CN112094985A - 一种铝含量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝含量的控制方法,用于减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量,该方法包括:在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量;在LF精炼过程选用精炼还原渣系,以在LF精炼过程和结束时保持高溶解铝含量控制;在VD精炼全程禁止向钢液中补加铝;在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,保证钢液、精炼渣、夹杂物充分反应,并在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹;其中,利用钢液轧制后最大夹杂物小于20μm,且5‑20μm的各类夹杂物分布密度0.2‑0.8个/mm2。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢精炼技术领域,尤其涉及一种铝含量的控制方法。
背景技术
钢中的非金属夹杂物对于钢材的性能和使用寿命有着重要的影响,例如氧化铝夹杂物可导致汽车和电气产品用薄钢板的表面缺陷,而对于中厚板产品来说,钢中非金属夹杂物的尺寸、成分和分布主要影响钢板的韧性、Z向性能和抗氢致裂纹等性能。所以应该尽可能降低钢中非金属夹杂物的数量,以提高钢材的性能及其使用寿命。
VD真空精炼过程中,为促进钢液内溶解的气体快速脱离钢液,必须要提供良好的动力学条件,因此使用的底吹氩气强度较大。这就使得钢液与精炼渣搅拌充分,从动力学上进一步推动了钢渣之间的反应,精炼渣中的氧化性组分,如FeO、SiO2等,和钢液中还原性成分,如Al等,会发生氧化还原反应,造成VD精炼过程中钢液中的Al含量损失较为严重,进而会影响到钢液的脱硫效果。而如果在VD精炼过程或VD精炼结束后再向钢液中补加铝,那么在后期生成的Al2O3就没有足够的时间和条件来上浮去除,只能存留于钢液之中,成为夹杂物。因此,如何在保证超低硫含量的需求的同时又能减少钢液中夹杂物的数量,成为目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种铝含量的控制方法,用于减少超低硫钢中夹杂物数量的钢中铝含量,以解决或者部分解决如何在保证超低硫含量的需求的同时又能减少钢液中夹杂物的数量的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种铝含量的控制方法,用于减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量,所述方法包括:
在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量;
在LF精炼过程选用精炼还原渣系,以在LF精炼过程和结束时保持高溶解铝含量控制;
在VD精炼全程禁止向钢液中补加铝;
在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,保证钢液、精炼渣、夹杂物充分反应,并在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹;
其中,利用钢液轧制后最大夹杂物小于20μm,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.2-0.8个/mm2。
优选的,所述在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量,具体包括:
在初炼炉出钢带入渣量为0-3kg/t钢,在LF控制加入渣料量控制在7-11Kg/t钢,总渣量为10-14Kg/t钢。
优选的,所述在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量之后,所述方法还包括:
LF升温化渣结束后底吹氩气强搅拌脱硫,底吹氩气流量范围为2.50-5.00NL/(min·t钢)。
优选的,LF精炼过程及LF结束时钢液中的溶解铝含量[Al]s均控制在0.05%-0.09%,炉渣成分的质量百分比为:CaO%:49%-58%,Al2O3%:25%-30%,MgO%:7%-10%,SiO2%:4%-7%,(FeO%+MnO%)<1%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至10ppm-30ppm。
优选的,所述在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,具体包括:在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹氩气搅拌的流量为1.50-3.00NL/(min·t钢)。
优选的,所述VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.020%-0.040%,精炼渣成分的质量百分比为:CaO%:48%-56%,Al2O3%:28%-33%,MgO%:7%-11%,SiO2%:3%-5%,(FeO%+MnO%)<0.8%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至3ppm-9ppm。
优选的,所述在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹,具体包括:
喂入的Ca量为0-5ppm,然后软吹,软吹氩气流量为0.1-0.5NL/(min·t钢),软吹时间12-30min。
优选的,利用钢液轧制后夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-58%,Al2O3%:25%-60%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-71%,其余为其他类型夹杂物。
优选的,所述初炼炉包括转炉、电炉、中频炉。
通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种铝含量的控制方法,通过对生产过程的各工序目标进行了优化和控制,以减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量。本发明不需增加设备或其他原辅料,控制方法简单,且并未增加生产成本,在钢厂没有增加操作难度,更容易在现场实施,效果稳定。
本发明在LF精炼全程将钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.05%-0.09%,VD精炼全程不向钢液中补加铝,VD精炼结束钢液中的溶解铝[Al]s含量能保持在0.030%-0.040%,即保证了钢液的脱硫效果,又保证了夹杂物的上浮去除;另外,VD真空结束后喂入钙0-5ppm,再对钢液进行软吹处理,使夹杂物转变为高熔点成分组成,在钢液中不易聚集长大且轧制过程不变形,轧制后最大尺寸小于20μm,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.6-0.8个/mm2。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了根据本发明一个实施例的一种铝含量的控制方法的实施过程图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
本发明实施例公开了一种铝含量的控制方法,用于减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量,以解决或者部分解决如何在保证超低硫含量的需求的同时又能减少钢液中夹杂物的数量的技术问题。
参看图1,本实施例的方法包括:
步骤101,在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量。
具体来说,在初炼炉和LF控制工艺中进行优化,控制加入的渣料量。初炼炉包括转炉、电炉、中频炉等等。在具体的控制过程中,在初炼炉出钢带入渣量为0-3kg/t钢,在LF控制加入渣料量控制在7-11Kg/t钢,总渣量为10-14Kg/t钢。
进一步的,在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量之后,LF升温化渣结束后底吹氩气进行强搅拌脱硫,底吹氩气流量范围为2.50-5.00NL/(min·t钢),进而提高脱硫效率。
步骤102,在LF精炼过程选用精炼还原渣系,以在LF精炼过程和结束时保持高溶解铝含量控制。
具体的,精炼还原渣系选用高碱度高Al2O3含量的精炼还原渣系,进而LF精炼过程及LF结束时钢液中的溶解铝含量[Al]s均控制在0.05%-0.09%,炉渣成分的质量百分比为:CaO%:49%-58%,Al2O3%:25%-30%,MgO%:7%-10%,SiO2%:4%-7%,(FeO%+MnO%)<1%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至10ppm-30ppm。
步骤103,在VD精炼全程禁止向钢液中补加铝。
具体的,VD精炼全程无需向钢液中补加铝。
步骤104,在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,保证钢液、精炼渣、夹杂物充分反应,以减少夹杂物的含量。另外在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹。
具体来说,在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹氩气搅拌的流量为1.50-3.00NL/(min·t钢)。所述VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.020%-0.040%,精炼渣成分钢中夹杂物质量百分比为:CaO%:48%-56%,Al2O3%:28%-33%,MgO%:7%-11%,SiO2%:3%-5%,(FeO%+MnO%)<0.8%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至3ppm-9ppm。
进一步的,喂入的Ca量为0-5ppm,然后软吹,软吹氩气流量为0.1-0.5NL/(min·t钢),软吹时间12-30min。
其中,利用钢液轧制后最大夹杂物小于20μm,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.2-0.8个/mm2。利用钢液轧制后夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-58%,Al2O3%:25%-60%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-71%,其余为其他类型夹杂物。
实施例一
钢种管线钢X70,出钢量213t,生产工艺“转炉+LF精炼+VD精炼+喂线+软吹”。
(1)LF精炼结束钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.071%,LF精炼化渣后精炼渣成分的质量百分比为:CaO%:56.68%,Al2O3%:26.79%,MgO%:6.72%,SiO2%:4.59%,(FeO%+MnO%):0.66%,渣量为12.52Kg/t钢,底吹氩气流量为2.50NL/(min·t钢)强搅拌脱硫,LF精炼结束钢液中的硫含量降至14ppm;
(2)VD真空精炼全程不向钢液中补加铝,VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.039%,VD真空精炼过程深真空阶段采用2.00NL/(min·t钢)氩气量进行底吹搅拌使炉渣-钢液-夹杂物进一步反应,VD精炼结束炉渣成分的质量百分比为:CaO%:52.86%,Al2O3%:32.82%,MgO%:8.68%,SiO2%:3.65%,(FeO%+MnO%):0.33%,VD结束钢液中的硫含量降至3ppm;
(3)VD破真空后未喂入纯钙线,钢液中的Ca含量为5ppm,对钢液进行0.2NL/(min·t钢)流量的底吹氩气搅拌,软吹时间28min,软吹结束钢液中总氧含量T[O]为5ppm。钢中夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-48%,Al2O3%:35%-60%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-65%,其余为其他类型夹杂物。
(4)400mm厚铸坯轧成20mm厚钢板,轧制后最大夹杂物9.87μm,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.27个/mm2。
实施例二
钢种E36-Z35,出钢量301t,生产工艺“转炉+LF精炼+VD精炼+喂线+软吹”。
(1)LF精炼结束钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.082%,化渣后精炼渣成分的质量百分比为:CaO%:53.64%,Al2O3%:27.32%,MgO%:7.32%,SiO2%:7.14%,(FeO%+MnO%):0.69%,渣量为10.49Kg/t钢,底吹氩气流量为3.50NL/(min·t钢)强搅拌脱硫,LF精炼结束钢液中的硫含量降至20ppm;
(2)VD真空精炼全程不向钢液中补加铝,VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.035%,VD真空精炼过程深真空阶段采用2.00NL/(min·t钢)氩气量进行底吹搅拌使炉渣-钢液-夹杂物进一步反应,VD精炼结束炉渣成分的质量百分比为:CaO%:51.86%,Al2O3%:32.12%,MgO%:9.13%,SiO2%:3.74%,(FeO%+MnO%):0.59%,VD结束钢液中的硫含量降至8ppm;
(3)VD破真空后向钢液中喂入纯钙线,钢液中Ca含量为5ppm,喂线结束对钢液进行0.3NL/(min·t钢)流量的底吹氩气搅拌,软吹时间18min,软吹结束钢液中总氧含量T[O]为10ppm。钢中夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-58%,Al2O3%:25%-54%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-74%,其余为其他类型夹杂物。
(4)300mm厚铸坯轧成50mm厚钢板,轧制后最大夹杂物在11.89μm之间,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.54个/mm2。
实施例三
钢种45Mn2V,出钢量100t,生产工艺“电炉+LF精炼+VD精炼+喂线+软吹”。
(1)LF精炼结束钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.065%,化渣后精炼渣成分的质量百分比为:CaO%:53.75%,Al2O3%:28.23%,MgO%:7.56%,SiO2%:6.74%,(FeO%+MnO%):0.66%,渣量为13.23Kg/t钢,底吹氩气流量为3.50NL/(min·t钢)强搅拌脱硫,LF精炼结束钢液中的硫含量降至15ppm;
(2)VD真空精炼全程不向钢液中补加铝,VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.022%,VD真空精炼过程深真空阶段采用2.00NL/(min·t钢)氩气量进行底吹搅拌使炉渣-钢液-夹杂物进一步反应,VD精炼结束炉渣成分的质量百分比为:CaO%:51.23%,Al2O3%:32.65%,MgO%:9.67%,SiO2%:3.87%,(FeO%+MnO%):0.56%,VD结束钢液中的硫含量降至9ppm;
(3)VD破真空后向钢液中喂入纯钙线,钢液中Ca含量为4ppm,喂线结束对钢液进行0.4NL/(min·t钢)流量的底吹氩气搅拌,软吹时间11min,软吹结束钢液中总氧含量T[O]为12ppm。钢中夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-53%,Al2O3%:25%-50%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-60%,其余为其他类型夹杂物。
(4)250mm厚铸坯轧成10mm厚钢板,轧制后最大夹杂物在18.84μm之间,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.71个/mm2。
通过本发明的一个或者多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种铝含量的控制方法,通过对生产过程的各工序目标进行了优化和控制,以减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量。本发明不需增加设备或其他原辅料,控制方法简单,且并未增加生产成本,在钢厂没有增加操作难度,更容易在现场实施,效果稳定。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通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申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种铝含量的控制方法,用于减少超低硫钢中夹杂物数量并且控制钢中铝含量,其特征在于,所述方法包括:
在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量;
在LF精炼过程选用精炼还原渣系,以在LF精炼过程和结束时保持高溶解铝含量控制;
在VD精炼全程禁止向钢液中补加铝;
在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,保证钢液、精炼渣、夹杂物充分反应,并在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹;
其中,利用钢液轧制后最大夹杂物小于20μm,且5-20μm的各类夹杂物分布密度0.2-0.8个/mm2。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量,具体包括:
在初炼炉出钢带入渣量为0-3kg/t钢,在LF控制加入渣料量控制在7-11Kg/t钢,总渣量为10-14Kg/t钢。
3.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在初炼炉控制下渣量并在LF控制加入渣料量之后,所述方法还包括:
LF升温化渣结束后底吹氩气强搅拌脱硫,底吹氩气流量范围为2.50-5.00NL/(min·t钢)。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,LF精炼过程及LF结束时钢液中的溶解铝含量[Al]s均控制在0.05%-0.09%,炉渣成分的质量百分比为:CaO%:49%-58%,Al2O3%:25%-30%,MgO%:7%-10%,SiO2%:4%-7%,(FeO%+MnO%)<1%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至10ppm-30ppm。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹流量搅拌,具体包括:在所述LF精炼和所述VD精炼深真空状态下钢渣大底吹氩气搅拌的流量为1.50-3.00NL/(min·t钢)。
6.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述VD精炼结束后钢液中的溶解铝[Al]s含量控制在0.020%-0.040%,精炼渣成分的质量百分比为:CaO%:48%-56%,Al2O3%:28%-33%,MgO%:7%-11%,SiO2%:3%-5%,(FeO%+MnO%)<0.8%,其余为不可避免的杂质;钢液中的硫含量降至3ppm-9ppm。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在VD破真空后经过喂Ca线处理和软吹,具体包括:
喂入的Ca量为0-5ppm,然后软吹,软吹氩气流量为0.1-0.5NL/(min·t钢),软吹时间12-30min。
8.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,利用钢液轧制后夹杂物组成为CaO-CaS-MgO-Al2O3,其中:CaO%:0%-58%,Al2O3%:25%-60%,MgO%:3%-15%,CaS%:0%-71%,其余为其他类型夹杂物。
9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初炼炉包括转炉、电炉、中频炉。
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