含铝钢种的生产工艺
专利汇可以提供含铝钢种的生产工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 是含 铝 钢 种的生产工艺，特别是在电炉上 冶炼 生产铝含量≥0.020%的钢种的精炼及 连铸 工艺，涉及 冶金 行业金属冶炼技术领域。本发明主要包括电炉EAF冶炼、LF炉精炼、脱 氧 、连铸等具体工艺步骤，采用严格控制冶炼时间和 钢 水 温度 、电炉终点 碳 、出钢下渣、合理的供氧制度、钢水加铝、补铝、喂丝、吹氩、供电、造渣、连铸工序采用全保护无氧化浇注、同时进行 电磁搅拌 的方法达到精确冶炼含铝钢种的目的。本发明的生产工艺具有生产成本低，氧化物夹杂量少且不易在水口结瘤，水口寿命延长的特点，并具有大幅度提高含铝钢的 质量 和产量的优点。，下面是含铝钢种的生产工艺专利的具体信息内容。
1、一种含铝钢种的生产工艺，具体的工艺步骤如下：
(1)电炉EAF冶炼工序；冶炼原料铁水、废钢倒入电炉，在电 炉冶炼过程中，控制电炉终点碳≥0.02％；采用的供氧制度为电炉冶 炼穿井熔化期采用四支炉壁氧枪同时供氧；所述的四支炉壁氧枪是： 二支Module氧枪，一支EBT偏心区氧枪，和一支4#小氧枪，四个 炉壁氧枪的氧流量分别为40m3/min、40m3/min、15m3/min、10m3 /min，在冶炼的熔化至熔清阶段先关闭EBT偏心区氧枪，再关闭其 中一支大流量氧枪，出钢前3-5分钟打开EBT枪，三支氧枪同时供 氧：
(2)LF炉精炼工序包括钢水加铝、补铝、喂丝、吹氩、供电、造 渣：
(3)利用设有挡渣墙的中间包，分离钢水和悬浮钢渣；
(4)连铸工序采用全保护无氧化浇注，同时进行电磁搅拌；
严禁出钢下渣，电炉出钢水时钢渣不能随钢水流出；
所述的精炼工序，是指钢包全程吹氩及脱氧产物变性处理，以促 进Al2O3夹杂上浮；
精炼时，以钢水不裸露为原则，保证100～150/min的吹氩流量； 在钢水温度和成份达到要求时进行合适的喂丝处理，所述的合适的喂 丝处理是指根据钢水中硅、铝的含量进行喂硅钙线处理，硅钙线喂丝 在100-300米之间；
喂丝结束后保证足够的软吹氩时间，所述的软吹氩时间必须保证 在5分钟以上。
2、根据权利要求1所述的含铝钢种的生产工艺，其特征在于： 所述的连铸全保护无氧化浇注，是指从钢包到中间包、中间包到结晶 器采用全保护无氧化浇注；中间包钢水过热度控制在15-40℃之间， 并使用电磁搅拌；浇注时钢水不露红操作；从钢包到中间包采用氩封 长水口保护、中间包到结晶器采用氩封浸入式水口保护；连铸时采用 设有挡渣墙的中间包，正常浇注时中间包钢水液面保证足够的高度； 所述的中间包液面保证足够的高度是指中间包内钢水液面在正常浇 时必须有500mm以上的高度，换钢包期间保证钢水有400mm以上 的高度。
3、根据权利要求1或2所述的含铝钢种的生产工艺，其特征在 于：精炼位补铝根据少补、早补的原则，电炉出钢毕的钢水到精炼烘 烤位，迅速取第一个样本，根据第一个样本的分析结果，迅速补铝。
4、根据权利要求3所述的含铝钢种的生产工艺，其特征在于： 控制电炉终点碳≥0.06％。
5、根据权利要求1或2所述的含铝钢种的生产工艺，其特征在 于：控制电炉终点碳≥0.06％。
一、技术领域
本发明是一种含铝钢种的生产工艺，特别是在电炉上冶炼生产铝 含量≥0.020％的钢种的精炼及连铸工艺，涉及冶金行业金属冶炼技术 领域。
二、背景技术
传统的含铝钢的基本生产工艺路线为：转炉(电炉)→二次精炼→ 脱气→连铸。
由于铝是对钢的终脱氧、晶粒度、夹杂物和钢材韧性特别是低温 冲击韧性等有重大影响的金属元素，优质钢和专用钢对铝含量大多有 严格要求。如船用锚链钢，全铝含量要求不低于0.020％，管线钢以 及含钛、含硼的钢种，含铝要求大于0.015％。多年来的生产实践表 明：钢中铝含量大于0.006％时可浇性差，造成钢包水口和中间包水 口堵塞(也称缩颈、变流)、结晶器液面波动等非正常操作，打乱了炼 钢厂的正常生产节奏，影响到铸坯的表面质量和内在质量，同时钢水 收得率降低，尤其是1302、1502等小断面的铸坯，含铝钢种的开发试 验比较困难。
目前，小方坯连铸是生产铝含量较高的钢种，国内外还没有成熟 的工艺，由于小方坯连铸水口内径较小，而悬浮于钢水中的Al2O3颗 粒与钢水接触时高的界面能使它粘附到耐材表面，相互烧结并形成网 状Al2O3，易于沉积在水口附近而堵塞水口。如何降低钢中氧含量， 最大限度地减少难熔Al2O3夹杂，是控制小方坯连铸含铝钢正常生产 和浇铸的重要技术。
本发明针对Al2O3易在水口内壁上沉积的原因，采取了以下技术 方案来克服上述冶炼难点，从而实现本发明的目的。
三、发明内容
含铝钢水口堵塞机理：含铝钢中，不可避免地存在较多的高熔点 夹杂物，由于氧化物夹杂在水口内结瘤，造成水口堵塞。
Al2O3附着在水口内壁上存在两种观点：1、由于钢液与耐火材料 接触界面能的减少，使钢液中接近水口的Al2O3质点易附着在水口内 表面上。由于边界层的涡流作用，细小的Al2O3粒子发生碰撞、烧结、 长大，逐渐堵塞了水口通道。2、浇注时，水口内壁存在一层粘度较 大的熔融玻璃(主要是SiO2.MnO.Al2O3)，而水口横断面钢液流速呈抛 物线分布，靠近水口附近流速很低，造成熔融玻璃体(主要是 SiO2.MnO.Al2O3)吸附在钢液中悬浮的固体Al2O3粒子----高熔点Al2O3 的沉积，堵塞了水口通道。
Al2O3沉积观点：水口耐火材料孔隙中吸附氧，或由于注流下落 运动造成的负压，把空气吸入水口内壁，与钢液中铝反应生成；悬浮 于钢液中的脱氧产物，在钢水流经水口时，由于紊流作用，把Al2O3 向水口表面输送沉积下来；钢液与水口表面润湿，借助于钢液的脉动， 把铝传送给水口表面与SiO2发生反应形成；钢液经过水口时，因温 度低，使Al-O平衡发生移动，析出的氧与钢中的铝继续反应，生成 Al2O3；钢中Al2O3的颗粒较小，因其熔点高，较粘稠，不能从钢液中 很快浮出，流经水口时，在钢液中成软化态的细小线条夹杂旋转聚集， 彼此接成链条，粘结在表面粗糙的水口内壁上，使水口变细，最后结 瘤。
技术方案：根据以上分析，本发明利用电炉生产含铝钢种，尤其 是铝含量大于0.020％的钢种的电炉生产工艺，其技术方案为：
一种含铝钢种的生产工艺，具体的工艺步骤如下：
1、电炉EAF冶炼工序：铁水、废钢等冶炼原料倒入电炉，在电 炉冶炼过程中，控制电炉终点碳≥0.02％，以便减少初炼钢水的过氧 化现象；采用的供氧制度为电炉冶炼穿井熔化期采用四支炉壁氧枪同 时供氧，在冶炼的熔化至熔清阶段先关闭EBT偏心区氧枪，再关闭 其中一支大流量氧枪，出钢前3-5分钟打开EBT枪，三个氧枪同时 供氧；严禁出钢下渣，电炉出钢水时钢渣不能随钢水流出，以减少铝 的烧损，最终达到减少脱氧产物产生的Al2O3夹杂物及延长Al2O3夹 杂的上浮时间的目的；
2、精炼工序包括钢水加铝、补铝、喂丝、吹氩、供电、造渣；
3、利用设有挡渣墙的中间包分离钢水和悬浮钢渣，以促进Al2O3 夹杂上浮；
4、连铸工序采用全保护无氧化浇注，同时进行电磁搅拌。
所述的精炼工序，是指钢包全程吹氩及脱氧产物变性处理，以促 进Al2O3夹杂上浮；精炼时，以钢水不裸露为原则，保证100～150l/min 的吹氩流量；在钢水温度和成份达到要求时进行合适的喂丝处理，喂 丝结束后保证足够的软吹氩时间；
精炼位补铝根据少补、早补的原则，电炉出钢毕的钢水到精炼烘 烤位，迅速取第一个样本，根据第一个样本的分析结果，迅速补铝； 根据钢中Si、Al的情况喂Si-Ca线，喂丝长度为100-300米之间；
在精炼过程中采取一直吹氩的方法，以使钢水中成份和温度充分 均匀；喂丝结束后保证软吹氩时间，如果软吹氩时间不够，连铸水口 则容易结瘤，如果软吹氩时间过长，则增加能源消耗，钢水温度下降 过大，容易造成连铸粘死，影响生产节奏，故软吹氩时间在5分钟以 上为最佳。
所述的采用中间包分离钢水和钢渣的方法是指采用设有挡渣墙 的中间包，目的是改变钢水在中间包内的流动方向，改善流动轨迹， 增加钢液在中间包的停留时间，促进夹杂物的聚集、长大，促使Al2O3 夹杂上浮。
所述的连铸全保护无氧化浇注，包括从钢包到结晶器全保护浇 注；中间包钢水过热度控制在15～40℃之间，使用电磁搅拌；浇注时 不露红操作，也就是说在浇注过程中，结晶器内钢水表面不裸露于空 气中；从钢包到中间包采用氩封长水口保护，中间包到结晶器使用氩 封浸入式水口保护；中间包液面正常浇注时保证足够的高度，即中间 包内钢水液面正常浇注时必须有500mm以上的高度，换钢包期间保 证钢水有400mm以上的高度。
所述的控制电炉终点碳应大于或等于0.06％。
有益效果：
1、利用以上技术方案生产能够生产出完全符合成份要求、性能 强度的连铸小方坯，成品钢中含氧量小于20ppm，铝含量≥0.020％。
2、本发明的含铝钢生产工艺生产的铝含量≥0.020％的钢种，其 氧化物夹杂Al2O3量少且不易在水口周围结瘤，水口寿命由1-3炉提 高到8-10炉，节约了耐火材料的消耗和生产成本。
3、生产节奏加快，提高钢产量和钢的冶炼质量。钢的内在质量 提高，夹杂物减少，质量异议大为降低，经济效益显著提高。
四、具体实施方式
实施例1，采用100吨超高功率交流电弧炉生产CM690钢种， 其生产工艺如下：
铁水、废钢等炼钢原料约100吨分三批倒入电炉，开始冶炼。电 炉在冶炼过程中，采用的供氧制度为电炉冶炼穿井熔化期采用四个炉 壁氧枪同时供氧，即二支Module氧枪，一支EBT偏心区氧枪，一支 4#小氧枪，氧流量分别为40m3/min、40m3/min、10m3/min、15m3/min； 在冶炼的熔化至熔清阶段先关闭EBT偏心区氧枪，再关闭其中一支 Module氧枪，出钢前3-5分钟打开EBT枪，三支氧枪同时供氧；保 证电炉出钢时终点碳含量C≥0.08％，以减少钢水的过氧化；出钢温 度控制在1630～1670℃，避免出高温钢，减少铝的烧损；电炉出钢至 1/4时向钢包中先加入硅锰铁、锰铁等合金材料，再加入3.5kg/t钢的 铝铁；严禁出钢下渣，即电炉出钢水时钢渣随钢水流出，以减少铝的 烧损；电炉抬炉后，及时开走钢包车；钢包全程吹氩，禁止钢水裸露； 钢包到达精炼位时立即取样1并测温，钢水温度在1560～1590℃为最 佳，根据样1分析结果，及时补铝；精炼过程钢水成份Si含量控制 在0.19～0.20％为宜；Si-Ca处理，根据测得的钢中Si、Al含量，喂入 150～300米的Si-Ca线量；喂丝结束，保证5分钟以上软吹氩时间； 连铸使用设有挡渣墙的中间包，中间包钢水液面保证足够的高度：正 常浇注时在500mm以上，换钢包期间在400mm以上；中间包钢水过 热度控制在15～40℃左右，使用电磁搅拌；氩封全保护浇注，从钢包 到中间包氩封长水口保护，从中间包到结晶器采用氩封浸入式水口保 护。
实施例2，采用100吨超高功率交流电弧炉生产20CrMnTi钢种， 其生产工艺过程如下：
铁水、废钢等炼钢原料约100吨分三批倒入电炉，开始冶炼。电 炉在冶炼过程中，采用的供氧制度为电炉冶炼穿井熔化期采用四个炉 壁氧枪同时供氧，即二支Module氧枪，一支EBT偏心区氧枪，一支 4#小氧枪，氧流量分别为40m3/min、40m3/min、10m3/min、15m3/min； 在冶炼的熔化至熔清阶段先关闭EBT偏心区氧枪，再关闭其中一支 Module氧枪，出钢前3-5分钟打开EBT枪，三支氧枪同时供氧；保 证电炉出钢时终点碳含量C≥0.06％，以减少钢水的过氧化；出钢温 度控制在1630～1670℃，避免出高低温钢，减少铝的烧损；电炉出钢 至1/4时向钢包中先加入硅锰铁、锰铁铬铁等合金材料，再加入2.8kg/t 钢的铝铁；严禁出钢下渣，即电炉出钢水时钢渣随钢水流出，以减少 铝的烧损；电炉抬炉后，及时开走钢包车；钢包全程吹氩，禁止钢水 裸露；钢包到达精炼位时立即取样1并测温，钢水温度在1560～1590 ℃时为最佳，根据样1分析结果，立即补铝；精炼过程钢水成份中的 Si含量控制在0.16～0.17％为宜，温度、成份符合要求后，加入2.2kg/t 钢的钛铁后，钢包开出喂丝进行Si-Ca处理，根据测得的钢中Si、Al含量，喂入150～300米的Si-Ca线量；喂丝结束，保证5分钟以上的 软吹氩时间；连铸使用设有挡渣墙的中间包，中间包钢水液面保证足 够的高度：正常浇注时500mm以上，换包期间在400mm以上；中间 包钢水过热度控制在20～40℃左右，使用电磁搅拌；氩封全保护浇注， 从钢包到中间包氩封长水口保护，从中间包到结晶器采用氩封浸入式 水口保护。
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