[发明专利]低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金炉外精炼技术领域，具体地指一种低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法。

背景技术

低硅铝钢中的硅含量一般小于0.08%，有些钢种甚至更低，在精炼过程中，即使严格控制含硅元素的合金加入，仍然会存在增硅现象。尤其是开浇炉，由于保证夹杂物充分上浮以及配合铸机节奏等原因，使得精炼时间长，造成增硅现象明显，各种成份出格无法开浇，使生产容易陷于停顿，因此控制低硅铝钢在钢包精炼炉精炼过程中的增硅现象是一项很重要的工作。

在现有的精炼技术中，为保证去除氧化性夹杂物，使这些夹杂物能被充分吸附，一般采用造还原性白渣的技术，特别是为充分去除钢中的铝系夹杂物，防止钢水在浇铸过程中结瘤，更是采用大渣量造白渣技术，在这样的还原性气氛下，夹杂物虽然被去除，但导致终渣碱度大于9，FeO与MnO的含量之和小于熔渣总重量的0.6%，渣中的硅被钢中的铝还原到钢水中，使钢水增硅，该过程一般按以下原理进行：

其中，ΔG=-111.23+0.0193T

从该反应所需的热力学条件来看，在精炼处理平均温度达到1600℃时，ΔG=-75.1<0，说明反应向正向进行，朝增硅的趋势发展。在钢包精炼炉精炼过程中，由于底吹氩搅拌的作用，增加了钢渣界面的面积，由液-液相反应的动力学模型——双模理论可知，反应的相界面面积增加，会导致界面化学反应速率增加，为增硅反应提供了良好的动力学条件使反应更容易向增硅的方向进行。由此可见，低硅铝钢在精炼过程中增硅是不可避免的。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种工艺简单，合理调控精炼渣的还原性，既降低了石灰、精炼渣和铝丸消耗，满足钢水脱氧造渣的要求，又保证钢水的硅含量控制在合理范围，同时生产效率特别高的低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法。

为实现上述目的，本发明所设计的低硅铝钢精炼工艺中控制硅含量的方法，包括如下步骤：1）通过氩站将钢包中的钢水初步造渣，随后将钢包吊至钢包精炼炉中；2）测定钢水温度，根据测定的实际钢水温度、1630℃的加热目标值和3～5℃/分钟的升温速度确定加热时间，保证一次加热到位，并在加热过程中加入石灰和精炼渣，其中，钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1.75～2.25∶0.85～1.17，同时，根据渣样颜色及处于氩站阶段钢水的成分，按照不同钢种中酸溶铝含量的上限加入铝丸；3）钢水加热结束后软吹3～5分钟，软吹后取渣样，根据渣样的颜色及渣的流动性，补加石灰和精炼渣，其中，钢水、石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶1～3∶2～4，保证渣子具有良好流动性的同时使渣的颜色调整到浅绿色，然后根据渣子的成分在渣面铺撒铝丸，确保加入的铝丸不会使酸溶铝含量超过其中上限；4）铺撒铝丸后再次软吹3～5分钟，软吹后喂入500～800m的钙铁线，最后送上连铸机，保证终渣碱度控制在4.8～5.2之间，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的1.0～1.5%。

作为优选方案，在步骤2）中，加热过程中钢水与加入的石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶2∶2。

进一步地，在步骤3）中，钢水加热结束后软吹4分钟，钢水与补加的石灰和精炼渣的重量份分别为1150∶2.2∶3。

再进一步地，在步骤4）中，软吹4分钟后加入700m的钙铁线，并保证终渣碱度控制在5.0，FeO和MnO含量之和控制在熔渣总重量的1.3%。

还进一步地，所述软吹为将氩气调整到使渣面蠕动的状态。

更进一步地，在步骤2）中，加热过程中升温速度为4℃/分钟。

本发明的工作原理是这样的：由前述的背景技术可知，要控制钢水增硅，必须采用控制渣中硅的来源、降低精炼渣的还原性、降低吹氩强度、减少加热次数和时间等手段。

上述步骤2）中，测温是为了确定加热的时间，在加热过程中，钢水搅动大，铝的损耗比较高，温度低时应当适量多加铝丸，保证前期脱氧充分，加入石灰和精炼渣是为了早成渣，加入的量不大是为了控制渣子的还原性，因为渣量大势必要加入更多的铝丸，以保证酸溶铝含量在合理范围内，而加入大量的铝丸会使渣子的还原性变强，所以控制加入量可以从源头上控制渣中硅的来源。

上述步骤3）中，加热完后不能马上取渣样，刚加热完后的渣子氧化性偏强，渣子的成份还不均匀，过早取样会导致对渣子的颜色判断失误。每炉钢在钢包精炼炉中处理的时间不太长，来不及送渣样看碱度和氧化性等数据，只能通过渣子的颜色判断碱度，从平时统计的颜色与碱度的关系来看，颜色越白，碱度越高；颜色偏绿，碱度较低。根据渣子的颜色适当的加入石灰，来控制碱度。