一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺
阅读：692发布：2020-05-16
专利汇可以提供一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种去除 钢 液中非金属夹杂物的工艺。所述工艺包括以下步骤：将 铁 水 放入顶底复吹转炉进行 冶炼 后出钢，在出钢过程中加入小粒白灰和萤石，出钢结束渣面加缓释 脱 氧 剂 ，出钢结束后钢包底吹氩气搅拌；将 钢水 进行 二次精炼 ；将精炼后的钢水依次进行一次软吹搅拌、到喂线位喂 硅 钙 线和二次软吹搅拌，然后送 连铸 进行全保护浇铸。本发明在二次精炼结束后进行一次软吹，提高钢水Als/Alt比值，然后喂硅钙线，随后进行二次软吹进一步提高Als/Alt比值，可以有效控制B类夹杂物、消耗性原料投入少和可实现多炉连浇等。，下面是一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺专利的具体信息内容。
1.一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：
步骤a：将铁水放入顶底复吹转炉进行冶炼后出钢，在出钢过程中加入小粒白灰和萤石，出钢结束渣面加缓释脱氧剂，出钢后钢包底吹搅拌3～5分钟，底吹氩气流量400～
600NL/min；
步骤b：将钢水进行二次精炼；
精炼后，控制钢包定渣成分包括55～60％CaO，25～30%Al2O3，6～9％MgO，5～
10%SiO2，TFe+MnO≤1.0%；
步骤c：将精炼后的钢水依次进行一次软吹搅拌、到喂线位喂硅钙线和二次软吹搅拌，然后送连铸进行全保护浇铸；
其中，所述步骤c中一次软吹进行5～15min，钢包底吹氩气流量控制在50L/min～
160NL/min；喂硅钙线过程中底吹氩气流量200～400NL/min；二次软吹进行10～15min，钢包底吹氩气流量控制在50L/min～160NL/min，一次软吹后钢液中Als/Alt比值-一次软吹前钢液中Als/Alt比值≥0.01，二次软吹后钢液中Als/Alt比值-一次软吹后钢液中Als/Alt比值≥0.01。
2.根据权利要求1所述的去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于，所述步骤a中小粒白灰的加入量为8kg/t，萤石的加入量为2kg/t。
3.根据权利要求1所述的去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于，所述步骤a中缓释脱氧剂为金属铝，其加入量200kg/t。
4.根据权利要求1所述的去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于，所述步骤b中二次精炼为LF炉造渣精炼、或者RH真空精炼、或者LF炉造渣精炼后再进行RH真空精炼。
5.根据权利要求1所述的去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于，所述步骤c中精炼结束后钢液成分的重量百分含量包括Ca：0.0015%～0.0045%，Alt：0.025%～0.045%，其中，Ca/Alt：0.03～0.15。
6.根据权利要求1所述的去除钢液中非金属夹杂物的工艺，其特征在于，所述钢包底吹采取双路底吹，底吹透气砖采用双环狭缝式透气砖。
一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺
技术领域
[0001] 本发明涉及一种去除钢液中夹杂物的工艺，尤其涉及一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺，属于炼钢精炼控制领域。
背景技术
[0002] 近年来热轧板由于其特殊的输送石油、输送天然气、耐高压、高疲劳等用途对非金属夹杂物的要求日趋严格，钢中A类非金属夹杂物MnS夹杂和B类氧化铝类夹杂物对热轧板的性能危害较突出。目前的炼钢工艺通过低硫和钙处理工艺对A类MnS夹杂物控制稳定，生产过程中更多出现影响热轧板卷合格率的是B类夹杂物。为了满足热轧钢种品质的要求、提高成品合理率需要在炼钢过程尽可能提高钢水纯净度、减少钢中非金属夹杂物。
[0003] 对铝脱氧的炼钢工艺来说，钢中绝大部分氧化铝夹杂物在出钢铝脱氧的过程中形成，精炼到站二次调铝和精炼过程铝的烧损也会形成一部分。钢中的氧化铝夹杂物在精炼过程中向低熔点钙铝酸盐类复合夹杂物转变，喂硅钙线和软吹工艺也会进一步促进氧化铝夹杂物的转变。氧化铝夹杂物粒径较小、形状不规则、呈簇状分布，且熔点较高与钢水不浸润容易上浮；钙铝酸盐类复合夹杂物熔点低，在精炼温度下基本呈液态可以与钢水浸润，在底吹搅拌和热运动作用下钙铝酸类复合夹杂物相互碰撞、长大到一定大小可以上浮去除。
[0004] 中国专利公开号CN101445858A公开了一种焊接气瓶用热轧钢板夹杂物处理方法，该方法在喂线前底吹氩气3min，喂线过程底吹氩气，喂线后底吹氩气3min，底吹氩气流量始终为100NL/min。3min的吹氩时间较短，不能够实现夹杂物的充分上浮；而且喂线流量始终为100～200NL/min，喂线期间流量偏小不利于喂入钢中Ca的迅速扩散。通过对喂硅钙线前、喂硅钙线期间和喂硅钙线后的底吹氩气工艺的分析发现底吹工艺的控制可以影响夹杂物的去除和热轧板夹杂物的评级。中国发明专利公开号CN101660023A公开了一种去除钢液中非金属夹杂物的钢包底吹氩工艺，该专利提出了以钢液中总氧和Ca/Al比值作为去除夹杂物控制参数，而钢中总氧在生产过程中是无法直接获得的。中国发明专利公开号CN101514381A公开了一种减少管线钢中夹杂物的生产方法，该专利提出了控制钢液成分Ca：30～50ppm，[Ca]/[Al]比值：0.12～0.8。这种方法钙含量高，对连铸塞棒侵蚀严重，不利于多炉连浇。
发明内容
[0005] 本发明现有去除钢液中非金属夹杂物的工艺存在的上述不足，提供一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺。
[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种去除钢液中非金属夹杂物的工艺包括以下步骤：
[0008] 步骤b：将钢水进行二次精炼；
[0009] 精炼后，控制钢包定渣成分包括55～60％CaO，25～30％Al2O3，6～9％MgO，5～10％SiO2，TFe+MnO≤1.0％；
[0010] 步骤c：将精炼后的钢水依次进行一次软吹搅拌、到喂线位喂硅钙线和二次软吹搅拌，然后送连铸进行全保护浇铸。
[0011] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0012] 进一步，所述步骤a中小粒白灰的加入量为8kg/t，萤石的加入量为2kg/t。
[0013] 进一步，所述步骤a中缓释脱氧剂为金属铝，其加入量200kg/t。
[0014] 进一步，所述步骤b中二次精炼为LF炉造渣精炼、或者RH真空精炼、或者LF炉造渣精炼后再进行RH真空精炼。
[0015] 进一步，所述步骤c中精炼结束后钢液成分的重量百分含量包括Ca：0.0015％～0.0045％，Alt：0.025％～0.045％，其中，Ca/Alt：0.03～0.15。
[0016] 进一步，所述步骤c中一次软吹进行5～15min，钢包底吹氩气流量控制在50L/min～160NL/min；喂硅钙线过程中底吹氩气流量200～400NL/min；二次软吹进行10～15min，钢包底吹氩气流量控制在50L/min～160NL/min。
[0017] 进一步，所述钢包底吹采取双路底吹，底吹透气砖采用双环狭缝式透气砖。
[0018] 进一步，所述步骤c中一次软吹后钢液中Als/Alt比值-一次软吹前钢液中Als/Alt比值≥0.01，二次软吹后钢液中Als/Alt比值-一次软吹后钢液中Als/Alt比值≥0.01。
[0019] 本发明的有益效果是：本发明在二次精炼结束后进行一次软吹，提高钢水Als/Alt比值，然后喂硅钙线，随后进行二次软吹进一步提高Als/Alt比值，可以有效控制B类夹杂物、消耗性原料投入少和可实现多炉连浇等，具体为：
[0020] (1)与现有的专利技术相比，本发明开发了‘转炉-LF精炼-连铸’或者‘转炉-RH精炼-连铸’或者‘转炉-LF精炼-RH精炼-连铸’三种工艺路线生产优质热轧板卷。
[0021] (2)通过控制精炼顶渣成分、控制钢水成分和控制两次软吹工艺去除夹杂物，工艺过程易于控制、容易实现，可以满足成品热轧板卷对夹杂物的要求。
[0022] (3)钢包底吹透气砖采用双环狭缝式透气砖，氩气气泡更弥散更有利于促进夹杂物的碰撞-长大-上浮去除。
[0023] (4)两次软吹夹杂物总量减少，同时能够促进小夹杂的上浮。
[0024] (5)总氧的控制难以在实际生产中准确获得，本发明通过双环狭缝式透气砖、两路底吹、两次软吹工艺控制Als/Alt比值和Ca/Al比值作为去除夹杂物的判定指标，更直观有效，在实际生产过程中易于实现。
[0025] (6)本发明可应用于绝大部分对夹杂物有要求的热轧钢种，并且随着LF炉精炼深脱硫能力的提升，本发明对Ca含量和[Ca]/[Al]比值的控制放宽、放低。本发明更利于实际生产去除B类夹杂物的控制，可以实现高级别热轧钢种10～12炉的多炉连浇，单浇次生产铸坯3000吨～3600吨，实现低成本生产。
具体实施方式
[0026] 以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0027] 本发明所采取的工艺路线为：‘转炉冶炼→LF造渣精炼→全保护浇铸’或‘转炉冶炼→LF造渣精炼→RH真空精炼→全保护浇铸’或‘转炉冶炼→RH真空精炼→全保护浇铸’。
[0028] 本发明的技术原理为：本发明在低硫、低氧和合理的Ca含量控制MnS夹杂物的基础上，针对去除管线钢中氧化铝-钙铝酸盐类夹杂物进行工艺改进控制。转炉出钢铝脱氧产生的氧化铝夹杂物，细小呈簇状分布在钢水中，在高碱度顶渣的作用下逐渐向低熔点的钙铝酸盐类夹杂物转变。精炼刚结束时形成的钙铝酸盐类夹杂物钙含量要比喂硅钙线后低、熔点要比喂线后高、与钢水的浸润性较差。由于其较差的浸润性可以在弱搅拌的作用下上浮去除。因此本发明在喂硅钙线前进行软吹促进高熔点钙铝酸盐夹杂物上浮去除，同时减少了夹杂物总量。软吹后喂硅钙线，将仍留在钢中的铝含量高、钙含量低的夹杂物进一步变性为低熔点钙铝酸盐，在随后的软吹作用下部分夹杂物碰撞长大上浮进入渣中。
[0029] (1)300吨顶底复吹转炉吹炼结束后，在出钢过程中加入小粒白灰和萤石，出钢结束渣面加缓释脱氧剂，出钢结束后钢包底吹氩气搅拌。
[0030] (2)LF炉精炼或者RH精炼后，控制顶渣成份：55～60％CaO，25～30％Al2O3，6～9％MgO，5～10％SiO2，TFe+MnO≤1.0％，造渣过程中根据顶渣的氧化性分批在渣面加入铝粒脱氧。
[0031] (3)RH真空循环结束破真空后或者LF精炼结束首先进行软吹搅拌，氩气流量控制在50～160NL/min，软吹进行5～15min；软吹后到喂线位喂硅钙线，喂硅钙线过程钢包底吹大气量氩气搅拌，氩气流量控制在200～400NL/min；喂硅钙线结束后再进行二次软吹，钢包底吹氩气流量控制在50～160NL/min，软吹进行10～15min，然后送连铸全保护浇铸。
[0032] 实施例1：
[0033] 具体实施过程单浇次生产10炉，采用‘转炉-LF精炼-连铸’工艺路线生产高级别热轧品种钢。
[0034] 300吨顶底复吹转炉炼钢，出钢后钢包底吹氩气搅拌实际控制数据如表1所示；然后进行LF炉二次精炼处理，精炼结束钢包顶渣所包括的成分如表2所示。精炼结束开始进行一次软吹，软吹后喂直径Φ13mm的硅钙线，喂线后进行二次软吹，软吹完成后进行全保护浇铸。两次软吹及喂线具体工艺参数如表3所示。两次软吹及喂硅钙线过程钢水成分实际控制情况见表4和表5。
[0035] 表1出钢后钢包搅拌
[0036]
[0037]
[0038] 表2钢包顶渣最终成份
[0039]CaO(％) Al2O3(％) MgO(％) SiO2(％) TFe(％) MnO(％)
1 57.02 25.14 6.32 7.27 0.34 0.25
2 55.34 27.26 8.05 5.21 0.63 0.22
3 59.07 25.16 7.43 6.37 0.44 0.32
4 58.29 26.17 6.21 6.15 0.38 0.36
5 56.43 28.28 6.72 5.73 0.63 0.21
6 56.52 27.42 7.74 7.32 0.32 0.24
7 57.55 25.93 6.23 8.48 0.38 0.23
8 56.25 26.64 7.49 6.38 0.45 0.23
9 56.37 27.43 8.35 5.34 0.65 0.24
10 55.23 27.53 6.57 9.24 0.32 0.22
1 57.02 25.14 6.32 7.27 0.34 0.25
2 55.34 27.26 8.05 5.21 0.63 0.22
3 59.07 25.16 7.43 6.37 0.44 0.32
4 58.29 26.17 6.21 6.15 0.38 0.36
5 56.43 28.28 6.72 5.73 0.63 0.21
6 56.52 27.42 7.74 7.32 0.32 0.24
7 57.55 25.93 6.23 8.48 0.38 0.23
8 56.25 26.64 7.49 6.38 0.45 0.23
9 56.37 27.43 8.35 5.34 0.65 0.24
10 55.23 27.53 6.57 9.24 0.32 0.22
[0040] 表3软吹过程控制参数
[0041]
[0042] 表4软吹过程钢水成分变化
[0043]
[0044] 表5精炼结束钢液成分
[0045]炉号 Ca[％] Alt[％] Ca/Alt
1 0.0035 0.0354 0.099
2 0.0029 0.0342 0.085
3 0.0019 0.0387 0.049
4 0.0039 0.0271 0.144
5 0.0016 0.0388 0.041
6 0.0023 0.0353 0.065
7 0.0027 0.0387 0.070
8 0.0025 0.0436 0.057
9 0.0016 0.0412 0.039
10 0.0042 0.0356 0.118
1 0.0035 0.0354 0.099
2 0.0029 0.0342 0.085
3 0.0019 0.0387 0.049
4 0.0039 0.0271 0.144
5 0.0016 0.0388 0.041
6 0.0023 0.0353 0.065
7 0.0027 0.0387 0.070
8 0.0025 0.0436 0.057
9 0.0016 0.0412 0.039
10 0.0042 0.0356 0.118
[0046] 实施例2：
[0047] 单浇次生产11炉热轧钢种，采用‘转炉-RH精炼-连铸’工艺路线生产高级别热轧品种钢。
[0048] 300吨顶底复吹转炉出钢过程中顶渣改质，出钢后钢包底吹氩气搅拌实际控制数据如表6所示；然后进行RH真空循环二次精炼处理，精炼结束钢包顶渣所包括的成分如表7所示。精炼结束开始进行一次软吹，软吹后喂直径Φ13mm的硅钙线，喂线后进行二次软吹，软吹完成后进行全保护浇铸。两次软吹及喂线具体工艺参数如表8所示。两次软吹及喂硅钙线过程钢水成分实际控制情况见表9和表10。
[0049] 表6出钢后钢包搅拌
[0050]
[0051] 表7钢包顶渣最终成份
[0052]CaO(％) Al2O3(％) MgO(％) SiO2(％) TFe(％) MnO(％)
11 56.23 28.32 6.32 5.92 0.45 0.31
12 58.15 26.16 6.23 6.49 0.36 0.33
13 57.35 26.25 7.25 6.82 0.56 0.23
14 55.38 29.01 6.12 7.25 0.47 0.32
15 56.27 25.12 7.12 9.12 0.53 0.40
16 59.04 25.05 6.34 8.19 0.49 0.28
17 55.37 27.28 7.23 7.25 0.46 0.32
18 56.29 27.17 6.12 6.83 0.51 0.48
19 56.26 26.35 8.24 5.19 0.39 0.28
20 58.19 25.73 6.21 8.18 0.48 0.33
21 56.12 27.46 7.23 5.82 0.44 0.36
11 56.23 28.32 6.32 5.92 0.45 0.31
12 58.15 26.16 6.23 6.49 0.36 0.33
13 57.35 26.25 7.25 6.82 0.56 0.23
14 55.38 29.01 6.12 7.25 0.47 0.32
15 56.27 25.12 7.12 9.12 0.53 0.40
16 59.04 25.05 6.34 8.19 0.49 0.28
17 55.37 27.28 7.23 7.25 0.46 0.32
18 56.29 27.17 6.12 6.83 0.51 0.48
19 56.26 26.35 8.24 5.19 0.39 0.28
20 58.19 25.73 6.21 8.18 0.48 0.33
21 56.12 27.46 7.23 5.82 0.44 0.36
[0053] 表8软吹过程控制参数
[0054]
[0055] 表9软吹过程钢水成分变化
[0056]
[0057] 表10精炼结束钢液成分
[0058]炉号 Ca[％] Alt[％] Ca/Alt
11 0.0028 0.0368 0.076
12 0.0016 0.0427 0.037
13 0.0032 0.0331 0.097
14 0.0034 0.0316 0.108
15 0.0018 0.0415 0.043
16 0.0026 0.0381 0.068
17 0.0021 0.0268 0.078
18 0.0035 0.0278 0.126
19 0.0024 0.0395 0.061
20 0.0039 0.0266 0.147
21 0.0043 0.0301 0.143
11 0.0028 0.0368 0.076
12 0.0016 0.0427 0.037
13 0.0032 0.0331 0.097
14 0.0034 0.0316 0.108
15 0.0018 0.0415 0.043
16 0.0026 0.0381 0.068
17 0.0021 0.0268 0.078
18 0.0035 0.0278 0.126
19 0.0024 0.0395 0.061
20 0.0039 0.0266 0.147
21 0.0043 0.0301 0.143
[0059] 实施例3：
[0060] 单浇次生产12炉热轧钢种，采用‘转炉-LF精炼-RH精炼-连铸’工艺路线生产高级别热轧品种钢。
[0061] 300吨顶底复吹转炉炼钢，出钢后钢包底吹氩气搅拌实际控制数据如表11所示，然后先进行LF炉精炼处理，然后进行RH真空精炼处理，精炼结束钢包顶渣所包括的成分如表12所示。RH破真空后开始进行一次软吹，软吹后喂直径Φ13mm的硅钙线，喂线后进行二次软吹，软吹完成后进行全保护浇铸。两次软吹及喂线具体工艺参数如表13所示。两次软吹及喂硅钙线过程钢水成分实际控制情况见表14和表15。
[0062] 表11出钢后钢包搅拌
[0063]
[0064] 表12钢包顶渣最终成份
[0065]CaO(％) Al2O3(％) MgO(％) SiO2(％) TFe(％) MnO(％)
22 56.34 25.63 8.53 7.73 0.43 0.54
23 58.12 26.24 7.33 6.06 0.25 0.70
24 58.46 25.33 7.14 6.26 0.63 0.18
25 55.79 26.05 6.56 9.55 0.53 0.32
26 56.44 26.74 6.52 7.43 0.22 0.65
27 57.36 26.23 7.16 7.02 0.61 0.22
28 57.88 25.36 7.75 6.21 0.23 0.67
29 59.21 25.18 8.37 5.46 0.47 0.42
30 56.86 29.16 6.11 6.03 0.62 0.32
31 57.25 27.14 7.26 7.01 0.43 0.54
32 58.27 26.19 7.40 5.83 0.59 0.37
33 57.18 28.24 6.23 6.25 0.51 0.34
22 56.34 25.63 8.53 7.73 0.43 0.54
23 58.12 26.24 7.33 6.06 0.25 0.70
24 58.46 25.33 7.14 6.26 0.63 0.18
25 55.79 26.05 6.56 9.55 0.53 0.32
26 56.44 26.74 6.52 7.43 0.22 0.65
27 57.36 26.23 7.16 7.02 0.61 0.22
28 57.88 25.36 7.75 6.21 0.23 0.67
29 59.21 25.18 8.37 5.46 0.47 0.42
30 56.86 29.16 6.11 6.03 0.62 0.32
31 57.25 27.14 7.26 7.01 0.43 0.54
32 58.27 26.19 7.40 5.83 0.59 0.37
33 57.18 28.24 6.23 6.25 0.51 0.34
[0066] 表13软吹过程控制参数
[0067]
[0068] 表14软吹过程钢水成分变化
[0069]
[0070] 表15精炼结束钢液成分
[0071]炉号 Ca[％] Alt[％] Ca/Alt
22 0.0025 0.0357 0.070
23 0.0015 0.0422 0.036
24 0.0019 0.0333 0.057
25 0.0043 0.0318 0.135
26 0.0027 0.0411 0.066
27 0.0036 0.0381 0.094
28 0.0040 0.0273 0.147
29 0.0033 0.0271 0.122
30 0.0016 0.0391 0.041
31 0.0025 0.0311 0.080
32 0.0031 0.0299 0.104
33 0.0020 0.0368 0.054
22 0.0025 0.0357 0.070
23 0.0015 0.0422 0.036
24 0.0019 0.0333 0.057
25 0.0043 0.0318 0.135
26 0.0027 0.0411 0.066
27 0.0036 0.0381 0.094
28 0.0040 0.0273 0.147
29 0.0033 0.0271 0.122
30 0.0016 0.0391 0.041
31 0.0025 0.0311 0.080
32 0.0031 0.0299 0.104
33 0.0020 0.0368 0.054
[0072] 33个炉次铸坯下线检查清理后热轧轧制，在每炉热扎板卷上均取样做非金属夹杂物评级检验，热轧板卷非金属夹杂物评级结果见表16所示，B类夹杂物评级均在1.5级以下。夹杂物评级情况表明本发明方法对非金属夹杂物控制理想，该工艺方法可以满足热轧管线钢、焊瓶钢和高强钢等对非金属夹杂物的要求。这种工艺夹杂物总量上减少，两次软吹又促进了小夹杂物的上浮；同时避免了钙含量过高对连铸塞棒的侵蚀，并且能实现多炉连浇，实现低成本生产。
[0073] 表16热轧板卷非金属夹杂物评级
[0074]
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