提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法，更具體地講，涉及一種提高鋼水澆鑄性能的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]控制鋼中的夾雜物是煉鋼工藝研究的重要內(nèi)容。非金屬夾雜物降低了鋼的塑性、韌性和疲勞性能，使鋼的冷熱加工性能乃至某些物理性能變壞。同時，非金屬夾雜物對鋼水的澆鑄性能有較大影響。
[0003]鋁是強脫氧元素，能有效地將鋼水中的氧含量降到較低水平，所以在煉鋼工藝中作為脫氧劑被廣泛應用。常規(guī)工藝不僅在初煉鋼水過程中采用鋁脫氧，而且在LF爐也多次(包括終脫氧)加入鋁沉淀脫氧。然而多次用鋁沉淀脫氧后，特別是在LF爐中后期鋼水中的氧含量極低，鋼中容易形成細小的難以上浮的A1203夾雜物，在連鑄時易于粘附在水口壁上引起水口堵塞而斷流。同時粘附的結(jié)瘤物進入鋼水中造成鋼材探傷檢驗不合格。
[0004]目前，采用喂鈣線對鋼水中的高熔點的A1203夾雜進行變性處理，形成低熔點的鋁酸鈣，以此來提高鋼水的澆鑄性能。然而，如果鈣加入量不足，則容易生成高熔點鋁酸鈣系；如果鈣加入量過多，則會產(chǎn)生更加難以解決的高熔點的CaS夾雜的問題。這樣不僅不能達到預期的冶金效果，反而會惡化鋼的澆鑄性能。
[0005]在中國專利公布CN101565771A中，煉鋼方法包括電爐冶煉、出鋼及預脫氧、鋼水鈣處理、攪拌上浮等步驟。而喂入鈣絲的量為鋼水中夾雜物的0.02%?0.03%，主要目的是減少鋼水中的夾雜物，例如，降低B類夾雜物的評級。然而，在該方法中，經(jīng)過鋼水預脫氧后喂入鈣絲，此時夾雜物未充分上浮，鈣處理對夾雜物的變性效果受到影響，同時鋼水中夾雜物的含量不易掌握，因此，喂入鈣絲的量難以確定。此外，該中國專利公布的方法中也未涉及到鋼水澆鑄性能方面的內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決上述技術(shù)問題中至少一個技術(shù)問題的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法包括以下步驟:初煉鋼水；在出鋼至鋼包的過程中向鋼包加入預脫氧劑；在LF爐中精煉鋼水，其中，在LF爐中精煉鋼水的過程中，將鋁加入鋼水中進行沉淀脫氧，然后將合成渣料加入到鋼包內(nèi)，之后進行加熱，待合成渣料熔化后，向鋼包內(nèi)加入擴散脫氧劑進行強化脫氧。
[0008]預脫氧劑可以是鋁和硅鋁鋇鈣合金，鋁的加入量可以是lKg/t鋼?1.5Kg/t鋼，硅鋁鋇鈣合金的加入量可以是3Kg/t鋼?3.5Kg/t鋼，硅鋁鋇鈣合金按重量百分比計可以包含以下組分:50%彡 Si ( 55%,8%^ Ca ( 14%,8%^ A1 ( 14%,8%^ Ba ( 14%,0%< S彡0.05%,0%< P ( 0.05%,0%< C彡2.0%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0009]預脫氧劑也可以全用鋁，鋁的加入量可為2.2Kg/t鋼?2.5Kg/t鋼。
[0010]在LF爐精煉中將鋁加入到鋼水中進行沉淀脫氧之前，鋼水中的全氧含量可以為0.0060wt%?0.0120wt%。
[0011]將鋁加入鋼水中進行沉淀脫氧的步驟可以包括:以0.4Kg/t鋼?0.8Kg/t鋼的量將鋁線喂入鋼水進行沉淀脫氧。
[0012]合成渣料的加入量可以是12Kg/t鋼?14Kg/t鋼，在100重量份的合成渣料中，可以包含60?68重量份的Ca0、15?20重量份的A1203、不超過5.0重量份且不為0重量份的Si02、不超過3.0重量份且不為0重量份的Mg0、10?15重量份的CaF2。
[0013]擴散脫氧劑可以是粒度為0.5?1.0mm的硅鈣粉，硅鈣粉的加入量可以是0.4Kg/t鋼?0.8Kg/t鋼，硅鈣粉按重量百分比計包含以下組分:28%<Ca<35%、50%^ Si ^ 65%,0%< C ^ 1.2%,0%< A1 ^ 2.4%,0%< P ^ 0.04%,0%< S ^ 0.08%,其余為不可避免的雜質(zhì)，各組分的含量之和為100%。
[0014]在向鋼包內(nèi)加入擴散脫氧劑之后可以形成白渣,所述白渣中的FeO和MnO的總量可以是0?0.5wt%，白渣的堿度可以為3?5。
[0015]該方法還可包括將白渣保持15分鐘?30分鐘。
[0016]該方法還可包括:在將白渣保持15分鐘?30分鐘之后，以向鋼水喂鈣合金線的方式對鋼水進行鈣處理，喂入的鈣合金線中的金屬鈣的量為0.12Kg/t鋼?0.30Kg/t鋼，鈣處理后軟吹IS 8分鐘?10分鐘。
[0017]在進行鈣處理之前，鋼水的硫含量可控制為0?0.012wt%，全鋁含量可控制為0.015 ?0.025wt%。
[0018]該方法還可包括:在軟吹氧8分鐘?10分鐘之后，停止軟吹氧并使鋼水靜置10分鐘?15分鐘。
[0019]該方法還可包括:在使鋼水靜置10分鐘?15分鐘之后，通過連鑄將鋼水鑄成鋼坯。
[0020]以向鋼水喂鈣合金線的方式對鋼水進行鈣處理的步驟可包括:以0.4Kg/
t鋼?0.8Kg/t鋼的量將硅鈣線喂入鋼水，硅鈣線按重量百分比計包含以下組分:28%^ Ca ^ 35%,50%^ Si ^ 65%,0%< C ^ 1.2%,0%< A1 ^ 2.4%,0%< P ^ 0.04%,0%< 0.08%，其余為不可避免的雜質(zhì)，各組分的含量之和為100%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法，可凈化鋼液，有效防止了水口的結(jié)瘤，提高鋼水的澆鑄性能。此外，本發(fā)明的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法簡便易操作，充分利用了現(xiàn)有工藝流程和設備，不需要對設備進行添加或改造，具有很好的應用前旦
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【具體實施方式】
[0022]根據(jù)本發(fā)明的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法包括:初煉鋼水、預脫氧和LF爐(鋼包精煉爐)精煉鋼水。
[0023]首先，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入鐵水，利用轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳的功能，將鐵水初煉成鋼水。也可選擇地，在電爐(通常所說的電爐是指電弧爐)內(nèi)加入廢鋼鐵料，利用電弧加熱的功能，將廢鋼鐵料初煉成鋼水。
[0024]初煉鋼水完成之后，向鋼包內(nèi)出鋼。在出鋼過程中向鋼包內(nèi)加入預脫氧劑進行預脫氧。所述預脫氧劑可以是鋁或鋁和硅鋁鋇鈣合金的組合，即，預脫氧劑可以是鋁，預脫氧劑也可以是鋁和硅鋁鋇鈣合金的組合。在一個實施例中，可以在出鋼過程中采用底吹氬氣來攪拌鋼水，使鋼水與預脫氧劑充分混合，提高預脫氧的效果。硅鋁鋇鈣合金按重量百分比計包含以下組分:50% 彡 Si 彡 55%、8% 彡 Ca 彡 14%,8%^ A1 ^ 14%,8%^Ba^ 14%,0%< S彡0.05%,0%< P彡0.05%,0%< C彡2.0%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0025]在使用鋁和硅鋁鋇鈣合金的組合作為預脫氧劑的情況下，鋁的加入量可為lKg/t鋼?1.5Kg/t鋼，硅鋁鋇鈣合金的加入量可為3Kg/t鋼?3.5Kg/t鋼。如果鋁的加入量小于lKg/t鋼和/或硅鋁鋇鈣合金的加入量小于3Kg/t鋼，則鋼水脫氧不良，會增加后工序的脫氧負擔，延長精煉時間。如果硅鋁鋇鈣合金的加入量大于3.5Kg/t鋼，則鋼水中的硅含量偏高，相應地LF爐精煉時爐渣堿度偏低。如果鋁的加入量多于1.5Kg/t鋼，則鋁因較輕而容易上浮，收得率低，脫氧效果差，消耗過大。
[0026]在使用鋁作為預脫氧劑的情況下，鋁的加入量可為2.2Kg/t鋼?2.5Kg/t鋼。如果鋁的加入量少于2.2Kg/t鋼，則鋼水脫氧不良，會增加后工序的脫氧負擔，延長精煉時間。如果鋁的加入量多于2.5Kg/t鋼，則鋁因較輕而容易上浮，收得率低，消耗過大。
[0027]然后，采用LF爐在底吹氬的條件下進行鋼水精煉。在LF爐精煉期間，可以將所有的化學組分控制在要求的范圍內(nèi)。
[0028]具體地講，鋼水到LF爐精煉工位后，向鋼包內(nèi)喂入鋁線進行沉淀脫氧，然后加入用于造渣的合成渣料。之后，進行加熱造渣，待合成渣料熔化后，加入擴散脫氧劑(例如硅鈣粉)強化脫氧，快速形成白渣，使得渣中FeO和MnO的總量在0?0.5wt %，爐渣堿度(wt% Ca0/wt% Si02)為3?5。如果堿度低于3，則脫氧、脫硫效果差。如果堿度高于5，則爐渣的流動性變差。
[0029]在LF爐中加入鋁之前，鋼水的全氧含量可以為0.0060wt%?0.0120wt%。所述鋁的加入量可為0.4Kg/t鋼?0.8Kg/t鋼。如果鋁加入量少于0.4Kg/t鋼，則不能有效地脫除鋼中的氧；如果鋁加入量多于0.8Kg/t鋼，則鋼水中的鋁含量過高，容易產(chǎn)生二次氧化。
[0030]用于造渣的合成渣料的加入量可以為12Kg/t鋼?14Kg/t鋼。如果合成渣料的加入量少于12Kg/t鋼，則影響爐渣的脫硫效果；如果合成渣料的加入量多于14Kg/t鋼，則渣量過大，將多消耗電能。在100重量份的合成渣料中，可以包含60?68重量份的CaO、15?20重量份的A1203、不超過5.0重量份且不為0重量份的Si02、不超過3.0重量份且不為0重量份的Mg0、10?15重量份的CaF2。
[0031]在使用粒度為0.5?1.0mm的硅鈣粉作為擴散脫氧劑的情況下，硅鈣粉的加入量可以是0.4Kg/t鋼?0.8Kg/t鋼。如果硅鈣粉的加入量少于0.4Kg/t鋼，則不能充分還原爐渣中的Fe0、Mn0，脫氧效果差；如果硅鈣粉的加入量多于0.8Kg/t鋼，則鋼水容易增硅。硅鈣粉按重量百分比計包含以下組分:28%彡Ca^ 35%,50%^ Si ( 65%,0%< C彡1.2%,0%<A1 ^2.4%,0%<P^0.04%,0%<S^0.08%,其余為不可避免的雜質(zhì)，各組分的含量之和為100%。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的提高鋼水澆鑄性能的鋼的制造方法，在出鋼過程中向鋼包內(nèi)加入充足的預脫氧劑進行預脫氧，使溶解氧