[发明专利]一种高纯净度铝镇静钢的生产工艺

说明书

本发明涉及一种高纯净度铝镇静钢的生产工艺，包括转炉冶炼、精炼、连铸工序，其改进之处为：在精炼工序中进行喂钙线操作，钙线加入量介于1.40Alinc与50ppm之间；Alinc为钢液中全铝Alt量与酸溶铝Als量的差值。本发明提出了提高铝镇静钢纯净度的新措施，即以钢中夹杂铝为依据进行钙处理，通过优化精炼与连铸工艺，以及钢中低铝含量控制，使钢中夹杂铝降低，完成夹杂物变性，提高钢水纯净度，节约用铝，降低生产成本，本发明适用于所有铝镇静钢。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种高纯净度铝镇静钢的生产工艺。

背景技术

铝镇静钢是铝脱氧钢，其必然会产生大量Al₂O₃夹杂，这些夹杂不仅影响钢的质量，增加总氧量，而且容易在浸入水口产生大量结瘤物，影响钢的浇注性能。因此长期以来，业内均利用钙处理技术进行Al₂O₃夹杂的去除。钙处理技术即在钢液中加入一定量钙，使异形的氧化铝夹杂化合成为钙铝酸盐复合夹杂，其中理想成分为低熔点的球状7 Al₂O₃.12CaO，这种球状夹杂不仅容易上浮去除，而且因为在钢中呈熔融状态不易在水口结瘤，大大改善钢水的浇注性能、提高了钢水纯净度。

为减少水口堵塞，改善钢液的流动性，实现Al₂O₃变性后去除，早先Faulring 等在论文“Steel flow through nozzles: influence of calcium”[I ＆ SM，1980，7(2)]中提出控制钢中T[Ca]/[Al]s≥0.14；从此业内通常将钢成分Ca/Al≥0.14指标作为常规工艺，进行喂钙线操作。而在实际生产中，这个指标仅仅起到了参考作用，其局限性大致归纳为两个方面：一是因为该指标导出的钙含量是以钢中全Al为基准的，钢中全Al含量往往波动很大，并且有些钢种要求Al含量比较高，这样致使钙含量高且波动大，从而对生产造成较大影响，如钙过高会侵蚀塞棒的塞头，影响拉速控制，过低时夹杂物变性效果不理想，引起水口结瘤，有时喂钙线量没有达到该量时，连铸依然顺利；二是因为即使接近该比例时，钢中钙铝酸盐夹杂物的形态比较复杂，并不是单一的7Al₂O₃.12CaO，依然会导致水口堵塞等技术问题。为此，现在大量的研发工作将Ca/Al比进行调整，并且结论都不一致，如汪开忠等在《低碳高铝钢钙处理工艺及钢中夹杂物的影响》[钢铁研究，2005,22(3):38]中认为应控制Ca/Al比在0.09～0.14之间,张彩军等在《管线钢硫化物夹杂及钙处理效果研究》（钢铁，2006,41（8）：31）中提出Ca/Al比应在0.013～0.2之间,张立峰等在《钢液钙处理过程中钙加入量精准计算的热力学研究》[炼钢，2016.4]中认为实现夹杂物“液态窗口”的钙质量分数在应介于22.6～47.4ppm。除此之外，Ca/Al比指标对少数钢种的纯净度提高没有参考价值，如轴承钢GCr5，因为疲劳寿命，对Ds类夹杂有严格要求，高级别品种一般不进行钙处理。

所有钙处理进行夹杂物变性的理论与操作规程都依据钢中全铝Alt含量来推算Ca含量，由于精炼过程钢中Al、Ca极易氧化进入渣层或蒸发进入大气，其含量难以稳定，因此按照目前的钙铝比规程，很难进行精准操作，变性后的夹杂物成分和形态难以控制，影响钢液流动性，增加水口堵塞风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高铝镇静钢纯净度的生产工艺，根据钢中Al₂O₃含量精确喂入钙线，使夹杂变为低熔点的球状7Al₂O₃.12CaO，促进夹杂物上浮，提高钢水纯净度，改善铝镇静钢浇注性能，节省钙合金用量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：