CN114737010A - 一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，转炉出钢温度控制在1625‑1665℃，出钢五分之一后加入铝合金进行半脱氧，加入量为0.25～0.60kg/t钢；出钢三分之一后加入硅锰合金进一步脱除部分氧；转炉出钢三分之二后加入石灰，石灰加入量为1.2～2.4kg/t钢；加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，出钢结束后，继续吹氩搅拌；钢包运至氩站后，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.4～0.7kg/t钢；喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应；本发明可减少高硅铝脱氧顶渣中(Al2O3)含量，避免顶渣因(Al2O3)含量高引起的粘渣问题，同时也减少了脱氧铝合金消耗和造渣石灰消耗，不仅满足了生产顺行和钢水质量的需求，生产成本也明显降低。

Description

一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法。
背景技术
顶渣成分对钢水洁净度和夹杂物控制有较大影响，特别是顶渣氧化性(FeO+MnO)。由于(FeO)、(MnO)为不稳定氧化物，精炼或浇铸过程极易向钢水供氧，造成钢水二次氧化。因此，为减少顶渣向钢水，一般在出钢过程或精炼过程通过添加脱氧合金(或脱氧剂)将渣中(FeO+MnO)控制在较低水平。对铝脱氧钢种，主要是添加铝合金脱除渣中氧。同时，为吸附夹杂，一般采用高碱度还原性精炼渣，并将渣成分控制在CaO(MgO)-Al2O3-SiO2相图中的低熔点(1400～1500℃)区域。对于高硅铝脱氧钢，一般采用“转炉-氩站-RH-连铸”生产工艺路线，转炉出钢时对钢液进行脱氧并进行硅合金化，并且出钢过程和出钢结束后添加铝铁对顶渣进行改质，虽然也采用铝脱氧，但由于其硅含量高，转炉出钢过程进行硅合金时会有SiO2生成，炉渣碱度难以控制在3.0以上。因此，高硅铝脱氧钢渣系中各组成含量与普通铝脱氧钢的高碱度还原渣系有明显差别。由于其炉渣碱度低，且顶渣铝脱氧后生成的(Al2O3)进入渣中导致顶渣中(Al2O3)较高，因此，精炼渣熔点偏高，浇铸时，随着温度降低，顶渣中有镁铝尖晶石、CA2、CA6和黄长石等高熔点相析出，高熔点的钢包渣与钢包耐材大面积接触会粘附在罐壁上，严重时会在钢包顶部或底部形成一个“整盖”。钢包渣“结盖”或粘渣不仅影响大包倒渣和钢包正常运行，而且导致钢包有效容积减少、钢包寿命降低，给生产顺行带来较大影响。
因此，如何将高硅铝脱氧钢精炼渣成分稳定控制在合适范围，避免精炼或浇铸过程高熔点相的生成析出是高硅铝脱氧钢造渣工艺需要解决的关键技术难题。
为防止大包粘渣，现有技术进行了大量研究：
公开号为“CN102321785B”的发明专利公开了一种高硅低氧洁净钢的冶炼方法，该方法在转炉终点采用铝沉淀脱氧，LF精炼过程采用铝粒+电石渣面间接脱氧冶炼高硅低氧钢种。通过铝脱氧控制钢中的活度氧≤10ppm；通过向渣面添加铝粒+电石间接脱氧，减少渣中SiO2含量，从而控制高硅钢种精炼渣的碱度≥4，炉渣(TFe+MnO)质量百分比例≤1％，有效吸附Al脱氧夹杂物，保证钢材全氧含量≤10ppm，且夹杂物尺寸小、熔点低可冶炼抗疲劳性能极高的高硅低氧钢种。
公开号为“CN201711287175.5”的发明专利公开了“一种钢包渣改质剂及改质处理方法”，属于冶金技术领域。按照重量百分比，所述改质剂包含以下组分：(CaO)50-80％、(SiO2)5-15％、(MgO)5-20％、(Al2O3)5-15％，S≤0.08％、P≤0.025％。使用该改质剂对钢包渣进行改质处理的方法是在炼钢的出钢过程中加入所述改质剂。该改质剂应用于包括转炉炼钢、精炼和连铸浇钢的炼钢流程中，将原本含有高熔点相的硅钢渣改质为低熔点渣，以减少钢包渣高熔点相的析出，进而降低其熔化温度和粘附性能，克服生产高硅高铝钢时钢包粘渣增重现象，保证生产顺利进行。
公开号为“CN200910029248.X”的发明专利公开了“一种防止钢包精炼设备粘渣的无氟调渣剂及制备方法和使用方法”，调渣剂由活性石灰、铝矾土和硼酐组成，该调渣剂的化学成份为(质量百分比)：(CaO)75～85％，(Al2O3)10～20％，(B2O3)5～15％，MgO 0～8％，其余为杂质，其中(SiO2)＜7.0％，(H2O)＜0.05％，硫和磷总量＜0.01％。使用时若为控制钢包粘渣，则在炼钢炉出钢后期投入钢包，若为控制RH浸渍管或CAS－OB浸渍罩等浸入钢包设备粘渣，则调渣剂在精炼工位加入。该调渣剂能有效控制精炼设备粘渣，提高耐火材料寿命，并有利于降低钢中硫、氧及夹杂含量，且制备简单，便于储运和使用。
公开号为“CN201510244574.8”的发明专利公开了一种硅钢顶渣改质的方法,将铝铁粉或铝粉平铺到钢包顶渣表面,通过向钢液中喂入钙线的方式,使钢水的剧烈反应,达到钢渣脱氧的目的,并且需要一定的镇静时间,此方法试用于硅钢使用的顶渣改质方法,保证钢渣脱氧效果,保证CSP铸机连浇的顺利进行。
上述技术主要是通过在转炉出钢过程或精炼过程添加化渣剂或调渣剂进行造渣，以降低顶渣熔点、防止大包粘渣。添加化渣剂不仅增加了生产成本，且由于添加不均匀，并不能起到化渣作用，生产中仍存在结盖现象，添加化渣剂并不能从根本上解决高硅铝钢渣中问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣工艺方法，减少高硅铝脱氧顶渣中(Al2O3)含量，避免顶渣因(Al2O3)含量高引起的粘渣问题，同时减少了脱氧铝合金消耗和造渣石灰消耗，降低生产成本。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，包括以下步骤：
(1)转炉出钢温度控制在1625-1665℃，出钢五分之一后加入铝合金进行半脱氧，加入量为0.25～0.60kg/t钢；出钢三分之一后加入硅锰合金进一步脱除部分氧；
(2)转炉出钢三分之二后加入石灰，石灰加入量为1.2～2.4kg/t钢；加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，出钢结束后，继续吹氩搅拌；
(3)钢包运至氩站后，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.4～0.7kg/t钢；喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应。
按上述方案，步骤1转炉出钢温度控制在1635-1655℃；铝合金加入量为0.35～0.50kg/t钢。
按上述方案，步骤1中硅锰合金的加入量按照目标成分的50％～70％控制。
按上述方案，步骤2中石灰加入量为1.6～2.0kg/t钢。
按上述方案，步骤2中吹氩流量为400～800L/min；继续吹氩搅拌时间大于3min。
优化地，步骤2中吹氩流量为500～700L/min。
按上述方案，出钢过程还包括采用滑板挡渣，渣厚控制在≤40mm。
按上述方案，步骤3中铝线加入量为0.5～0.6kg/t钢；
按上述方案，步骤3中吹氩强度控制在250～550L/min，吹氩时间控制在8～15min。
优化地，步骤3中吹氩强度控制在350～450L/min，吹氩时间控制在10～12min。
相对于现有技术，本发明有益效果如下：
本发明在出钢加铝半脱氧和硅锰复合脱氧替代传统加铝强脱氧工艺，减少了出钢过程铝脱氧产物；同时，渣脱氧采用氩站喂铝线吹氩搅拌进行渣钢界面脱氧替代传统的渣面加铝合金脱氧，减少了铝合金在渣面的烧损，降低了铝合金消耗，并减少了渣中(Al2O3)。本发明通过低成本脱氧与(Al2O3)含量精准控制工艺，可减少高硅铝脱氧顶渣中(Al2O3)含量，避免顶渣因(Al2O3)含量高引起的粘渣问题，同时也减少了脱氧铝合金消耗和造渣石灰消耗，不仅满足了生产顺行和钢水质量的需求，生产成本也明显降低。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
具体实施方式提供了一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，在转炉-氩站-RH流程生产高硅铝脱氧钢采用以下主要技术特征：
(1)为减少渣中(Al2O3)含量，出钢加少量铝合金进行半脱氧：转炉出钢温度控制在1625-1665℃，出钢五分之一后加入铝合金进行半脱氧，加入量为0.25～0.60kg/t钢；出钢三分之一后加入硅锰合金进一步脱除部分氧。优化的方案中，转炉出钢温度控制在1635-1655℃；铝合金加入量为0.35～0.50kg/t钢；步骤1中硅锰合金的加入量按照目标成分(锰含量)的50％～70％控制。
(2)为促进石灰快速熔化，利用出钢过程高温钢水剧烈搅拌作用，在出钢时加入石灰：转炉出钢三分之二后，通过高位料仓加入石灰，石灰加入量1.2～2.4kg/t钢，加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，吹氩流量为400～800L/min，出钢结束后继续吹氩搅拌≥3min；优化的方案中吹氩流量为500～700L/min。
(3)钢包运至氩站后，为降低顶渣氧化项，并控制渣中(Al2O3)含量，不在渣面添加铝铁合金，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.4～0.7kg/t钢，喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应，一方面脱除渣中氧，另一方面使渣反应均匀，避免因顶渣成分不均引起局部高温相析出导致粘渣。吹氩强度控制在250～550L/min，吹氩时间控制在8～15min；优化的方案中铝线加入量为0.5～0.6kg/t钢，吹氩强度控制在350～450L/min，吹氩时间控制在10～12min。
具体实施方案中，为减少调渣渣料消耗，出钢过程采用滑板挡渣，渣厚控制在≤40mm。
以下实施例在200t转炉上进行了本发明方法的应用，并对RH到站渣成分进行分析。
实施例1
200t转炉-氩站-RH流程生产高硅铝脱氧钢：
转炉吹炼结束温度1665℃，终点[O]0.066％，出钢至1/5时加入铝合金进行脱氧，加入量为0.60kg/t钢；出钢三分之一加入硅锰合金进一步脱除部分氧。转炉出钢三分之二时，通过高位料仓加入石灰，石灰加入量2.4kg/t钢，加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，吹氩流量为800L/min，出钢结束后，继续吹氩搅拌3min。出钢采用滑板挡渣，测得氩站到站渣厚为40mm。钢包运至氩站后，为降低顶渣氧化项，不在渣面添加铝铁合金，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.7kg/t钢，喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应，吹氩强度控制在550L/min，吹氩时间控制在15min。氩站处理结束后取渣样进行分析，炉渣成分质量百分比：CaO-41.83％，SiO2-25.51％，Al2O3-25.18％，MgO-5.08％，(MnO+TFe)-0.81％。
实施例2
200t转炉-氩站-RH流程生产高硅铝脱氧钢：
转炉吹炼结束温度1655℃，终点[O]0.060％，出钢至1/5时加入铝合金进行脱氧，加入量为0.40kg/t钢；出钢三分之一加入硅锰合金进一步脱除部分氧。转炉出钢三分之二时，通过高位料仓加入石灰，石灰加入量2.0kg/t钢，加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，吹氩流量为500L/min，出钢结束后，继续吹氩搅拌4min。出钢采用滑板挡渣，测得氩站到站渣厚为35mm。钢包运至氩站后，为降低顶渣氧化项，不在渣面添加铝铁合金，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.5kg/t钢，喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应，吹氩强度控制在450L/min，吹氩时间控制在10min。氩站处理结束后取渣样进行分析，炉渣成分质量百分比：CaO-39.88％，SiO2-31.04％，Al2O3-21.71％，MgO-6.17％，(MnO+TFe)-1.20％。
实施例3
200t转炉-氩站-RH流程生产高硅铝脱氧钢：
转炉吹炼结束温度1645℃，终点[O]0.055％，出钢至1/5时加入铝合金进行脱氧，加入量为0.25kg/t钢；出钢三分之一加入硅锰合金进一步脱除部分氧。转炉出钢三分之二时，通过高位料仓加入石灰，石灰加入量1.5kg/t钢，加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，吹氩流量为400L/min，出钢结束后，继续吹氩搅拌5min。出钢采用滑板挡渣，测得氩站到站渣厚为40mm。钢包运至氩站后，为降低顶渣氧化项，不在渣面添加铝铁合金，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.6kg/t钢，喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应，吹氩强度控制在250L/min，吹氩时间控制在12min。氩站处理结束后取渣样进行分析，炉渣成分质量百分比：CaO-41.68％，SiO2-29.88％，Al2O3-20.69％，MgO-6.85％，(MnO+TFe)-0.9％。
实施例4
200t转炉-氩站-RH流程生产高硅铝脱氧钢：
转炉吹炼结束温度1625℃，终点[O]0.059％，出钢至1/5时加入铝合金进行脱氧，加入量为0.35kg/t钢；出钢三分之一加入硅锰合金进一步脱除部分氧。转炉出钢三分之二时，通过高位料仓加入石灰，石灰加入量1.2kg/t钢，加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，吹氩流量为600L/min，出钢结束后，继续吹氩搅拌4.5min。出钢采用滑板挡渣，测得氩站到站渣厚为40mm。钢包运至氩站后，为降低顶渣氧化项，不在渣面添加铝铁合金，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.4kg/t钢，喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应，吹氩强度控制在350L/min，吹氩时间控制在8min。氩站处理结束后取渣样进行分析，炉渣成分质量百分比：CaO-42.02％，SiO2-32.2％，Al2O3-18.5％，MgO-5.98％，(MnO+TFe)-1.3％。

Claims (10)

1.一种防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)转炉出钢温度控制在1625-1665℃，出钢五分之一后加入铝合金进行半脱氧，加入量为0.25～0.60kg/t钢；出钢三分之一后加入硅锰合金进一步脱除部分氧；
(2)转炉出钢三分之二后加入石灰，石灰加入量为1.2～2.4kg/t钢；加入石灰后，钢包底部采用大氩气搅拌，出钢结束后，继续吹氩搅拌；
(3)钢包运至氩站后，向钢水喂入铝线进行脱氧合金化，铝线加入量为0.4～0.7kg/t钢；喂铝结束后，通过采用中等强度氩气量搅拌促进渣钢界面反应。
2.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤1转炉出钢温度控制在1635-1655℃；铝合金加入量为0.35～0.50kg/t钢。
3.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤1中硅锰合金的加入量按照目标成分的50％～70％控制。
4.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤2中石灰加入量为1.6～2.0kg/t钢。
5.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤2中吹氩流量为400～800L/min；继续吹氩搅拌时间大于3min。
6.如权利要求5所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤2中吹氩流量为500～700L/min。
7.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于出钢过程还包括采用滑板挡渣，渣厚控制在≤40mm。
8.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤3中铝线加入量为0.5～0.6kg/t钢。
9.如权利要求1所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤3中吹氩强度控制在250～550L/min，吹氩时间控制在8～15min。
10.如权利要求9所述防止高硅铝脱氧钢大包粘渣的造渣方法，其特征在于步骤3中吹氩强度控制在350～450L/min，吹氩时间控制在10～12min。
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