CN106967863A - 一种降低半钢炼钢钢坯中三氧化二铝夹杂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，包括：在钢水中先加入无烟煤增碳剂进行脱氧；然后向脱氧后的物料中加入铝线继续脱氧，得到脱氧后的钢水；将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。与现有技术相比，本发明提供了一种能够降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，先采用无烟煤增碳剂对钢水进行初步脱氧，再采用铝线对钢水进行进一步的脱氧，本发明无需采用铝铁合金对钢水进行脱氧，通过无烟煤增碳剂和铝线的配合使用，在保证脱氧效果良好的情况下，降低了脱氧后钢水中Al2O3的夹杂，采用这种低Al2O3的夹杂的钢水制备得到的钢坯中Al2O3夹杂也较低。

Description

一种降低半钢炼钢钢坯中三氧化二铝夹杂方法
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法。
背景技术
攀钢钒转炉采用半钢炼钢，由于半钢中的Si含量较低、C含量较铁水低而热源不足，所以与铁水炼钢相比，半钢炼钢需要加入含有SiO2、FeO和Fe2O3的复合渣，冶炼后期控制需要补吹更多氧气来满足终点温度控制要求，导致半钢炼钢终点钢水C含量较低、氧活度较高，终点氧含量偏高。
现有技术一般采用铝铁合金对钢水进行脱氧，铝铁合金消耗量较大，增加了生产成本，而且采用铝铁合金进行脱氧还造成了钢水中Al2O3的夹杂增多，对钢水的浇铸和钢材的成品性能产生不利的影响。为了提高钢水质量减少钢水中Al2O3夹杂，从而得到Al2O3夹杂较低的钢坯，开发高效、高质的脱氧工艺很有必要。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，本发明提供的方法得到的钢坯中Al2O3夹杂较低。
本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，包括：
向钢水中先加入无烟煤增碳剂进行脱氧；
然后向脱氧后得到的物料中加入铝线继续脱氧，得到脱氧后的钢水；
将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
优选的，所述无烟煤增碳剂中固定碳的质量含量≥90％。
优选的，所述无烟煤增碳剂的粒度为3～15mm。
优选的，所述无烟煤增碳剂的用量为钢水质量的0.3～0.7‰。
优选的，所述铝线中铝的质量含量≥99.5％。
优选的，所述铝线的直径为5～15mm。
优选的，所述钢水中：
C的质量含量为3.2～4.1％；
Si的质量含量为0.015～0.030％；
Mn的质量含量为0.02～0.04％；
P的质量含量为0.06～0.08％；
S的质量含量≤0.015％。
优选的，所述钢水中的氧含量为600～700ppm。
优选的，无烟煤增碳剂进行脱氧的方法具体为：
在钢水出钢1/3时加入无烟煤增碳剂，使脱氧后的钢水中氧含量≤150ppm。
优选的，铝线脱氧的方法具体为：
钢水出钢完毕后进行喂铝线脱氧，使脱氧后的钢水中氧含量≤10ppm。
与现有技术相比，本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，先采用无烟煤增碳剂对钢水进行初步脱氧，再采用铝线对钢水进行进一步的脱氧，本发明采用无烟煤增碳剂进行脱氧，在脱氧过程中无需使用大量的铝铁合金，在无烟煤增碳剂和铝线的配合作用下，保证脱氧效果良好的情况下，降低了钢水中Al2O3夹杂，从而使这种脱氧后的钢水制备得到的钢坯中Al2O3夹杂较低。另外，本发明通过增碳剂和铝线配合使用进行脱氧，避免使用铝铁合金脱氧，在脱氧效果良好的情况下，降低了脱氧成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，包括以下步骤：
(1)向钢水中先加入无烟煤增碳剂进行脱氧；
(2)然后向脱氧后得到的物料中加入铝线继续脱氧，得到脱氧后的钢水；
(3)将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
本发明对钢水的成分和来源没有特殊的限制，优选采用半钢炼钢得到的钢水，如转炉半钢冶炼后得到的钢水。在本发明中，所述钢水中：C的质量含量优选为3.2～4.1％，更优选为3.5～3.7％；Si的质量含量优选为0.015～0.030％，更优选为0.020～0.025％；Mn的质量含量优选为0.02～0.04％，更优选为0.03％；P的质量含量优选为0.06～0.08％，更优选为0.07％；S的质量含量优选≤0.015％。
本发明中的钢水优选为转炉半钢冶炼后得到的钢水，如半钢冶炼DTLA钢种，具体方法为：
将上述成分的钢水入炉进行吹氧炼钢。
在本发明中，所述钢水入炉的温度优选为1300～1360℃，更优选为1320～1340℃。在本发明中，所述钢水装入转炉的量优选为125～145吨，更优选为130～140吨。
在本发明中，所述吹氧炼钢过程中氧气流量优选为28000～32000Nm3/h，更优选为30000Nm3/h。
本发明优选在吹氧2～4min后加入辅料。
在本发明中，所述吹氧过程中氧枪喷头距熔池金属液面的基本枪位优选为1.4～2m，更优选为1.6～1.8m；吹炼枪位优选为1.4～1.8m，更优选为1.6m；开吹枪位优选为1.8～2.2m，更优选为2m；以防止烧枪。
在本发明中，所述吹氧过程中拉碳枪位优选为1.2～1.6m，更优选为1.4m，以保证熔渣具有良好的流动性，早化渣、多去磷并保护炉衬。
在本发明中，枪位是指氧枪喷头的末端至熔池液面的距离。
在本发明中，吹氧炼钢的前期(钢水开始出钢到出钢至1/2阶段)的底吹气体优选为N2，N2的流量优选为40～60m3/h，更优选为45～55m3/h，最优选为50m3/h。
在本发明中，所述吹氧炼钢中期(钢水出钢1/2到出钢2/3阶段)的底吹气体优选为Ar，Ar的流量优选为40～60m3/h，更优选为45～55m3/h，最优选为50m3/h。
在本发明中，所述吹氧炼钢后期(钢水出钢2/3到出钢完毕阶段)的底吹气体优选为Ar，Ar的流量优选为70～90m3/h，更优选为75～85m3/h，最优选为80m3/h。
在本发明中，所述吹氧炼钢完成后出钢过程优选吹Ar，Ar的流量优选为40～60m3/h，更优选为45～55m3/h，最优选为50m3/h。
在本发明中，所述吹氧炼钢的控制原则优选为快速化渣、早化渣、炉渣活跃，过程不返干、不喷溅。
在本发明中，所述钢水中的氧含量优选为600～700ppm，更优选为620～680ppm，最优选为640～660ppm。
本发明先采用无烟煤增碳剂对钢水进行脱氧处理，避免了使用铝铁合金进行脱氧。本发明采用无烟煤增碳剂对钢水进行脱氧，脱氧效果好，脱氧后钢水中的氧含量以及Al2O3的夹杂均较低，而且用量少，成本低。在本发明中，所述无烟煤增碳剂中固定碳的质量含量优选≥90％；灰分的质量含量优选≤6％；挥发分的质量含量优选≤2％；全硫量的质量含量优选≤0.3％；水分的质量含量优选≤1％。在本发明中，所述无烟煤增碳剂的粒度优选为3～15mm，更优选为5～10mm。在本发明中，所述无烟煤增碳剂中优选没有混入外来夹杂物。本发明对所述无烟煤增碳剂的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
在本发明中，所述无烟煤增碳剂的用量优选为钢液质量的0.3～0.7‰，更优选为0.4～0.6‰，最优选为0.5‰。
本发明对所述无烟煤增碳剂脱氧的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钢水脱氧的技术方案即可。在本发明中，所述无烟煤增碳剂脱氧的方法优选为：
在钢水出钢1/3时加入无烟煤增碳剂，使脱氧后的钢水中氧含量≤150ppm。
采用无烟煤增碳剂脱氧后，向脱氧后得到的物料中加入铝线继续脱氧。在本发明中，所述铝线中Al的质量含量优选≥99.5％；Si的质量含量优选≤0.15％；Fe的质量含量优选≤0.2％；Cu的质量含量优选≤0.02％。在本发明中，所述铝线的表面优选光滑，没有皱纹裂纹、气泡、飞边、毛刺；铝线卷绕整齐、无交叉。在本发明中，所述铝线的直径优选为5～15mm，更优选为8～12mm，最优选为10mm。本发明对所述铝线的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得。
本发明对铝线脱氧的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的喂铝线的技术方案进行脱氧即可。在本发明中，所述铝线脱氧的方法优选为：
钢水出钢完毕后进行喂铝线脱氧，使脱氧后的钢水中氧含量≤10ppm。
在本发明中，降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法优选为：
将钢水进行吹氧炼钢，在出钢1/3时加入无烟煤增碳剂进行脱氧，使脱氧后的钢水中的氧含量≤150ppm；钢水的成分为：C 3.2～4.1wt％；Si0.015～0.030wt％；Mn 0.02～0.04wt％；P 0.06～0.08wt％，S≤0.015wt％；钢水中的氧含量为600～700ppm；
在出钢完毕后进行喂铝线脱氧，使脱氧后的钢水中氧含量≤10ppm。
将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
本发明对所述脱氧后的钢水进行浇铸的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的钢水浇铸的技术方案，本领域技术人员可根据实际情况选择合适的浇铸工艺，浇铸得到钢坯即可。
本发明以下实施例所用原料均为市售商品，所用无烟煤增碳剂，成分为：固定碳含量≥90wt％；灰分≤6wt％；挥发分≤2wt％；全硫量≤0.3wt％；水分≤1.0wt％；粒度为3～15mm。所用铝线的成分为：Al≥99.5wt％，Si≤0.15wt％，Fe≤0.20wt％，Cu≤0.02wt％；铝线的直径为10mm。
钢水的炼钢方法为：
在转炉出完钢并进行溅渣护炉后，1300～1360℃装入半钢钢水开始吹氧炼钢，氧气流量为30000Nm3/h。
开吹3min后开始加入辅料。
氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m。氧枪的枪位是指氧枪喷头的末端至熔池液面的距离。
底吹气体前期(开始出钢到出钢1/2阶段)吹N2，流量为50m3/h；吹炼中期(出钢1/2到出钢2/3阶段)为Ar，流量为50m3/h；吹炼后期(出钢2/3至完全出钢)为Ar，流量为80m3/h；出钢完成后吹Ar，流量为50m3/h，得到钢水。
钢水的成分为：C 3.2～4.1wt％，Si 0.015～0.030wt％，Mn 0.02～0.04wt％，P0.06～0.08wt％，S≤0.015wt％；含氧量为600～700ppm。
实施例1
按照上述技术方案所述的方法炼钢，未进行脱氧，得到的钢水成分为：C3.2wt％，Si 0.015wt％，Mn 0.02wt％，P 0.06wt％，S≤0.015wt％；含氧量为650ppm。
在上述技术方案所述的炼钢过程中进行脱氧，具体方法为：
125吨钢水炼钢，在出钢1/3时加入无烟煤增碳剂70Kg进行脱氧，脱氧后钢水中氧含量为120ppm；出钢完毕后喂200m的铝线进行脱氧，得到钢水中的氧含量为6ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将铝线脱氧后得到的钢水进行浇铸，得到钢坯。
实施例2
按照上述技术方案所述的方法炼钢，未进行脱氧，得到的钢水成分为：C3.6wt％，Si 0.022wt％，Mn 0.03wt％，P 0.07wt％，S≤0.015wt％；含氧量为660ppm。
在上述技术方案所述的炼钢过程中进行脱氧，具体方法为：
135吨钢水炼钢，在出钢1/3时加入无烟煤增碳剂72Kg进行脱氧，脱氧后钢水中氧含量为150ppm；出钢完毕后喂195m的铝线进行脱氧，得到钢水中的氧含量为4ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将铝线脱氧后得到的钢水进行浇铸，得到钢坯。
实施例3
按照上述技术方案所述的方法炼钢，未进行脱氧，得到的钢水成分为：C4.1wt％，Si0.03wt％，Mn 0.04wt％，P 0.08wt％，S≤0.015wt％；含氧量为680ppm。
在上述技术方案所述的炼钢过程中进行脱氧，具体方法为：
145吨钢水炼钢，在出钢1/3时加入无烟煤增碳剂73Kg进行脱氧，脱氧后钢水中氧含量为110ppm；出钢完毕后喂204m的铝线进行脱氧，得到钢水中的氧含量为7ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将铝线脱氧后得到的钢水进行浇铸，得到钢坯。
比较例1
按照上述技术方案所述的方法炼钢，未进行脱氧，得到的钢水成分为：C3.6wt％，Si0.022wt％，Mn 0.03wt％，P 0.07wt％，S≤0.015wt％；含氧量为660ppm。
在上述技术方案所述的炼钢过程中进行脱氧，具体方法为：
135吨钢水炼钢，在出钢1/3时加入铝铁合金550Kg进行一次性脱氧，脱氧后出钢钢水中氧含量为20ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将得到的钢水进行浇铸，得到钢坯。
比较例2
按照实施例2所述的方法进行脱氧，与实施例2不同的是，采用石墨增碳剂替换无烟煤增碳剂，得到钢水中的氧含量为15ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
比较例3
按照实施例2所述的方法进行脱氧，与实施例2不同的是，采用石油焦增碳剂替换无烟煤增碳剂，得到钢水中的含氧量为18ppm。(采用转炉副枪测试钢水中的氧含量，转炉副枪中带有定温测氧探头)
将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
铝铁价格为8000元/吨；铝线价格为12800元/吨；无烟煤增碳剂的价格为1800元/吨。
实施例2与比较例1相比，实施例2并未采用铝铁合金进行脱氧，炼钢成本降低7.9元/吨，而且脱氧效果优于比较例1。比较例2的脱氧效果差于实施例2；比较例3脱氧效果差于实施例2。
按照GB/T 10561-2005《钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检测法》对本发明实施例1～3以及比较例1～3得到的钢坯中氧化铝夹杂进行检测，检测结果分别为6个/mm2、5个/mm2、6个/mm2、10个/mm2、8个/mm2、9个/mm2。实施例得到的钢水中氧化铝夹杂均低于比较例，实施例2与比较例1相比，Al2O3夹杂量减少50％，而且实施例2中Al2O3夹杂量低于比较例2和比较例3。
由以上实施例和比较例可知，本发明提供的降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法通过采用两步法进行脱氧，先采用无烟煤增碳剂进行脱氧然后采用Al线脱氧，在无烟煤增碳剂和Al线的配合作用下，使脱氧后的钢水中氧含量低、Al2O3夹杂量少，而且成本较低，制备得到的钢坯中Al2O3夹杂量也较少。
由以上实施例可知，本发明提供了一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，包括：在钢水中先加入无烟煤增碳剂进行脱氧，然后向脱氧后的物料中加入铝线继续脱氧。与现有技术相比，本发明提供了一种针对半钢炼钢钢水的脱氧方法，先采用无烟煤增碳剂对钢水进行初步脱氧，再采用铝线对钢水进行进一步的脱氧，在无烟煤增碳剂和铝线的配合作用下，在保证脱氧效果良好的情况下，降低了脱氧后钢水中降低了Al2O3夹杂量，而且脱氧成本低，使制备得到的钢坯中Al2O3夹杂量较低。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低半钢炼钢钢坯中Al2O3夹杂的方法，包括以下步骤：
(1)向钢水中先加入无烟煤增碳剂进行脱氧；
(2)然后向脱氧后得到的物料中加入铝线继续脱氧，得到脱氧后的钢水；
(3)将脱氧后的钢水进行浇铸，得到钢坯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无烟煤增碳剂中固定碳的质量含量≥90％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无烟煤增碳剂的粒度为3～15mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无烟煤增碳剂的用量为钢水质量的0.3‰～0.7‰。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝线中铝的质量含量≥99.5％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝线的直径为5～15mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢水中：
C的质量含量为3.2～4.1％；
Si的质量含量为0.015～0.030％；
Mn的质量含量为0.02～0.04％；
P的质量含量为0.06～0.08％；
S的质量含量≤0.015％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钢水中的氧含量为600～700ppm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)无烟煤增碳剂进行脱氧的方法具体为：
在钢水出钢1/3时加入无烟煤增碳剂，使脱氧后的钢水中氧含量≤150ppm。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)铝线脱氧的方法具体为：
钢水出钢完毕后进行喂铝线脱氧，使脱氧后的钢水中氧含量≤10ppm。
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