本发明涉及炼钢工艺,尤其涉及一种铝镇静钢冶炼方法。
背景技术:
1、钙处理广泛应用于铝脱氧的钢种,精炼过程采用铝脱氧钢,在钢液中产生大量高熔点的al2o3夹杂物,钙处理可以将al2o3夹杂物转变为12cao·7al2o3(c12a7,1455℃)或3cao·al2o3(c3a,1535℃)低熔点夹杂物,不但可以改善水口堵塞,还能够降低夹杂物在轧制过程中的危害。
2、目前,钙处理均采取在lf或rh等精炼过程中或者精炼结束后进行,随后采取充足时间的吹气搅拌等方式,促进夹杂物上浮。但是,根据邓志银等学者的大量实际工业试验发现,钙处理结束后,生成的低熔点液相夹杂物比固态夹杂物更难去除。钙处理后cao-al2o3系夹杂物呈液态或表层为液态,其去除效率相比al2o3和mgo·al2o3等固态夹杂物明显更低,钙处理会降低夹杂物的去除效率。同时,后期工序时间长,会增加大型夹杂物生成的频率。并且,由于钙处理时间一般在30-60秒,短时间内加入较多的钙合金,导致钙的饱和蒸气压大,钙的气化会使钢液剧烈翻腾,吸氧增氮,增大卷渣风险。
3、较多企业在生成铝镇静钢时,比如sphc钢,多采用转炉-渣洗-氩站-连铸的方式。尤其是为追求高产量时,节奏非常快,氩站吹氩时间仅6~8min。在氩站进行喂铝线脱氧后,这么短时间内,夹杂物都来不及充分上浮,如果在出站前进行钙处理,一则因钢中氧化铝含量高,钙处理消耗的钙合金巨大,且还难以控制钙合金的用量,二则,生成的钙铝酸盐较固态氧化铝夹杂难以上浮去除,导致生成大型夹杂物的概率增加。
4、中国专利201210174634.x公开了一种低硅含铝钢的生产方法,lf精炼炉根据转炉钢水合金元素含量确定中碳锰铁、铝线的喂入量进行成分微调;采用ca-fe线进行喂丝处理,钙处理前钢水要求:[al]=0.045-0.060at%。ca-fe线喂入速度≥2.1m/s,要求垂直喂入,ca-fe线喂入量450-600m,[ca]/[al]质量比控制在0.08-0.12;连铸生产时过热度控制在30±5℃,拉速控制在2.2-2.6m/min范围内;开浇时,打车过程中,在中间包t型口内加入10根钙铁线;大包开浇后,在第1、6流塞棒处向中间包内各加入3至5根钙铁线。但是,经验证,该方法具有明显的局限性,因为该发明将450-600m钙线通过t型口和1、6流内加入,每个部位大概各一半,t型口或(1+6流内)各约225-300米,喂线速度>2.1m/s,算下来喂线时间107-142秒。而钙铁线在10秒内会熔化,之后随长水口流入中包的钢液一起,流入结晶器后凝固,t型口和1、6流这107-142秒短时间内钢液中钙严重超标,而大概3min后,钢液还要继续浇注约30min,后面这30min的钢液相当于没有钙线来处理氧化铝夹杂,后面30min水口有很大几率发生结瘤絮死。而且,该发明对钢液中的al含量有明确的限定条件,适用范围受限。
技术实现思路
1、本发明为克服现有技术弊端,提供一种铝镇静钢冶炼方法,将钙处理在钢液向中间包的转移过程中同步进行,即确保了吹氩后钢包内夹杂物具有充分的上浮时间,又实现了快速钙处理、有效避免水口堵塞。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
3、一种铝镇静钢冶炼方法,转炉冶炼、氩站吹氩结束后,将钢液由钢包通过中间包转移至连铸机结晶器内进行连铸;在钢液向中间包转移时,钙线按钙铝比0.1的比例、全程匀速随钢液流同步加入中间包中,钢液在转移过程中与钙线反应实现钙处理。
4、所述钙线全程匀速加入、且钙线的喂入量与钢液的转移流动量相匹配。
5、所述铝镇静钢冶炼方法,具体包括如下步骤:
6、s1、钢液在转炉内冶炼,冶炼结束后进入氩站,向钢液喂铝线、短时间吹氩后,将氩站钢包调运至回转台,接上底吹氩气体,继续促进夹杂物上浮;
7、s2、待钢包调转接上水口并向中间包冲击区注流时,向冲击区全程匀速喂入钙线;钢液经中间包进入连铸机结晶器内,连铸成坯。
8、所述步骤s2中,注流前期,根据之前连浇炉次钢液中铝含量数据计算喂线速度进行喂线;同时从冲击区取钢样并分析得出钢液实时铝含量,并根据实时铝含量对钙线喂线速度进行微调。
9、所述钙线为纯钙线或钙铁线。
10、每秒喂入钙线的长度为ab×107/(ρcηπr2×60t) ,单位为cm;
11、式中,a为钢中的alt含量,单位为%;
12、b为钢液吨量,单位为吨;
13、ρ为钙线的密度,单位为g/cm3;
14、c为钙线中钙的质量百分比,单位为%;
15、η为钙线的收得率,单位为%;
16、r为钙线半径,单位mm;
17、t为一包钢液的浇注时间,单位为min。
18、所述步骤s2中,喂入的钙线优选为螺旋形钙线。
19、本发明的有益效果是:
20、本发明提供了一种铝镇静钢冶炼方法,在钢液向中间包的转移过程中同步进行钙处理,且钙线的喂入速度和喂入量与钢液的转移量相匹配,钢液与钙线充分反应、生成低熔点铝酸钙,有效防止水口堵塞;由于钢液通常需要20min~40min才能完全转入中间包内,即钢液与钙线的接触反应时间长达20min~40min,与原本的1min~2min相比,钙处理反应的时间大大延长,可实现钢液和钙线的充分反应;经试验,采用本发明方法后,水口的使用寿命由6炉显著提升至10~15炉,保证冶炼节奏、降低生产成本。对于快节奏冶炼钢种、例如sphc来说,避免在钢炉内钙处理,可以增加炉内夹杂物的上浮时间,减少含铝夹杂物在钢液中的残留,进而对钢坯及成品钢种中的夹杂物含量、尤其是氧化铝含量实现了有效控制。
21、本发明的钙线喂入量,是根据进入中间包冲击区的钢液铝含量确定的。由于氩站吹氩时钢包内夹杂物的上浮时间延长,含铝夹杂物与钢液得以有效分离,进入中间包冲击区的钢液铝含量是低于氩站内钢液铝含量的。因此,与在钢包内进行钙处理相比,本发明钙线喂入量的计算基准变化,钙线喂入量明显降低,减少了钙线剩余,节省了生产成本。
22、本发明对钙线的喂入速度和喂入量进行了严格限定,使其与钢液的匹配,充分接触下钙线的反应效率高、浪费率低,避免了局部钙浓度过高现象。同时,通过钙线与钢液的匹配,使得生成的铝酸钙绝大多数为低熔点的12cao·7al2o3(c12a7,1455℃)或3cao·al2o3(c3a,1535℃),高熔点铝酸钙的生成量极低,有效避免水口堵塞,影响节流。
23、本发明通过钙线逐渐随流加入的方法,有效改善了钙线在钢液内溶解度差的缺点,同时避免钙线大批量加入后发生的喷溅反应,安全可靠。
24、本发明特别将钙线设计为螺旋状进行加入,对于高度仅为0.8m~0.9m的中间包来说,螺旋状钙线可以在保证钙线喂入量的情况下避免触底,确保钙和氧化铝的充分反应。
1.一种铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:转炉冶炼、氩站吹氩结束后,将钢液由钢包通过中间包转移至连铸机结晶器内进行连铸;在钢液向中间包转移时,钙线按钙铝比0.1的比例、全程匀速随钢液流同步加入中间包中,钢液在转移过程中与钙线反应实现钙处理。
2.根据权利要求1所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:所述钙线全程匀速加入、且钙线的喂入量与钢液的转移浇铸流量相匹配。
3.根据权利要求2所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:所述步骤s2中,注流前期,根据之前连浇炉次钢液中铝含量数据计算喂线速度进行喂线;同时从冲击区取钢样并分析得出钢液实时铝含量,并根据实时铝含量对钙线喂线速度进行微调。
5.根据权利要求3所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:所述钙线为纯钙线或钙铁线。
6.根据权利要求4所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:每秒喂入钙线的长度为ab×107/(ρcηπr2×60t) ,单位为cm;
7.根据权利要求3所述的铝镇静钢冶炼方法,其特征在于:所述s2中,喂入的钙线为螺旋形钙线。
