一種防止中碳鋼澆注絮流的脫氧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可防止中碳鋼澆注絮流的低成本脫 氧方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，轉(zhuǎn)爐冶煉中碳鋼（C 0. 25~0. 60% )大都采用增碳法來滿足出鋼溫度及終 點(diǎn)[P]的要求，終點(diǎn)碳基本都控制在0.10%以下。為保證轉(zhuǎn)爐碳成分的穩(wěn)定控制和鋼渣改 質(zhì)效果，采用轉(zhuǎn)爐出鋼過程錳、硅、鋁復(fù)合脫氧的工藝，出鋼后加入改性劑2kg/噸鋼，氬站 吹氬3分鐘后吊至精煉位進(jìn)行精煉處理。如果中碳鋼的成品硫含量小于0. 010%，需要在 LF爐或其它具有脫硫功能的精煉位脫硫處理，如果中碳鋼明確要求鋼水中[H]含量不大于 2ppm，則需要進(jìn)行真空脫氣處理。上述工藝存在的主要問題是：
[0003] 1)出鋼過程中加入鋁，使得原本可以起到脫氧作用的硅，僅起合金化的作用，絕大 部分的氧被鋁脫除，產(chǎn)生大量的A1 203進(jìn)入鋼中。
[0004] 2)在連鑄澆注過程中經(jīng)常發(fā)生絮流換浸入式水口、絮流掉棒的現(xiàn)象。因此為改善 絮流現(xiàn)象，需要在精煉喂入硅鈣線，不僅增加了噸鋼成本，而且鋼水澆注過程中的絮流情況 僅僅是稍有改善，并沒有得到根本性的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種可防止中碳鋼澆注絮流的脫氧方法，其目的旨在通過轉(zhuǎn)爐出鋼 硅、錳合金無鋁脫氧，精煉無鋁脫氧等方法降低中碳鋼的脫氧成本，減少中碳鋼的A1 203夾 雜，達(dá)到防止中碳鋼澆注過程中產(chǎn)生絮流的目的。
[0006] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0007] -種防止中碳鋼澆注絮流的脫氧方法，其特征在于：
[0008] 1、轉(zhuǎn)爐在充分脫磷的情況下，控制終點(diǎn)C > 0. 10%，出鋼過程中不加入含鋁脫氧 合金，只加入錳類、硅類合金以及增碳劑；合金化后爐后吹氬2~3min，鋼中[0]控制在 30 ~60ppm〇
[0009] 2、精煉無錯脫氧：
[0010] 工藝路線按對鋼種成品s與Η的要求，走單一 LF精煉工位或者具有脫硫與脫氫要 求的精煉LF+RH雙聯(lián)工位處理：
[0011] a、如果中碳鋼種要求成品S含量彡0. 010%，轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼水硫含量不滿足要求， 則需要進(jìn)入LF精煉進(jìn)行脫硫處理，不論鋼水需不需要脫硫，為了盡可能減少鋼水中A1 203夾 雜，采用既能夠脫鋼、渣中氧，又可以脫硫的CaC2(電石）代替有強(qiáng)脫氧作用的鋁線段脫硫。 CaC2代替A1的比例為1.8 :1。
[0012] 用錯脫氧鋼水脫硫反應(yīng)為：
[0013] 3(Ca0)+2[Al]+3[S] = (A1203)+3 (CaS)
[0014] 用CaC2脫硫的反應(yīng)式為：
[0015] (CaC2)+2[0] = (Ca0)+2C0 f
[0016] (CaO) + [S] = (CaS) + [0]
[0017] (CaC2) + [S] = (CaS)+2C
[0018] 由上述反應(yīng)可知，使用電石脫氧，生成的是氣體C0,從而避免了引起絮流的A120 3 夾雜物大量生成。
[0019] b、如果中碳鋼種要求鋼中的[H]含量彡2ppm，則進(jìn)行真空脫氣，要求真空處理的 真空度小于〇. 2kPa，真空處理時間不小于15min。這是因?yàn)?，鋼水溫度?600°C時，當(dāng)真空 室的真空度在〇. 5kPa時，[H]的飽和溶解度為1. 7ppm，當(dāng)真空室的真空度在0. lkPa時，[H] 的飽和溶解度為0. 78ppm。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際統(tǒng)計(jì)，真空度不大于0. 2kPa時，處理時間不小于 15min時，鋼水中的氫不大于1. 2ppm。
[0020] c、真空精煉處理時，利用鋼水中的碳脫除鋼水中的氧代替常規(guī)工藝的鋁脫氧，使 其產(chǎn)生碳氧反應(yīng)，即：[c] + [o] = co,因?yàn)镃-0反應(yīng)產(chǎn)物為C0和C02，不污染鋼水。這是因 為：在真空條件下，P〇3降低，平衡向生成C0的方向移動，真空條件下碳的脫氧能力隨真空度 的提高而提高，對于碳含量在〇. 25~0. 60%的中碳鋼，當(dāng)真空室的真空度為0. lkPa，其RH 處理平衡氧含量為2~3ppm。
[0021] 本發(fā)明的有益效果為：
[0022] 1、中包鋼水氧電解檢驗(yàn)表明，中包的全氧中絕大部位是三氧化二鋁中的氧，本發(fā) 明通過無鋁經(jīng)濟(jì)性脫氧，鋼中的T [0]不大于lOppm，因此，鋼水潔凈度得到極大的提高，從 而避免了 A1203夾雜過多，從而產(chǎn)生絮流的可能性。
[0023] 2、現(xiàn)有技術(shù)在連鑄澆注5~6罐（約350min)后，塞棒開度開始呈上漲趨勢，絮流 現(xiàn)象開始明顯，到澆注750min左右，塞棒開度可以達(dá)到95~100mm。而本發(fā)明在澆注過程 中，塞棒開度始終呈下降趨勢，因而對改善絮流現(xiàn)象效果明顯。
[0024] 3、脫氧合金消耗降低3kg/噸鋼左右，含硅類合金消耗增加0. 3kg/噸鋼，合金總成 本降低約19元/噸。
【附圖說明】
[0025] 圖1是不同真空室壓力條件下C_0平衡關(guān)系圖；
[0026] 圖2是中包全氧與鑄坯內(nèi)的夾雜物含量關(guān)系圖；
[0027] 圖3是實(shí)施例與常規(guī)工藝鋼水澆注過程塞棒曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以260噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中碳鋼為例。其鋼種成分wt%為：
[0029]
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] 1、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳0. 105%，終點(diǎn)氧值315ppm，出鋼1/4時開始加入合金，合金加入量 為：高碳錳鐵2. 5噸，硅鐵1. 1噸，增碳劑1噸。出完鋼鋼水到達(dá)爐后吹氬站，鋼水吹氬3min， 鋼水稱量重量264噸。鋼水成分，碳0.38%，硅0.24%，錳0.64%。氧值38ppm。
[0032] 2、LF精煉工序，根據(jù)氧值加入電石（CaC2) 80kg，吹氬攪拌6min。然后造白渣進(jìn)行 頂渣改質(zhì)。頂渣改質(zhì)后，取樣，鋼水成分：A1:0. 002%，鋼中氧含量6ppm。鋼水的硫含量： 0. 003%。
[0033] 3、RH工序：進(jìn)站后鋼水進(jìn)行深真空脫氣，處理lOmin后取樣，鋼水成分：Η : 1. Oppm，鋼中氧含量2ppm。
[0034] 4、連鑄燒注過程塞棒開度一直穩(wěn)定在75mm左右。
[0035] 實(shí)施例2:
[0036] 1、轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳0. 075%，終點(diǎn)氧值375ppm，出鋼1/4時開始加入合金，合金加入量 為：高碳錳鐵2. 5噸，硅鐵1. 1噸，增碳劑1噸。出完鋼鋼水到達(dá)爐后吹氬站，鋼水吹2min， 鋼水稱量重量264噸。鋼水成分，碳(λ 38%，硅(λ 26%，錳(λ 64%。氧值38ppm。
[0037] 2、LF精煉工序，根據(jù)氧值加入電石（CaC2)80kg，吹氬攪拌5~lOmin。然后造白渣 進(jìn)行頂渣改質(zhì)。頂渣改質(zhì)后，取樣，鋼水成分：A1 :0. 002%，鋼中氧含量6ppm。鋼水的硫含 量：0. 003%。
[0038] 3、RH工序：進(jìn)站后鋼水進(jìn)行深真空脫氣，處理lOmin后取樣，鋼水成分：Η : 1. Oppm，鋼中氧含量2ppm。
[0039] 4、連鑄燒注過程塞棒開度一直穩(wěn)定在75mm左右。
[0040] 圖1是不同真空室壓力條件下C-0平衡關(guān)系圖，由圖1可以看出，在PRH在0. lkPa 的水平、鋼中碳含量在0. 06%以下時，平衡氧含量很快就達(dá)到接近0的水平，中碳鋼碳含量 在0. 25~0. 60 %，RH處理平衡氧含量平均在2-3ppm，鋼水脫氧程度和純鋁脫氧相同。
[0041] 由圖2可見，中包全氧與鑄坯內(nèi)的夾雜物含量的關(guān)系，中包的全氧中絕大部位是 三氧化二鋁中的氧，通過本發(fā)明無鋁經(jīng)濟(jì)性脫氧，鋼中的T [0]不大于lOppm，因此，鋼水潔 凈度得到了非常大的提高，避免了 A1203夾雜過多，從而防止了產(chǎn)生絮流的可能性。
[0042] 圖3是實(shí)施例與常規(guī)工藝鋼水澆注過程塞棒曲線圖，其中矩形塊曲線為常規(guī)工藝 鋼水澆注過程塞棒曲線，圓形塊曲線為本發(fā)明實(shí)施例鋼水澆注過程塞棒曲線。從中可以看 出，常規(guī)工藝下，澆注5-6罐（約350min)塞棒開度開始呈上漲趨勢，絮流現(xiàn)象開始明顯，到 燒鑄750min左右塞棒開度可以達(dá)到95-100mm，而本發(fā)明方法則在鋼水燒注過程中塞棒開 度呈下降趨勢，因而本發(fā)明脫氧工藝對改善絮流現(xiàn)象效果明顯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防止中碳鋼澆注絮流的脫氧方法，其特征在于： (1) 轉(zhuǎn)爐在充分脫磷的情況下，控制終點(diǎn)C> 0. 10%，出鋼過程中不加入含鋁脫氧合 金，只加入錳類、硅類合金以及增碳劑；合金化后爐后吹氬2~3min，鋼中[0]控制在30~ 60ppm； (2) 精煉無鋁脫氧： 工藝路線按對鋼種成品S與Η的要求，走單一LF精煉工位或者具有脫硫與脫氫要求的 精煉LF+RH雙聯(lián)工位處理： a、 如果中碳鋼種要求成品S含量< 0. 010%，轉(zhuǎn)爐出鋼后鋼水硫含量不滿足要求，則一 律用CaC2代替A1進(jìn)行脫硫，CaC2代替A1的比例為1. 8 :1，以減少引起絮流的A1203夾雜； b、 如果中碳鋼種要求鋼中的[H]含量< 2ppm，則進(jìn)行真空脫氣，控制真空室的真空度 小于0. 2kPa，真空處理時間不小于15min; c、 真空精煉處理時，利用鋼水中的碳脫除鋼水中的氧代替常規(guī)工藝的鋁脫氧，使其產(chǎn) 生碳氧反應(yīng)，即：[c] + [0] =co,在真空條件下，pra降低，平衡向生成C0的方向移動，真空條 件下碳的脫氧能力隨真空度的提1?而提1?，對于碳含量在〇. 25~0. 60%的中碳鋼，當(dāng)真空 室的真空度為〇.lkPa，其RH處理平衡氧含量為2~3ppm。
【專利摘要】一種防止中碳鋼澆注絮流的脫氧方法，轉(zhuǎn)爐控制終點(diǎn)C≥0.10％，出鋼過程只加入錳類、硅類合金及增碳劑；合金化后爐后吹氬2～3min，鋼中氧控制在30～60ppm。精煉工藝路線按鋼種成品S與H的要求，走單一LF精煉或LF+RH雙聯(lián)工位處理：在LF精煉位處理時，采用CaC2代替鋁脫氧；如要求鋼中的[H]≤2ppm，則須進(jìn)入RH進(jìn)行真空脫氣，真空處理的真空度＜0.2kPa，真空處理時間≥15min。對于真空處理過程中的脫氧，利用鋼水中的碳代替鋁脫除鋼水中的氧。碳含量為0.25～0.60％的中碳鋼，其RH處理平衡氧含量為2～3ppm，鋼水脫氧程度和純鋁脫氧相同。本發(fā)明可提高鋼水潔凈度，減少Al2O3夾雜，在防止絮流產(chǎn)生的同時，減少脫氧合金消耗，降低冶煉成本。
【IPC分類】C21C7/06, C21C7/10, C21C5/28
【公開號】CN105483308
【申請?zhí)枴緾N201410479887
【發(fā)明人】劉文飛, 張立夫, 王魯毅, 金百剛, 馬寧, 劉博 , 李海峰
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月19日