减少加热次数为原则，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅16min，软搅氩气流量40Nl/min。

实施例3

转炉冶炼工艺：

①深脱硫操作：入炉铁水经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S] 0.001%；控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担，防止强还原气氛，长时间精炼等因素，还原钢包顶渣中的硅，导致钢水回硅；

②终点操作：提高一次拉碳命中率，避免点吹，防止钢水过氧化，通过对转炉终点碳的控制来控制钢中的氧，在满足LF增碳量的条件下尽可能地提高转炉出钢碳，终点[C]含量控制在0.10%，[O] 含量控制在0.030%，出钢温度大于1680℃，避免精炼炉频繁的加热升温过程中回硅；

④留氧操作：出钢过程采用锰铝弱脱氧，控制到精炼炉钢水中[O]在150ppm，避免转炉出钢强脱氧而导致回硅；合金及渣料加入顺序：石灰→高碳锰铁→铝块，碳粉随合金加入，适当增加转炉出钢过程加入的石灰量，石灰量增加至5kg/t钢，提前形成高碱度顶渣，稀释钢包顶渣，进一步降低钢包顶渣中SiO2的活度，最终减少SiO2还原成为硅元素的源动力。

精炼炉冶炼工艺：

㈠转炉出钢[S]符合钢种硫要求时精炼工艺：

当转炉出钢[S] 符合钢种硫要求时，精炼炉仅需对成分、温度进行微调和夹杂物的上浮去除，LF炉前期10min进行留氧加热，一次性升温到目标温度，减少下电极加热次数，喂铝线一次脱氧增铝到位，防止频繁升温和脱氧引起增硅；工艺： LF留氧升温→定氧、测温取样→喂铝线脱钢水氧、补铝→微调成分→小氩气搅拌5分钟→定氧、测温取样→喂铝线补铝→软搅拌20min→连铸。

（2）转炉出钢[S]大于钢种硫要求时精炼工艺：

LF炉处理前期留氧加热升温10min，加热时底吹氩气控制400 Nl/min，升到合适的温度1595℃后，一次性升温到目标温度，用铝丝和铝粉对渣进行扩散脱氧，铝丝加入量吨钢0.4Kg，同时根据渣况加石灰、萤石进行造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢2Kg，渣颜色变为灰色和灰绿色即可，脱硫过程压气流量500 Nl/min，一次性喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，调温要以尽可能缩短加热时间和减少加热次数为原则，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅20min，软搅氩气流量60 Nl/min。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.低硅钢冶炼硅含量控制工艺，其特征在于：

转炉冶炼工艺：

精炼炉冶炼工艺：

㈠转炉出钢[S]符合钢种硫要求时精炼工艺：

㈡转炉出钢[S]大于钢种硫要求时精炼工艺：

LF炉处理前期留氧加热升温6～10min，加热时底吹氩气控制200～400 Nl/min，升到合适的温度1585～1595℃后，一次性升温到目标温度，用铝丝和铝粉对渣进行扩散脱氧，铝丝加入量吨钢小于1Kg，同时根据渣况加石灰、萤石进行造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于4 Kg，渣颜色变为灰色和灰绿色即可，脱硫过程压气流量350～500Nl/min，一次性喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，调温要以尽可能缩短加热时间和减少加热次数为原则，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅大于12min，软搅氩气流量10～60Nl/min。

2.如权利要求1所述的低硅钢冶炼硅含量控制工艺，其特征在于：所留氧操作中，合金及渣料加入顺序：石灰→高碳锰铁→铝块，碳粉随合金加入，增加转炉出钢过程加入的石灰量，石灰量增加至5kg/t钢，提前形成高碱度顶渣，稀释钢包顶渣，进一步降低钢包顶渣中SiO2的活度，最终减少SiO2还原成为硅元素的源动力。