[发明专利]一种提高转炉冶炼超低碳钢终点纯净度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁材料生产领域，尤其涉及一种提高转炉冶炼超低碳钢终点纯净度的控制方法。

背景技术

随着市场对纯净钢需求的不断增加，为了占有更大的市场份额和追求更高的利润，国内各大钢厂在薄板坯生产线上开发和创新了许多纯净钢生产新技术，不断扩大高附加值产品的生产。这些产品大多是超低碳钢种，为满足精炼工序，要求转炉冶炼时终点钢水的[C]小于0.05％，这势必增加转炉终点钢水和炉渣的氧化性，影响转炉脱硫效果，增加脱氧合金的消耗，影响钢水质量，也增加了炉体维护的难度。通常精炼工序中终点钢水的[C]小于0.05％是所用脱氧剂为含铝脱氧剂，增加含铝脱氧剂的用量会增加钢水中因脱氧生产的夹杂物，加重了对溅渣层的侵蚀，增加耐火材料的消耗和冶炼成本，由于含铝脱氧剂不能增强CaO的脱硫能力，不能解决冶炼终点脱硫率不稳定的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种提高转炉冶炼超低碳钢终点纯净度的控制方法，该控制方法能降低炉渣的氧化性，提高溅渣护炉的效果，减少耐火材料的消耗；炉渣氧化性的降低也提高了炉渣的脱硫能力；降低脱氧合金的消耗，提高了钢水的质量。

本发明采用的技术方案是：

一种提高转炉冶炼超低碳钢终点纯净度的控制方法，在转炉冶炼超低碳时脱碳中后期加入含锰材料；进一步的，所述控制方法含锰材料的加入量为使转炉冶炼超低碳钢终点钢水锰含量在0.15％-0.25％；所述含锰材料锰含量为40～60％。所述含锰材料作为CaO脱硫的促进剂和稳定剂。

附图说明

图1转炉冶炼低碳钢水终点C-O关系图

图2转炉终点钢水残锰对炉渣(FeO)的影响图

图3转炉终点硫含量频率分布图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

一种转炉冶炼超低碳钢终点氧含量的控制方法，在转炉冶炼超低碳钢脱碳中后期从高位料仓加入锰含量在40％-60％的含锰材料；使转炉冶炼超低碳钢终点钢水锰含量在0.15％-0.30％，一般控制锰含量在0.20％左右。

在转炉冶炼的大部分时间里，由于碳的激烈氧化，钢水的氧化性是由脱碳过程所控制的。并且由下列方程式来确定：

[O]_实＝[O]_平，气泡+Δ[O]    (1)

式中：[O]_平，气泡——与一氧化碳气泡相平衡的氧含量，％；

Δ[O]——与平衡氧含量相比而得的过剩氧量，％；

在吹炼终点，转炉溶池碳含量降到0.1％以下时，熔池的大部分区域里，锰会发生如下反应：

[Mn]+(FeO)＝(MnO)+[Fe]      (2)

[Mn]+[O]＝[MnO]             (3)

钢水中锰发生如上反应后，炉渣中的(FeO)和钢中的氧降低，锰限制了渣中氧化铁活度和钢中氧含量[O]_实的增长，导致Δ[O]值降低，从而控制了钢水和炉渣氧化性。

在转炉冶炼超低碳钢的终点时，当残锰含量达到一定量，钢水中锰的氧化速度和它的含量均超过了碳的氧化速度及它在钢水中的含量，从而强化了锰对熔池氧化性的影响。

经计算，转炉终点炉渣的γMnO/γFeO≈1。而终点钢液[Mn]与[C]含量很低，也可以看作f_Mn＝1，因此：

Ln K_Mn＝6447/T-2.94        (4)

[Mn]＝(％MnO)/K_Mn·(％FeO) (5)

根据式(4)、(5)可见，影响终点钢水余锰因素有三个，也即终渣∑(FeO)越低，(MnO)越高，终点温度越高，则残[Mn]就越高。

通过提高转炉终点锰含量，从而控制冶炼超低碳钢终点钢水的氧含量。

如图1所示，区域A为终点钢水残锰小于0.06％的炉次，区域B为终点钢水残锰大于0.20％的炉次。终点碳含量在0.02％～0.04％范围内时，区域A炉次钢水的氧含量则远离平衡曲线，这说明在该区域钢水过氧化严重，区域B炉次钢水的氧波动在平衡曲线附近。从区域A与区域B对比表明在终点碳含量为0.04％左右时提高终点残锰含量可以明显降低终点钢水氧含量；另外从区域B可以看出有不少炉次终点钢水的[O]_实低于[O]_平，气泡，Δ[O]值变为负值，这也证明了在冶炼低碳钢水时终点残锰高的情况下钢水的氧化性由残锰控制。