CN109022681B - 一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，属于炼钢精炼技术领域。本发明通过在RH精炼过程，根据进站条件采用强制脱碳或自然脱碳，脱碳后使用铝块进行完全脱氧，铝块加入3min后使用钙铝铁按目标调整钢中Alt含量，其他合金与钙铝铁由真空料斗同时加入，在真空下继续对进行钢水真空循环处理，保证钢水中钙均匀分布。通过合金中钙和钢液中氧化铝夹杂物反应形成低熔点夹杂物，从而减少氧化铝夹杂物在水口的蓄积，减少浇铸过程水口堵塞的发生，提高铸坯质量。本发明具有较高的工艺应用价值，现场操作简便，可明显降低水口堵塞发生。

Description

一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法
技术领域
本发明涉及一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，属于炼钢精炼技术领域。
背景技术
在浇铸超低碳钢(C<0.0030％)时，RH精炼过程多采用铝粒对钢中进行脱氧，铝粒与钢液中氧生成Al2O3类夹杂物，在后期镇静及浇铸过程虽然小颗粒夹杂物容易碰撞聚合长大而上浮去除，但仍有一部分存在钢液中，在结晶器浸入式水口出口处容易聚集而发生水口堵塞现象。水口堵塞可导致钢水在结晶器内流场非对称流动，从而对液面波动产生影响，造成卷渣缺陷的发生，进而影响铸坯质量。当发生水口堵塞的时候只能采取换水口的操作，换水口操作为降低拉速，操作工人安装新烘烤后水口，再提升拉速至正常水平，严重影响生产效率。
发明内容
针对上述RH精炼过程铝粒与钢液中氧生成的Al2O3夹杂物带来的问题，本发明提供了一种一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，旨在使Al2O3夹杂物变性生成钙铝酸盐，使其不易聚集的同时，保证钢水中钙均匀分布，从而减少结晶器浸入式水口发生堵塞，提高铸坯质量。
本发明涉及一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其包括：
(1)控制转炉终点的氧含量和温度；
(2)出钢时进行渣改质；
(3)钢液进入RH后，快速抽真空进行脱碳；
(4)加铝脱氧，铝的加入量使得脱氧后钢中Als为0.010％～0.018％；
(5)所述脱氧结束后，纯循环3分钟；
(6)同时加入钙铝铁和其他合金，结束时将调整钢中Alt含量到0.035-0.040％范围；
(7)再进行纯循环6-9分钟；
(8)破真空，结束精炼。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(1)中的氧含量控制在500-700ppm，温度为1670-1685℃。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(2)中出钢时通过加入渣球和小粒白灰进行所述渣改质。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(3)中所述脱碳时间控制在14-16min。
在RH精炼过程中，根据进站条件可采用强制脱碳或自然脱碳，当[O]≤[C]×1.5+100时需要吹氧强制脱碳，否则进行自然脱碳。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(4)中所述铝的加入量使得脱氧后钢中Als优选为0.015％。
本发明术语“钙铝铁”为通过铝铁皮包裹的Ca粉的一种线状合金，表1为钙铝铁的重要化学成分参考，如下所示。
表1.钙铝铁的重要成分参考(％)
Al Ca 其他
55-65 8-12 /
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(6)中所述钙铝铁的加入量是根据目标Alt含量及表1所示钙铝铁的合金含量计算得出的。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其中步骤(6)中，根据冶炼钢种不同，加入的其他合金不同，所述其他合金可以为微碳锰铁、锰铁、磷铁等。
通过在RH中铝粒脱氧后，由真空料斗加入钙铝铁合金处理，借由钢液循环的过程使钙得以分布均匀，从而保证中间包钢水检测Ca含量控制在5～10ppm，钢水可浇性良好，降低水口堵塞发生率，提高铸坯质量
附图说明
图1为采用钙铝铁合金处理后浇铸曲线。
图2为钙铝铁合金处理前后浇铸结束水口对比图。其中，左图为未进行钙铝铁处理的浇铸结束水口；右图为进行钙铝铁处理的浇铸结束水口。
图3为钙铝铁合金处理前后主要夹杂物的Zeiss扫描分析电镜谱图。其中，左图为未进行钙铝铁处理的Zeiss扫描分析电镜谱图；右图为进行钙铝铁处理的Zeiss扫描分析电镜谱图。
实施例
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
对比例1
冶炼超低碳SDC04钢种某炉次，转炉出钢温度为1683℃，终点氧含量为530ppm，出钢时加入铝渣球、小粒白灰进行渣改质，RH进站温度为1638℃，RH精炼进行自然脱碳，脱碳时间为15min，使用铝块进行完全脱氧，脱氧后钢中Als为0.015％，铝块加入3min后加入Fe-Ti合金，RH纯循环8min破空，中间包钢水检测Ca含量为0ppm，浇铸超低碳钢7炉连浇，断面为237mm×1800mm，拉速1.0m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在25℃-40℃，中间包采用高碱度覆盖剂，三路氩气保护及开浇保护浇铸等保护浇铸措施，整个浇铸过程塞棒棒位上涨，对换下水口进行观察，可观察到浸入式水口内壁厚度较大，已渐生堵塞趋势。
实施例1
冶炼超低碳SDC04钢种某炉次，转炉出钢温度为1679℃，终点氧含量为527ppm，出钢时加入铝渣球、小粒白灰进行渣改质，RH进站温度为1635℃，RH精炼进行自然脱碳，脱碳时间为15min，使用铝块进行完全脱氧，脱氧后钢中Als为0.015％，铝块加入3min后使用钙铝铁按目标调整钢中Alt含量为0.042％，同时加入Fe-Ti合金，RH纯循环8min破空，中间包钢水检测Ca含量控制在7ppm，浇铸超低碳钢7炉连浇，断面为237mm×1800mm，拉速1.0m/min，采用超低碳钢保护渣，过热度控制在25℃-40℃，中间包采用高碱度覆盖剂，三路氩气保护及开浇保护浇铸等保护浇铸措施，整个浇铸过程塞棒棒位上涨变化不大，对换下水口进行观察，可观察到浸入式水口未发生明显堵塞，通过该方法可发现此方法操作简便，效果显著，提高铸坯质量。
浸入式水口对比分析
图2对比了未进行钙铝铁处理(左)与进行钙铝铁处理(右)的浇铸结束水口。如图可见，未进行钙铝铁处理浇铸结束水口内壁堵塞厚度较大，而采用钙铝铁处理浇铸结束水口内壁堵塞厚度不严重，效果明显。
钢液中夹杂物形貌分析
图3对比了未进行钙铝铁处理(左)与进行钙铝铁处理(右)时钢液中夹杂物的形貌。如图所示，未采用钙铝铁合金处理时钢液中夹杂物形貌类型多为带棱角状Al2O3类型夹杂物；采用钙铝铁合金处理后钢液中夹杂物形貌类型多为Al2O3-CaO复合类型夹杂物，形貌呈现球形。由此可见，采用钙铝铁合金处理后对棱角状Al2O3类型起的变性作用，可减少水口的堵塞。
根据本发明所述通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，所述方法减少了RH精炼采用铝粒脱氧后Al2O3类夹杂物在水口聚集发生堵塞的情况，同时避免了RH破空后钙处理对钢液二次氧化的影响，采用在RH真空槽加入钙铝铁合金块的方法既可以对Al2O3类夹杂物适当变性，又可以提高钢水可浇性，提高铸坯质量。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其包括：
(1)控制转炉终点的氧含量和温度；
(2)出钢时进行渣改质；
(3)钢液进入RH后，快速抽真空进行脱碳；
(4)加铝脱氧，铝的加入量使得脱氧后钢中Als为0.010％～0.018％；
(5)所述脱氧结束后，纯循环3分钟；
(6)同时加入钙铝铁和其他合金，结束时将调整钢中Alt含量到0.035-0.040％范围；所述钙铝铁的加入量使中间包钢水的Ca含量为5～10ppm；
(7)再进行纯循环6-9分钟；
(8)破真空，结束精炼。
2.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(1)中的所述氧含量控制在500-700ppm，所述温度为1670-1685℃。
3.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(2)中出钢时通过加入渣球和小粒白灰进行所述渣改质。
4.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(3)中所述脱碳时间控制在14-16min。
5.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(4)中所述铝的加入量使得脱氧后钢中Als优选为0.015％。
6.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(6)中所述钙铝铁的加入量是根据目标Alt含量及所述钙铝铁的合金含量计算得出的。
7.如权利要求1所述的通过钙铝铁合金处理降低浸入式水口堵塞的方法，其特征在于，其中步骤(6)中所述其他合金为微碳锰铁、锰铁或磷铁中的一种或多种。
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