[发明专利]一种中碳含铝钢转炉脱氧的方法

说明书

技术领域

本发明属于转炉炼钢技术领域，特别提供了一种中碳含铝钢转炉脱氧的方法。通过先加入含碳质元素的物质，如碳粉等，然后再加入Al合金，使钢中氧充分与碳元素反应，可以有效降低Al合金类脱氧剂的加入量，从而降低脱氧剂成本。

背景技术

当钢液中大量元素被氧化后，钢液中含有0.02～0.08％的氧，需要去除，脱氧过程也是夹杂物生成的过程，含铝钢采用的主要的脱氧方式为出钢时加入Al铁或者AlMn铁，使钢中的氧与Al元素发生氧化反应，生成Al₂O₃类夹杂物，Al₂O₃类夹杂物含量高容易引起拉伸、韧性等性能的降低，若钢水不进行脱氧，则钢液结晶时就有易容类共晶体自晶界析出，产生热脆。通常情况下，中碳含Al钢采用的脱氧工艺为，在出钢过程中加入Al铁及其他合金等，脱氧剂与合金进入钢水以后首先被氧化的脱氧元素为Al元素，其他元素仅有少量氧化，因此Al元素基本上承担着脱氧剂的角色，金属Al市场价格较高，吨铝达2万元以上，因此降低铝消耗对于钢企意义重大。

本发明采用新的脱氧工艺，首先加入含碳质元素的物质，如碳粉等，然后再加入Al合金，使钢中氧充分与碳之元素反应，可以有效降低Al合金类脱氧剂的加入量，从而降低脱氧剂成本。

脱氧元素形成的新氧化物成为脱氧产物，脱氧产物可以从钢液中排除，也可以通过向含量低的还原性渣扩散。元素脱氧能力越强，则与相同量的各元素相平衡的氧的浓度就越低，常用各元素的脱氧能力大小排序为：Al＞C。但是在温度越高的情况下碳的脱氧能力就越强。碳的脱氧产物是气体CO，钢液中气体CO的溶解度很小，因此利用碳脱氧可以减少钢液中的夹杂物，同时碳质元素较合金元素成本上要低，因此，通过发明一种新的脱氧工艺，充分发挥碳质元素的脱氧能力对于提高钢水质量，减少金属与非金属氧化物在钢水中的停留起了积极作用；另外，使用碳质元素脱氧还可以起到降低脱氧剂成本的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中碳含铝钢转炉脱氧的方法。解决了脱氧过程中以铝合金类作为脱氧剂成本高的问题。

本发明的具体工艺步骤如下：

(1)在转炉出钢钢水量为总钢水量的1/3-1/6时加入碳质材料进行脱氧，碳质材料分两种，分别为A与B，其中A是碳粉，主要组成为C元素，碳粉纯度大于90％，B是碳化钙颗粒，碳化钙颗粒直径在1mm～5mm之间；

使用A时加入量为吨钢0.1kg～0.8kg间，使用B时加入量为吨钢0.2kg～1.2kg间；

(2)加入A或者B时，提高钢包底吹氩气流量，达到钢水表面涌动效果，在线钢包底吹氩气强度在0.01L/(t.min)～0.1L/(t.min)之间；

(3)A或B加入完毕后，出钢钢水质量占总量的40％-70％之间再加入Al合金与Si、Mn铁合金，进行深脱氧与合金化。

在出钢后可同时加入A和B，此时，A与B的吨钢加入量各减半，A的加入量为吨钢0.05kg～0.4kg间，B的加入量为吨钢0.1kg～0.6kg间；

当出钢碳含量低于0.02％时，首先加入含纯铝量在0.1kg/t～0.3kg/t的Al合金或纯铝进行脱氧，防止钢水“翻包”事故产生；

本发明的优点在于：本脱氧工艺可充分发挥碳质元素的脱氧能力，对于提高钢水质量，减少金属与非金属氧化物在钢水中的停留起了积极作用；另外，使用碳质元素脱氧还可以起到降低脱氧剂成本的作用。

具体实施方式

实施例1：

含铝钢D32-1的冶炼，采用工艺路线：铁水脱硫预处理-转炉-LF精炼-浇注。过程参数如表1所示。

表1

转炉出钢量100t，转炉拉碳后对钢水定氧，氧含量为719ppm，钢水碳含量为0.04％，转炉出钢温度1670℃，出钢质量至总钢水质量的1/6时加入A碳质材料20kg，待出钢质量占总出钢量的1/2时加入合金：Al铁316kg，中碳锰铁604kg，硅锰铁1023kg，出钢完毕后取样，钢水碳含量增至0.07％；其中，中碳锰铁增碳0.01％，硅锰铁增碳0.02％，相当于出钢后加入的20kg碳粉基本用来脱氧。

实施例2：

含铝钢Q345R的冶炼，采用工艺路线：铁水脱硫预处理-转炉-LF精炼-浇注。过程参数如表2所示。

表2

转炉出钢量100t，转炉拉碳后对钢水定氧，氧含量为1094ppm，钢水碳含量为0.03％，转炉出钢温度1725℃，出钢质量至总钢水质量的1/5左右时加入B碳质材料30kg，后加入合金：高碳锰铁铁492kg，硅锰铁1015kg，出钢完毕后取样，钢水碳含量增至0.08％；其中，理论高碳锰铁增碳0.03％，硅锰铁增碳0.02％，实际增碳相当于0.03％，有相当于20kg的碳质元素被氧化。