[发明专利]一种低硅铝镇静钢精炼装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢工艺领域，具体涉及一种低硅铝镇静钢精炼装置及其精炼方法。

背景技术

钢铁企业在生产过程中，有些低硅含量的钢种如08Al、SPHC等，通常采用铁水炉外脱硫—转炉冶炼—LF精炼—连铸的生产工艺，这种生产工艺最大的问题是钢中[Si]难以控制，由于钢水采用强脱氧剂—铝进行还原而出现回硅现象，经常会造成成品[Si]超标。一些低硅钢种的[Si]要求不大于0.03％，甚至目标为0.01％。当SPHC钢中的[Si]大于0.03％，会导致钢的屈服强度和抗拉强度上升，且严重影响冷轧的冲压成形性及镀锌时锌的粘附性。在转炉冶炼时硅是容易去除的元素，转炉出钢时钢水[Si]仅是痕迹量，因此控制[Si]的增加主要是在转炉出钢之后，控制增硅主要有两方面：1、控制原料带入。原料方面应该使用低硅甚至无硅铁合金，钢水脱氧时使用无硅脱氧剂，中间覆盖剂和结晶器保护渣采用无硅材料，最大化的减少原料增硅。2、控制回硅。对转炉出钢挡渣提出严格要求，控制大包下渣量，为了保证转炉出钢时不剩钢，大包渣层厚度通常为50～100mm；严格控制精炼渣和电石等造渣原材料的含硅量。同时造渣过程采用大渣量稀释渣中的FeO、MnO和SiO₂，抑制还原增硅；通常采用LF快速脱氧造白渣脱硫，在保证冶金目标的前提下，尽量缩短精炼时间，严禁长时间重复加热钢水，尽量降低熔渣中的FeO、MnO和SiO₂，控制精炼过程底吹Ar的搅拌强度和大Ar搅拌时间，严禁暴吹，底吹氩气搅拌强度过大时，由于加快了4[Al]+3(SiO₂)＝2(Al₂O₃)+3[Si]反应的进行，使反应更易向增硅方向进行。

中国专利申请号201110051874.6公开了“一种低硅含量的低碳铝镇静钢冶炼方法”，在高炉含钒铁水进入炼钢工序前，先经过提钒、脱硅处理工序，炼钢工序采用半钢炼钢，钢水在挡渣出钢及脱氧、合金化过程中加入低硅预熔型复合精炼渣预脱氧，钢水进入LF精炼工位以后，不采用常规下电极加热造白渣的方式，而是采用扣盖保温、在吹氩搅拌的还原性气氛下用铝粉做脱氧剂迅速造白渣，随后转入钙处理和软吹氩，在保证精炼质量的前提下抑制了钢水回硅的热力学和动力学条件，钢水软吹氩结束后，进入连铸工序；含钒铁水在提钒、脱硅处理的过程中，得到的半钢[Si]≤0.02％；在出钢过程中采用挡渣措施，渣层厚度＜50mm，防止出钢大量下渣造成的精炼回硅；出钢时间要求＞5min，出钢的同时随钢流均匀加入3—6kg/ts低硅预熔型复合精炼渣，利用出钢过程中良好的动力学条件，提前对钢水进行预精炼处理，低硅预熔型复合精炼渣在出钢1/4时开始加入，出钢至3/4时加入完成，出钢结束后再向钢包内加入顶渣1kg/ts；出钢后要求钢水a_O≤10ppm；所说的钢水在LF炉工位采用扣盖保温、吹气搅拌、不下电极造白渣的精炼工艺：即先使用中等强度Ar搅拌3min，所说的中等强度是指：吹Ar强度控制在液面产生强烈蠕动但不裸露钢水面；同时向钢包内加入Al粉1kg/ts迅速造白渣；白渣形成后，降低吹Ar强度使渣液面保持蠕动，继续加入Al粉保持白渣状态，白渣保持8—12min后对钢水进行钙处理，要求[Ca]/[Al]≥0.1％，钙处理后继续扣盖进行软吹Ar操作，保持液面轻微蠕动，软吹Ar时间保持在12min以上。但该工艺方法使得低硅、低碳铝镇静钢硅元素成分合格率只能达到98％，仍然有些炉次[Si]超标而必须进行改钢，造成损失，增加生产成本；该工艺要求渣层厚度小于50mm，势必造成在转炉出钢时为了减少下渣，钢水未完全出净的现象，降低了炼钢生产效率；另外为了减少钢水温降，需要在LF炉工位采用扣盖保温的方式，而这又占用了精炼工位，降低了LF工位的生产效率。