CN103276151B - 一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法，在转炉‑RH真空精炼‑板坯连铸的生产工艺路线中，分别在转炉出钢过程和RH处理过程中添加硅合金作为脱氧剂，去除转炉区域超低碳钢中的过剩氧及RH脱碳结束的过剩氧，其具体实现步骤如下：1）转炉工序需沸腾出钢，出钢过程加入硅铁进行脱氧；2）RH处理过程中，采用硅铁进行预脱氧；3）RH脱碳结束后，加铝进行终脱氧，临界氧含量可按0.045%计算，并进行成分调整。与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用硅合金（硅铁）脱除过剩氧，钢水硅含量可控制在0.030%以下，在实现相同脱氧效果情况下，减少铸坯中Al₂O₃夹杂数量，同时降低脱氧合金成本。

Description

一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法。

背景技术

在冷轧IF钢、硅钢等超低碳钢在转炉生产时，为保证RH的深脱碳的氧含量要求及严格的磷含量要求，冶炼终点碳含量控制较低，出钢后一般需在氩站采用喂铝线的方式控制氧含量至450~650ppm之间。

转炉冶炼终点钢中的氧是氧化物夹杂的主要来源，无论是生产超低碳钢或是低碳钢一般均采用铝合金进行氧含量的调整，导致渣中Al₂O₃较高，钢的洁净度降低，从而导致铸坯中Al₂O₃夹杂相对增多，使得冷轧深冲钢板表面容易出现夹杂缺陷。

目前国内外各钢厂主要采用降低转炉冶炼终点的氧含量来降低脱氧剂消耗。新日铁、宝钢等先进的钢厂采用铁水三脱或转炉双联冶炼等方式保证了超低碳钢磷含量的准确控制，从而在转炉高碳出钢的情况下，能够得到低磷钢水，因此能够显著降低钢水中的氧含量，一般控制在600ppm以下，因此生产超低碳钢时转炉工序基本不必对氧含量进行调整。

而对采用传统的工艺冶炼低磷钢的钢厂，唯有低碳才能达到深脱磷，因此即使较好的底吹效果，终点钢中的氧含量依然较高，一般高于700ppm，针对企业现状，只能从脱氧工艺上采取措施提高钢水的洁净度。

采用碳脱氧、镁脱氧替代铝脱氧的技术已经在一些钢厂有了生产上的应用。碳作为替代铝脱氧的一种脱氧剂，脱氧产物为CO气体，不会在钢水中存留，缺点是反应剧烈，容易导致大的喷溅，因此在转炉的使用上受到限制。镁脱氧也由于反应激烈，并且脱氧效率不稳定，使用也处于研究和试用阶段。由于超低碳钢要求较低的硅（≤0.030%），使用硅合金脱氧容易导致钢水增硅，因此至今未有人尝试使用硅合金为转炉炼钢的脱氧剂的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法，将硅合金用于低硅钢进行脱氧，其脱氧产物为SiO₂，精炼处理过程容易上浮去除，净化钢水，且硅合金成本低于铝合金，采用其脱氧可降低脱氧剂消耗。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法，在转炉-RH真空精炼-板坯连铸的生产工艺路线中，分别在转炉出钢过程和RH处理过程中添加硅合金作为脱氧剂，去除转炉区域超低碳钢中的过剩氧及RH脱碳结束的过剩氧，其具体实现步骤如下：

1）转炉工序需沸腾出钢，出钢过程加入硅铁进行脱氧，不加入其他脱氧剂，硅铁加入量根据冶炼终点钢水氧含量[%O]进行调整，其加入量计算公式如下：

——公式1；

2）RH处理过程中，根据初始氧含量，在保证脱碳氧足够的情况，在处理过程中也采用硅铁进行预脱氧，加入量按公式1计算；

3）RH脱碳结束后，首先按2~5kg/t·钢加入白灰粒，隔离钢包顶渣，循环3min以上，加铝进行终脱氧，临界氧含量可按0.045%计算，并进行成分调整。

所述转炉出钢后需进行扒渣作业，防止精炼回硅，进一步降低成品硅含量。

上述硅脱氧反应的平衡方程式如下：

依据硅脱氧的平衡反应方程式，在单独用硅铁脱氧时，其产物为纯SiO₂或被它所饱和的炉渣时， ，在生产IF钢时，罐内温度为1650℃时，带入平衡方程式可导出：

$\left[O\right]=\sqrt{\frac{1}{16595.87\×\left[\mathrm{Si}\right]}}$

从式中可以看出，钢水中的平衡氧与钢水中溶解硅的平方根成反比，IF钢要求成品硅小于0.030%，带入公式可计算出，钢水中的氧含量为0.0448%，说明只要保证钢水中的氧含量大于0.0448%，无论加入多少硅铁脱氧，钢水中的硅含量也不会大于0.030%，实际生产中可将临界氧含量设定为0.05%。

实际生产中根据转炉终点氧含量、临界氧含量，并假定硅铁100%参与脱氧的效率计算脱氧硅铁量，可保证钢水中的硅含量不超标。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用硅合金（硅铁）脱除过剩氧，钢水硅含量可控制在0.030%以下，在实现相同脱氧效果情况下，减少铸坯中Al₂O₃夹杂数量，同时降低脱氧合金成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

本发明一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法，是在转炉-RH真空精炼-板坯连铸的生产工艺路线中，分别在转炉出钢过程和RH处理过程中添加硅合金作为脱氧剂，去除转炉区域超低碳钢中的过剩氧及RH脱碳结束的过剩氧，其具体实现步骤如下：

1）转炉工序需沸腾出钢，出钢过程加入硅铁进行脱氧，不加入其他脱氧剂，硅铁加入量根据冶炼终点钢水氧含量[%O]进行调整，其加入量计算公式如下：

——公式1；

2）RH处理过程中，根据初始氧含量，在保证脱碳氧足够的情况，在处理过程中也采用硅铁进行预脱氧，加入量按公式1计算；

3）RH脱碳结束后，首先按2~5kg/t·钢加入白灰粒，隔离钢包顶渣，循环3min以上，加铝进行终脱氧，临界氧含量可按0.045%计算，并进行成分调整。

以180吨转炉及RH-TB精炼炉处理IF钢（St14）,成品硅含量要求≤0.030%为例：

各具体实施例计算的硅铁加入量见表1，其中硅铁含硅75%，收得率为70%。

表1：

实施例1中采用硅铁脱氧与采用AlMnFe合金脱氧的工艺效果对比见表2。

表2

项目	硅铁合金脱氧工艺	AlMnFe合金脱氧工艺
			主成分含量，%	75	55
冶炼终点氧含量，%	0.085	0.087
			出钢量，t	181	178
转炉脱氧剂加入量，kg	120	105
			罐内氧含量，%	0.054	0.048
RH脱氧剂加入量，kg	15	0
			RH小粒白灰加入量，kg	400	0
转炉罐内硅含量，%	0.015	0.013
			RH搬出硅含量，%	0.021	0.022
成品硅含量，%	0.023	0.022

Claims (1)

1.一种低硅钢采用硅合金脱氧的方法，其特征在于，在转炉-RH真空精炼-板坯连铸的生产工艺路线中，分别在转炉出钢过程和RH处理过程中添加硅合金作为脱氧剂，去除转炉区域超低碳钢中的过剩氧及RH脱碳结束的过剩氧，其具体实现步骤如下：

1)转炉工序需沸腾出钢，出钢过程加入硅铁进行脱氧，不加入其他脱氧剂，硅铁加入量根据冶炼终点钢水氧含量[％O]进行调整，其加入量计算公式如下：

脱氧硅铁量(t)＝([％O]-0.05％)×钢水量(t)÷硅铁含硅÷硅铁收得率——公式1；

2)RH处理过程中，根据初始氧含量，在保证脱碳氧足够的情况，在处理过程中也采用硅铁进行预脱氧，加入量按公式1计算；

3)RH脱碳结束后，首先按2～5kg/t·钢加入白灰粒，隔离钢包顶渣，循环3min以上，加铝进行终脱氧，临界氧含量可按0.045％计算，并进行成分调整；

所述转炉出钢后需进行扒渣作业，防止精炼回硅，进一步降低成品硅含量。