CN103614517B - 一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法，属于冶金技术领域。该方法具体工艺步骤包括：1）在转炉吹炼过程中，控制吹炼终点碳含量在0.08%以上，控制终点钢水氧含量在0.04%以下；2）在转炉出钢时加入硅、锰的铁合金和铝进行脱氧合金化，铝的加入量为0.3～1kg/t钢，硅、锰合金的加入量按钢种要求；3）出钢结束后调运至LF精炼站，根据钢水脱氧情况，一次性补喂铝线0～1.5m/t钢，精炼过程微调成分和去除夹杂物，控制LF终点的铝含量在0.015%以内。该方法的优点在于：提高转炉终点碳含量，脱氧用铝量减少；出钢加少量铝弱脱氧，精炼终点钢水的铝含量较低，减少了脱氧用铝的消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法，属于冶金技术领域。
背景技术
钢铁行业形势日益严峻，我国钢铁行业正逐步进入一个高成本、低盈利的竞争发展阶段。工艺技术的改进和创新是提高钢铁企业竞争力的重要手段，其最终目的是降低生产成本，提高产品盈利空间。
Q235系列钢种是常见的普通碳素结构钢，该类钢种常用的生产流程为“铁水预脱硫-转炉冶炼-LF精炼-连铸”。转炉冶炼低碳出钢，钢水的氧势较高，出钢过程中加足量的Al锭进行深脱氧，同时进行Si、Mn、C的合金化，之后精炼补Al和其它合金微调。该工艺的缺点在于：（1）转炉低碳出钢，钢水容易过氧化，增加吹损率，导致钢铁料消耗高；（2）出钢时加足量Al进行深脱氧，由于Al的密度小于钢水密度，容易上浮在钢液表面，部分Al与空气中的氧发生反应，Al的用量越大，烧损率越高，导致脱氧用Al的消耗量较大。这些原因导致该类钢种的生产成本较高。如果优化该类钢种的脱氧工艺，可降低其生产成本，提高其盈利空间。
中国专利申请号为200710031301.0的专利公布了一种电炉出钢三步脱氧工艺，在出钢前期用碳粉预脱氧，出钢中期用硅铁浅脱氧，出钢后期用铝深脱氧。该方法使用廉价的碳粉、硅铁部分替代昂贵的铝进行脱氧，可降低铝的消耗，降低生产成本。中国专利申请号为201110283535.0公布了一种中碳含铝钢转炉脱氧的方法，转炉低碳出钢，出钢量为出钢量的1/6时先加入碳质材料预脱氧，碳质材料加完后，在出钢量为40%～70%时加入Al合金和Si、Mn铁合金进行深脱氧与合金化。上述工艺的共同点在于出钢前钢水中的碳含量较低，钢水的氧势较高，出钢前期用碳质材料进行预脱氧，可降低脱氧用Al的消耗。这些工艺存在的缺点在于：（1）转炉或电炉低碳出钢，吹损率高，增加钢铁料的消耗；出钢钢水的氧势较高，增加脱氧剂的消耗；（2）使用碳质材料预脱氧会产生大量的CO气体，导致钢水沸腾，容易出现“翻包”等安全事故。此外，产生的CO气体不容易收集，存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法，通过提高转炉终点碳含量、降低终点氧含量，采用“出钢加铝弱脱氧+LF补铝终脱氧”的两步脱氧工艺，将精炼终点钢水的铝含量控制在0.015%以内，可以有效降低铝合金类脱氧剂的消耗，从而降低了脱氧成本。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法，工艺包括以下步骤：
（1）铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，控制转炉冶炼终点的碳含量≥0.08%，降低终点钢水氧含量至≤0.04%；
（2）转炉出钢过程中，加入含硅合金、含锰合金、适量的铝合金进行脱氧合金化，出钢过程弱脱氧。硅、锰的铁合金加入量按钢种目标成分而定，铝合金的吨钢加入量为含纯铝0.3kg～1kg之间；
（3）转炉出钢结束后，钢包调运至LF精炼站进行二次精炼，LF到站后根据钢水的铝含量补喂铝线对钢水进行终脱氧。终脱氧用铝线的吨钢喂入量为0m～1.5m之间，铝线的线密度为0.1kg/m～0.5kg/m。终脱氧后钢水中的铝含量控制为0.002%～0.015%，钢水中的全氧含量≤0.004%。
本发明的优点在于，提高转炉终点碳含量，脱氧用铝量减少；出钢加少量铝弱脱氧，减少了铝的烧损，钢水吸氮量减少；精炼终点钢水中的铝含量较低，减少了铝的消耗。将该方法用于Q235的生产时，LF精炼终点钢水的全氧含量低于40ppm，满足该钢种使用性能对氧含量的要求。
具体实施方式
以下列举具体实施例对本发明进行说明。实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
对象钢种：Q235
工艺流程：铁水预脱硫—转炉冶炼—LF精炼—连铸
铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，冶炼终点碳含量为0.091%、氧含量为0.026%，温度为1607℃。转炉出钢量180t，出钢量至30t时加入石灰440kg、萤石137kg预造渣，加入硅铁合金215kg、硅锰合金526kg、铝锭87kg进行脱氧和合金化。出钢结束后调运至LF钢包精炼站，补喂铝线50m，补加石灰302kg造渣，补加硅锰合金100kg，补加增碳剂105kg，精炼26分钟后出钢，出钢时钢水的铝含量为0.0132%、全氧含量为0.0024%。出钢后调运至连铸平台进行浇注。与原工艺比较，钢铁料消耗节约3.8kg/t钢，铝的消耗节约0.47kg/t钢。
实施例2
对象钢种：Q235
工艺流程：铁水预脱硫—转炉冶炼—LF精炼—连铸
铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，冶炼终点碳含量为0.113%、氧含量为0.023%，温度为1617℃。转炉出钢量180t，出钢量至30t时加入石灰430kg、萤石136kg预造渣，加入硅铁合金264kg、硅锰合金566kg、铝锭82kg进行脱氧和合金化。出钢结束后调运至LF钢包精炼站，补喂铝线0m，补加石灰262kg造渣，补加增碳剂75kg，精炼28分钟后出钢，出钢时钢水的铝含量为0.0131%、全氧含量为0.003%。出钢后调运至连铸平台进行浇注。与原工艺比较，钢铁料消耗节约4.2kg/t钢，铝的消耗节约0.49kg/t钢。
实施例3
对象钢种：Q235
工艺流程：铁水预脱硫—转炉冶炼—LF精炼—连铸
铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，冶炼终点碳含量为0.093%、氧含量为0.031%，温度为1616℃。转炉出钢量180t，出钢量至30t时加入石灰339kg、萤石96kg预造渣，加入硅铁合金256kg、硅锰合金551kg、铝锭72kg、增碳剂61kg进行脱氧和合金化。出钢结束后调运至LF钢包精炼站，补喂铝线50m，补加石灰223kg造渣，补加增碳剂30kg，精炼26分钟后出钢，出钢时钢水中的铝含量为0.0081%、全氧含量为0.0035%。出钢后调运至连铸平台进行浇注。与原工艺比较，钢铁料消耗节约2.5kg/t钢，铝的消耗节约0.55kg/t钢。
实施例4
对象钢种：Q235
工艺流程：铁水预脱硫—转炉冶炼—LF精炼—连铸
铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，冶炼终点碳含量为0.088%、氧含量为0.032%，温度为1617℃。转炉出钢量180t，出钢量至30t时加入石灰335kg、萤石109kg预造渣，加入硅铁合金255kg、硅锰合金556kg、铝锭67kg、增碳剂62kg进行脱氧和合金化。出钢结束后调运至LF钢包精炼站，补喂铝线100m，补加石灰449kg造渣，补加硅铁53kg，精炼26分钟后出钢，出钢时钢水中的铝含量为0.0044%、全氧含量为0.0024%。出钢后调运至连铸平台进行浇注。与原工艺比较，钢铁料消耗节约5.1kg/t钢，铝的消耗节约0.58kg/t钢。
Claims (1)
1.一种低铝中碳钢的低成本脱氧方法，其特征在于：工艺步骤如下，
(1)铁水经预脱硫处理后，兑入转炉进行冶炼，控制冶炼终点的碳含量，降低转炉出钢时的钢水氧含量，控制转炉冶炼终点的碳含量≥0.08％，降低终点钢水氧含量≤0.04％；
(2)转炉出钢过程中，加入硅、锰的铁合金和铝合金进行脱氧合金化，硅、锰的铁合金加入量按钢种目标成分而定，铝合金的吨钢加入量为含纯铝0.3～1kg之间，出钢过程弱脱氧；
(3)转炉出钢结束后，钢包调运至LF精炼站进行二次精炼，LF到站后根据钢水的脱氧情况补喂铝线对钢水进行终脱氧，终脱氧用铝线的吨钢喂入量为0～1.5m之间，铝线的线密度为0.1～0.5kg/m，终脱氧后钢水中的铝含量控制为0.002％～0.015％，钢水中的全氧含量≤0.004％。
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