專利名稱:冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法和連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法和連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法。
背景技術(shù):
連鑄是目前普遍采用的鋼鐵鑄造工藝,具體地,將煉好的鋼水(倒在中間包中(可 裝幾十噸鋼水)),液態(tài)的鋼水通過中間包下的小孔垂直地流到不停振動的結(jié)晶器中。結(jié)晶 器外用高壓水不停冷卻,鋼水在結(jié)晶器中形成外部是固態(tài),內(nèi)部還是液態(tài)的形態(tài)。結(jié)晶器外 是一段弧形的冷卻輥道,在該冷卻輥道上拉動鑄坯并使鑄坯依次經(jīng)過水冷區(qū)和空冷區(qū)而得 到全部成固態(tài)的鑄坯。連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時,鋼水中的夾雜物容易在澆注水口形成結(jié)瘤,嚴(yán)重影響了鋼 水的流動速度并使連鑄的拉速產(chǎn)生很大的波動,影響連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量。在連鑄澆注水 口處提取的結(jié)瘤物主要成份為Al2O3 (91重量%以上)。由于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的鋼水出鋼后使 用鋁鐵脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧,然后使用含鋁材料進(jìn)行深脫氧,即對中間包中的低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 鋼水喂鋁。預(yù)脫氧和深脫氧都會在鋼水中形成難熔的Al2O3,進(jìn)而夾雜或懸浮在鋼水中并隨 鋼水流動。另外,由于出鋼到鋼包內(nèi)的鋼渣例如!^0、MnO氧化性很強(qiáng),在澆注過程中,鋼渣 中的氧向鋼水中傳遞并與鋼水中鋁進(jìn)行反應(yīng),從而在鋼水上層生成大量Al2O3,這些Al2O3也 是造成鋼水在澆注后期水口堵塞的主要原因。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能夠提高鋼水純凈度并減少澆注過程中結(jié)瘤的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜 鋼的方法和連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法。本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法包括使用轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉進(jìn)行初煉,然后 將初煉得到的鋼水出鋼到鋼包中;在出鋼過程中進(jìn)行擋渣和預(yù)脫氧,擋渣使得進(jìn)入鋼包的 FeO和MnO的總含量為進(jìn)入鋼包中的鋼水的量的3_5重量%,所述預(yù)脫氧為向鋼水中加入鋁 鐵脫氧劑,所述預(yù)脫氧使得鋼水的氧含量為IO-IOOppm ;在出鋼后對鋼包中的鋼水進(jìn)行精 煉之前,對鋼包中的鋼水進(jìn)行一次喂鋁,所述一次喂鋁為在出鋼后對鋼水喂鋁;對所述一次 喂鋁后的鋼水進(jìn)行精煉并在精煉時進(jìn)行二次喂鋁;去除漂浮在鋼水液面上的夾雜物。本發(fā)明的連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法將通過本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法冶 煉得到的鋼水澆注到結(jié)晶器以被連續(xù)拉動和冷卻。使用本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法可以顯著降低精煉時鋼水的氧含量,從而 減少精煉喂鋁時產(chǎn)生的ai2O3。在出鋼時通過擋渣減少下渣量,因此,使用本發(fā)明的冶煉低 碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法可以提高鋼水的純凈度并顯著減少結(jié)瘤,從而穩(wěn)定連鑄的拉速,改善連鑄生產(chǎn)質(zhì)量。
具體實施例方式本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法包括使用轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉進(jìn)行初煉,然后將初煉得到的鋼水出鋼到鋼包中;在出鋼過程中進(jìn)行擋渣和預(yù)脫氧,擋渣使得進(jìn)入鋼包的 FeO和MnO的總含量為進(jìn)入鋼包中的鋼水的量的3-5重量%,所述預(yù)脫氧為向鋼水中加入鋁 鐵脫氧劑,所述預(yù)脫氧使得鋼水的氧含量為IO-IOOppm ;在出鋼后對鋼包中的鋼水進(jìn)行精 煉之前,對鋼包中的鋼水進(jìn)行一次喂鋁,所述一次喂鋁為在出鋼后對鋼水喂鋁;對所述一次 喂鋁后的鋼水進(jìn)行精煉并在精煉時進(jìn)行二次喂鋁;去除漂浮在鋼水液面上的固體。由于低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼都是通過脫氧材料中的鋁進(jìn)行脫氧,因此,連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 時出現(xiàn)的結(jié)瘤基本上都是Al2O3造成的,低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼都適用本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼 的方法。首先,可以通過轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉降低出鋼鋼水的含氧量,復(fù)合吹煉可以強(qiáng)化熔 池攪拌,促進(jìn)鋼-渣界面反應(yīng),反應(yīng)更接近于平衡狀態(tài),所以顯著地降低了鋼水和熔渣中的 過剩氧含量。轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉是本領(lǐng)域公知的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法,因此,本發(fā)明在此不做詳細(xì) 說明。優(yōu)選地,所述轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉為頂吹氧氣、底吹保護(hù)氣體,頂吹氧氣 20000-30000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時,底吹保護(hù)氣體的強(qiáng)度為0. 015-0. 045Nm3/噸鋼水·π η。例 如,可以在吹煉前期底吹不活潑氣體(例如氮氣),在吹煉后期切換為底吹惰性氣體(例如 氬氣)。另外,所述轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉還包括出鋼后底吹6-lOmin氬氣,強(qiáng)度為0. l-3Nm3/ 噸鋼水· min,以強(qiáng)化出鋼前的終點前攪拌,從而進(jìn)一步降低出鋼鋼水的含氧量。其次,為了減少鋼包中的高氧化性鋼渣與鋼水中的鋁反應(yīng)產(chǎn)生Al2O3,可以在出鋼 時通過擋渣嘴除去大部分高氧化性鋼渣,使得進(jìn)入鋼包的鋼渣FeO和MnO的含量為進(jìn)入鋼 包中的鋼水的量的3-5%,從而降低因鋼渣中的氧與鋼水中的鋁反應(yīng)產(chǎn)生的Al2O3的量。具 體地,擋渣嘴設(shè)置在略低于鋼水液面的位置上,從而將漂浮在鋼水液面上的鋼渣擋住并使 得鋼水從擋渣嘴下方通過。同時,在出鋼過程中,通過向鋼水中加入鋁鐵脫氧劑(Al含量為40-80重量% ) 進(jìn)行預(yù)脫氧,使得鋼水的氧含量為10-100ppm。由于預(yù)脫氧是在出鋼過程中進(jìn)行,預(yù)脫氧形 成的Al2O3有足夠的時間上浮到鋼水表面,易于除去。優(yōu)選地,預(yù)脫氧加入的鋁鐵脫氧劑為 0. I-Ikg/噸鋼水。由于復(fù)合吹煉使出鋼鋼水中的氧含量大大降低,預(yù)脫氧進(jìn)一步使得鋼包中的鋼水 氧含量下降,因此,可以減少對出鋼到鋼包中的鋼水喂鋁所產(chǎn)生的ai2O3。優(yōu)選地,一次喂鋁 時對鋼水喂鋁0. I-Ikg/噸鋼水。更優(yōu)選地,可以在將鋼包從轉(zhuǎn)爐運送到精煉爐的過程中通 過的氬站進(jìn)行一次喂鋁,從而利用氬站的吹氬進(jìn)行攪拌。另外,二次喂鋁后可以吹送氬氣,從而對鋼水進(jìn)行弱攪拌并防止鋼水裸露,以使鋼 水適當(dāng)翻騰,從而使鋼水均勻脫氧并使產(chǎn)生的Al2O3漂浮在鋼水液面上,以便從鋼水中去 除。優(yōu)選地,吹送氬氣的強(qiáng)度為INm3/噸鋼水· min,吹送時間為6-lOmin。另外,一次喂鋁和二次喂鋁時向鋼水中加入的鋁可以為鋁線或者鋁丸。雖然預(yù)脫 氧、一次喂鋁和二次喂鋁都可以降低鋼水的含氧量,但是鋼水在出鋼過程中以及盛放在鋼 包中以從轉(zhuǎn)爐運送到氬站和精煉爐的過程中會接觸到外部環(huán)境中的氧氣,鋼水中的含氧量 并不能保持。因此,優(yōu)選地,可以通過一次喂鋁使得鋼水中氧含量為2-30ppm。針對一次喂 鋁和二次喂鋁之間鋼水含氧量的變化,可以通過二次喂鋁使得鋼水中氧含量為2-20ppm。在進(jìn)行澆注之前可以將上浮到鋼水液面上的夾雜物(主要是固體Al2O3)去除,從而避免Al2O3隨鋼水一起澆注。優(yōu)選地,在出鋼1/3-3/4時進(jìn)行所述預(yù)脫氧,出鋼后2-20min進(jìn)行精煉,從而使預(yù) 脫氧形成的Al2O3有足夠時間上浮到鋼水液面上。本發(fā)明的連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法將通過本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法冶 煉得到的鋼水澆注到結(jié)晶器以被連續(xù)拉動和冷卻。本發(fā)明主要針對冶煉方法進(jìn)行改進(jìn),其 它工序例如澆注、拉動等是本領(lǐng)域公知的方法,在此不做詳細(xì)說明。優(yōu)選地,為了防止連鑄 時鋼水或鋼坯二次氧化,在澆注鋼水過程中和鋼坯被連續(xù)拉動、冷卻過程中,對鋼水和鋼坯 提供惰性氣體保護(hù)。下面通過具體實施例說明本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法和連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜 鋼的方法的優(yōu)點。實施例1復(fù)合吹煉時頂吹純氧20000-30000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時,底吹純氬氣強(qiáng)度 0. 015-0. 045Nm3/噸鋼水·π η,在出鋼后底吹氬氣6_10min,強(qiáng)度為0. l-3Nm3/噸鋼水·π η, 以在出鋼前進(jìn)行強(qiáng)化攪拌,使得出鋼時鋼水含氧量為100-600ppm;出鋼時擋渣使得FeO和 MnO的總含量為3重量%并在出鋼1/3時加入Ikg/噸鋼水的鋁鐵脫氧劑(Al含量為45 重量% )以進(jìn)行預(yù)脫氧,使得鋼水含氧量為10-50ppm;出鋼5min后在氬站進(jìn)行一次喂鋁 0. 3kg/噸鋼水,使得鋼水含氧量為2-10ppm,吹氬強(qiáng)度為0. 4Nm3/噸鋼水·π η,時間為6min ; 鋼水經(jīng)過 LF 爐精煉得到 C 0. 02-0. 07 重量 %,0 2_10ppm,Al 0. 03-0. 06 重量 %,Si 0-0.04 重量%,Mn 0. 25-0. 30重量%的Stb32鋼水,其中LF爐精煉時二次喂鋁0. Ikg/噸鋼水,喂 鋁后向鋼水吹送氬氣,吹氬強(qiáng)度0. 3Nm3/噸鋼水·π η,時間6min ;將該鋼水澆注到結(jié)晶器中 進(jìn)行連鑄并在澆注過程中提供氬氣保護(hù)。實施例2按照實施例1的方法進(jìn)行連鑄,不同之處在于,出鋼時擋渣使得FeO和MnO的總 含量為3. 6%并在出鋼1/2時加入0. 7kg/噸鋼水的鋁鐵脫氧劑(Al含量為60重量% ) 以進(jìn)行預(yù)脫氧,使得鋼水含氧量為60-100ppm ;出鋼后aiiin進(jìn)行一次喂鋁0. Ikg/噸鋼 水,使得鋼水含氧量為10-30ppm ;鋼水經(jīng)過LF爐精煉得到C 0. 02-0. 05%, 0 2-lOppm, Al 0. 05-0. 06%, Si 0-0. 03%, MnO. 20-0. 25%的 Stb34 鋼水,其中 LF 爐精煉時二次喂鋁 0. 5kg/噸鋼水。實施例3按照實施例1的方法進(jìn)行連鑄,不同之處在于,出鋼時擋渣使得FeO和MnO的總含 量為4%并在出鋼3/4時加入Ikg/噸鋼水的鋁鐵脫氧劑(Al含量為65重量%)以進(jìn)行預(yù)脫 氧,使得鋼水含氧量為30-60ppm ;出鋼后15min進(jìn)行一次喂鋁0. 8kg/噸鋼水,使得鋼水含 氧量為 10-30ppm ;鋼水經(jīng)過 LF 爐精煉得到 C 0. 02-0. 07 重量%,0 2_10ppm,Al 0. 03-0. 06 重量%,Si 0-0. 04重量%,Mn 0.25-0. 30重量鋼水,其中LF爐精煉時二次喂鋁 Ikg/噸鋼水。實施例4按照實施例1的方法進(jìn)行連鑄,不同之處在于,出鋼時擋渣使得FeO和MnO的總 含量為5%并在出鋼1/2時加入0. 6kg/噸鋼水的鋁鐵脫氧劑(Al含量為80重量% )以 進(jìn)行預(yù)脫氧,使得鋼水含氧量為50-100ppm ;出鋼后aiiin進(jìn)行一次喂鋁0. Ikg/噸鋼水,使得鋼水含氧量為10-30ppm ;鋼水經(jīng)過LF爐精煉得到C 0. 02-0. 07重量%,0 2-lOppm,Al 0. 03-0. 06重量%,Si 0-0. 04重量%,Mn 0. 25-0. 30重量%的Mb32鋼水,其中LF爐精煉 時二次喂鋁Ikg/噸鋼水。對比例1出鋼時擋渣使得FeO和MnO的總含量為8. 9%并在出鋼1/3時加入Ikg/噸鋼水 的鋁鐵脫氧劑(Al含量為45重量% )以進(jìn)行預(yù)脫氧,使得鋼水含氧量為150-200ppm ;出鋼 后5min進(jìn)行一次喂鋁0. 2kg/噸鋼水,使得鋼水含氧量為30-50ppm ;鋼水經(jīng)過LF爐精煉得 到 C 0. 03-0. 07%, 0 2-10ppm, A10. 05-0. 08%, Si 0-0. 05%, Mn 0. 025-0. 035%的 Stb32 鋼水,LF爐精煉時二次喂鋁Ikg/噸鋼水,喂鋁后向中間包吹送氬氣,吹氬強(qiáng)度INm3/噸鋼 /K · min,時間 6-10min。實施例1-4和對比例1的方法得到的鋼水的連鑄拉速情況如表1所示。序號1-4 分別表示實施例1-4,序號5表示對比例1。其中,vl、v2、v3和v4分別是在連鑄澆注5min、10min、25min和!35min時的拉速, vUv2,v3和v4的單位是m/min ;中間包澆注爐數(shù)是指每個中間包能夠澆注的爐次數(shù)量。表 權(quán)利要求
1.一種冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,該方法包括使用轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉進(jìn)行初煉,然后將初煉得到的鋼水出鋼到鋼包中;在出鋼過程中進(jìn)行擋渣和預(yù)脫氧,擋渣使得進(jìn)入鋼包的FeO和MnO的總含量為進(jìn)入鋼 包中的鋼水的量的3-5重量%,所述預(yù)脫氧為向鋼水中加入鋁鐵脫氧劑,所述預(yù)脫氧使得 鋼水的氧含量為IO-IOOppm ;在出鋼后對鋼包中的鋼水進(jìn)行精煉之前,對鋼包中的鋼水進(jìn)行一次喂鋁;對所述一次喂鋁后的鋼水進(jìn)行精煉并在精煉時進(jìn)行二次喂鋁;去除漂浮在鋼水液面上的固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉為 頂吹氧氣、底吹保護(hù)氣體,項吹氧氣20000-30000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時,底吹保護(hù)氣體的強(qiáng)度 為 0. 015-0. 045Nm3/ 噸鋼水· min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述保護(hù)氣體為惰性氣體和/或氮氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,在出鋼 1/3-3/4時進(jìn)行所述預(yù)脫氧,預(yù)脫氧后2-20min進(jìn)行所述一次喂鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述預(yù)脫氧加入的鋁鐵脫 氧劑為0. I-Ikg/噸鋼水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述一次喂鋁使得鋼水中 氧含量為2-30ppm,二次喂鋁使得鋼水中氧含量為2-20ppm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述一次喂鋁時對鋼水喂 鋁0. I-Ikg/噸鋼水,二次喂鋁時對鋼水喂鋁0. I-Ikg/噸鋼水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,所述方法還包括在精煉后 吹送氬氣,吹送氬氣的強(qiáng)度為0. l-3Nm3/鋼· min,吹送時間為6-lOmin。
9.一種連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,該方法包括將冶煉得到的鋼水澆注到結(jié)晶器中以被 連續(xù)拉動和冷卻,其特征在于,所述冶煉得到的鋼水為通過根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項 所述的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法得到的鋼水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,其中,在澆注鋼水過程中和鋼坯 被連續(xù)拉動、冷卻過程中,對鋼水和鋼坯提供惰性氣體保護(hù)以防止鋼水或鋼坯二次氧化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,該方法包括使用轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉進(jìn)行初煉,然后將初煉得到的鋼水出鋼到鋼包中;在出鋼過程中進(jìn)行擋渣和預(yù)脫氧,擋渣使得進(jìn)入鋼包的FeO和MnO的總含量為進(jìn)入鋼包中的鋼水的量的3-5重量%,所述預(yù)脫氧為向鋼水中加入鋁鐵脫氧劑,所述預(yù)脫氧使得鋼水的氧含量為10-100ppm;在出鋼后對鋼包中的鋼水進(jìn)行精煉之前,對鋼包中的鋼水進(jìn)行一次喂鋁;對所述一次喂鋁后的鋼水進(jìn)行精煉并在精煉時進(jìn)行二次喂鋁;去除漂浮在鋼水液面上的夾雜物。本發(fā)明還提供一種連鑄低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法,該方法將通過本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法冶煉得到的鋼水澆注到結(jié)晶器以被連續(xù)拉動和冷卻。使用本發(fā)明的冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼的方法可以顯著提高鋼水的純凈度并減少連鑄結(jié)瘤。
文檔編號B22D11/16GK102051435SQ20091021143
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者李利剛, 楊森祥, 雷輝, 黃登華 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司