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CN107201422A - 一种低碳钢的生产方法 - Google Patents

一种低碳钢的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低碳钢的生产方法，主要解决现有技术中转炉冶炼的低碳钢中夹杂物控制困难不能满足板坯连铸机的正常浇铸、低碳钢生产成本高的技术问题。本发明的技术方案为：一种低碳钢的生产方法，包括以下步骤：转炉冶炼、转炉较低温度出钢并脱氧、在吹氩站进行钢水处理，在精炼炉对钢水进行精炼。本发明方法生产的钢水洁净度高，钢水中全氧平均含量为16.5ppm，磷平均含量为95ppm，钢水有害元素磷含量大幅度降低，吨钢钢水生产成本降低13元。

Description

一种低碳钢的生产方法
技术领域
本发明涉及一种碳钢的生产方法，特别涉及一种低碳钢的生产方法，属于转炉炼钢技术领域。
背景技术
现有技术中转炉冶炼低碳钢钢水的处理工艺是，转炉冶炼终点1670～1700℃出钢；转炉出钢合金化过程中，对钢水进行全脱氧，然后对钢包顶渣进行改性脱氧；吹氩站喂入铝线，调整钢水铝含量。该工艺存在两方面的缺陷：一是转炉冶炼终点温度高，高温往往带来强氧化性的钢水，氧含量一般大于0.065％，且出钢过程下渣量增大，不利于钢水中夹杂物的源头控制；二是出钢过程对钢水进行全脱氧，铝铁合金的烧损大，脱氧成本高，同时，铝铁合金的大量氧化，产生大量的三氧化二铝，导致后续工序的板坯连铸机在浇铸板坯时三氧化二铝堵塞中间包的水口故障频发，影响连铸正常生产，影响产品质量，不利于提高产品的竞争力。
中国专利CN 103468853A公开了“一种低碳钢的冶炼方法”，该专利对降低钢中碳的含量和节约冶炼用的原材料进行了介绍。中国专利CN 1415764A公开了“一种钢液脱氧和净化的方法”，脱氧剂加入钢液时，向钢液中喷吹碳酸钙微粉，并对钢液内使用旋转叶片的搅拌装置进行搅拌，去除钢水中的夹杂物；钢水冶炼成本高，也未公开钢水洁净度的水平。中国专利CN 102212642A公开了“一种提高转炉冶炼超低碳钢终点纯净度的控制方法”，该专利公开了转炉脱碳中后期加入含锰材料，提高转炉终点钢水锰含量至0.15％～0.30％，降低了炉渣氧化性，减少了脱氧合金消耗，从而提高了钢水质量。中国专利CN 102634641A公开了“转炉出钢钢液脱氧方法”，该专利公开了转炉出钢前，向钢包内加入由碳粉、SiC和CaC2混合的预脱氧剂1.75～4.0kg/t，转炉1660～1700℃的条件下出钢，出钢过程中加入硅铝钡钙或铝铁深脱氧剂0.5～2.5kg/t；出钢前向钢包内加入碳粉、SiC和CaC2混合的预脱氧剂有一定的安全风险，高的出钢温度使得铝铁合金的消耗量大，并不经济。
现有技术尚缺乏稳定低碳钢低成本、高质量的生产方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳钢的生产方法，主要解决现有技术中转炉冶炼的低碳钢中夹杂物控制困难不能满足板坯连铸机的正常浇铸、低碳钢生产成本高的技术问题。
本发明采用的技术方案是：一种低碳钢的生产方法，包括以下步骤：
a、采用转炉顶底复合冶炼，投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水78％～92％，余量为轻型废钢；控制转炉冶炼终点钢水温度为1620～1640℃；转炉终点钢水中的碳的重量百分含量为0.025％～0.10％，出钢过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为20～40Nm3/h，当转炉出钢的钢水量达钢水总量的25％～35％时，向钢包中加入脱氧合金，控制钢液中的氧的重量百分含量为0.02％～0.03％；
b、将钢包中的钢水运至吹氩站，加入脱氧剂对钢水进行二次脱氧，控制钢水中的氧的重量百分含量为0.005％～0.015％；吹氩站处理过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为10～30Nm3/h；
c、将经二次脱氧后的钢水由吹氩站运至精炼炉，在精炼炉向钢包内的钢水中加入生石灰进行造渣，加热钢水温度至1580～1595℃；然后加入脱氧剂对钢水进行终脱氧，控制钢液中的氧的重量百分含量≤0.0010％；最后加入低碳低硅复合脱氧剂对钢包渣进行改性，控制钢包渣中w(CaO)/w(Al2O3)的值为1.0～1.5；精炼炉处理过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为20～40Nm3/h；
d、对喂完铝线钢水进行弱搅拌，弱搅拌钢水时间为6～10分钟，得合格钢水。
进一步，本发明步骤a中，使用的脱氧合金为铝铁合金和锰铁合金,所述铝铁合金的加入量根据式1确定，式1：X1＝(28～32)×([％O]1-0.02)，式1中，X1为铝铁合金的加入量，单位为kg/t钢，[％O]1为转炉冶炼终点钢水中氧的重量百分含量；所述锰铁合金的加入量根据式2确定，式2：X2＝15×([％Mn]-0.08)，式2中，X2为锰铁合金的加入量，单位为kg/t钢，[％Mn]为低碳钢成品中锰的重量百分含量要求。
本发明步骤b中，钢水二次脱氧使用的脱氧剂为铝线，所述铝线的加入量根据式3确定，式3：X3＝14×([％O]2-0.01)，式3中，X3为铝线加入量，单位为kg/t钢，[％O]2为进吹氩站时钢水中氧的重量百分含量。
本发明步骤c中，所述生石灰的加入量为2.6～3.6kg/t钢，生石灰化学成分的重量百分比为CaO 90～98％、SiO22～5％、烧损和其它成分之和≤5％；所述钢水终脱氧使用的脱氧剂为铝线，铝线的加入量根据式4确定，式4：X4＝0.15+14×[％Als]，式4中，X4为铝线加入量，单位为kg/t钢，[％Als]为低碳钢成品中酸溶铝的重量百分含量；所述低碳低硅复合脱氧剂的加入量为0.8～1.2kg/t钢，低碳低硅复合脱氧剂化学成分的重量百分比为Al 26％～30％、Al2O340％～50％、CaO 15％～25％、SiO2≤10％、H2O≤1％。
本发明步骤d中弱搅拌钢水控制吹氩过程中钢液裸露面直径≤200mm时效果为佳。
本发明通过转炉采用较低的出钢温度、铝铁合金和铝线逐步对钢液进行脱氧、LF炉造渣以及对钢水进行弱搅拌的方法，提高了操作的稳定性、提高了钢水质量和降低了冶炼成本。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明提高了操作的稳定性，转炉采用较低的出钢温度利于吹炼终点控制；钢水采用三次脱氧，逐步降低钢液中的氧含量，利于脱氧剂利用率的稳定，利于脱氧操作。2、本发明提高了钢水质量，转炉采用较低的转炉出钢温度，转炉终点钢水氧含量得到了降低，可以从源头上控制夹杂物的生成量，同时也有利于有害元素磷含量的控制；钢水的一次和二次脱氧，保持了钢水中存在一定的氧含量，避免了钢液氮含量的增加，同时也控制了终脱氧时夹杂物的产生量；钢水终脱氧，保证了钢水氧含量降低到一个很低的水平；LF炉进行造渣和钢包渣改性，可以控制钢包渣中w(CaO)/w(Al2O3)的值为1.0～1.5，有利于吸附钢水中的夹杂物，提高钢水洁净度，可以控制钢水全氧含量不大于20ppm，解决板坯连铸机不能正常浇铸的技术问题。3、本发明降低了冶炼成本，转炉较低温度出钢，减少转炉造渣辅料的消耗，也缩短了转炉的冶炼周期；转炉终点钢水较低的氧含量及钢水的三次脱氧，提高了脱氧剂的利用效率，减少脱氧铝铁合金的消耗；板坯连铸机连续浇注炉数由10包钢水提高至14包钢水，降低低碳钢吨钢冶炼成本13元。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如表1至表4所示的实施例，以150吨的顶底复吹转炉冶炼牌号为340CQ-1汽车内板钢为例，转炉冶炼过程底吹气体为氩气。技术方案包括：转炉冶炼、转炉较低温度出钢并脱氧、在吹氩站进行钢水处理和在精炼炉对钢水进行精炼。具体操作如下：
表1本发明转炉冶炼金属料参数
表2本发明转炉冶炼指标和终点钢水控制参数
表3本发明转炉出钢和精炼处理钢水冶炼参数
表4本发明成品钢水化学成份及洁净度参数
本发明公开的钢水处理方法，钢水成品磷平均含量为95ppm，相比现有技术下降70ppm；钢水全氧平均含量为16.5ppm，相比于现有技术下降8ppm。钢水有害元素磷含量大幅度降低，钢水洁净度得到大幅度提升，产品质量得到提高，降低吨钢钢水生产成本13元。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种低碳钢的生产方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
a、采用转炉顶底复合冶炼，投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水78％～92％，余量为轻型废钢；控制转炉冶炼终点钢水温度为1620～1640℃；转炉终点钢水中的碳的重量百分含量为0.025％～0.10％，出钢过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为20～40Nm3/h，当转炉出钢的钢水量达钢水总量的25％～35％时，向钢包中加入脱氧合金，控制钢液中的氧的重量百分含量为0.02％～0.03％；
b、将钢包中的钢水运至吹氩站，加入脱氧剂对钢水进行二次脱氧，控制钢水中的氧的重量百分含量为0.005％～0.015％；吹氩站处理过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为10～30Nm3/h；
c、将经二次脱氧后的钢水由吹氩站运至精炼炉，在精炼炉向钢包内的钢水中加入生石灰进行造渣，加热钢水温度至1580～1595℃；然后加入脱氧剂对钢水进行终脱氧，控制钢液中的氧的重量百分含量≤0.0010％；最后加入低碳低硅复合脱氧剂对钢包渣进行改性，控制钢包渣中w(CaO)/w(Al2O3)的值为1.0～1.5；精炼炉处理过程钢包底吹全程氩气，氩气流量为20～40Nm3/h；
d、对喂完铝线钢水进行弱搅拌，弱搅拌钢水时间为6～10分钟，得合格钢水。
2.如权利要求1所述的一种低碳钢的生产方法，其特征是，所述步骤a中转炉出钢过程使用的脱氧合金为铝铁合金和锰铁合金，所述铝铁合金的加入量根据式1确定，式1：X1＝(28～32)×([％O]1-0.02)，式1中，X1为铝铁合金的加入量，单位为kg/t钢，[％O]1为转炉冶炼终点钢水中氧的重量百分含量；所述锰铁合金的加入量根据式2确定，式2：X2＝15×([％Mn]-0.08)，式2中，X2为锰铁合金的加入量，单位为kg/t钢，[％Mn]为低碳钢成品中锰的重量百分含量要求。
3.如权利要求1所述的一种低碳钢的生产方法，其特征是，所述步骤b中钢水二次脱氧使用的脱氧剂为铝线，所述铝线的加入量根据式3确定，式3：X3＝14×([％O]2-0.01)，式3中，X3为铝线加入量，单位为kg/t钢，[％O]2为进吹氩站时钢水中氧的重量百分含量。
4.如权利要求1所述的一种低碳钢的生产方法，其特征是，所述步骤c中生石灰的加入量为2.6～3.6kg/t钢，生石灰化学成分的重量百分比为CaO 90～98％、SiO2 2～5％、烧损和其它成分之和≤5％；所述步骤c中钢水终脱氧使用的脱氧剂为铝线，铝线的加入量根据式4确定，式4：X4＝0.15+14×[％Als]，式4中，X4为铝线加入量，单位为kg/t钢，[％Als]为低碳钢成品中酸溶铝的重量百分含量；所述步骤c中低碳低硅复合脱氧剂的加入量为0.8～1.2kg/t钢，低碳低硅复合脱氧剂化学成分的重量百分比为Al 26％～30％、Al2O3 40％～50％、CaO 15％～25％、SiO2≤10％、H2O≤1％。
5.如权利要求1所述的一种低碳钢的生产方法，其特征是，所述步骤d中弱搅拌钢水控制吹氩过程中钢液裸露面直径≤200mm。
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