一种低碳低硅钢的生产方法.pdf

本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括步骤：铁水预处理、转炉炼钢、CAS精炼、RH精炼、连铸。本发明取消了LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它工序；确保入炉铁水中[S]处于较低水平，降低了后续工序脱硫过程中的回Si程度；出钢过程采用双挡渣工艺，出钢时加入石灰和铝块进行强脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢全程打开钢包底吹氩气。本方法通过改进低碳低硅钢的工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，且减少钢水中夹杂物的种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，实现大批量稳定化连铸生产低碳低硅钢。

权利要求书
1.  一种低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比 ≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4 使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰 和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程 打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。

2.  根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所得低碳低硅钢成 分的重量百分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％， S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。

3.  根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中，根 据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS站喂入0.5m/t钢～1m/t钢的铝线，使得钢 水中Als的重量百分比为0.020％～0.060％，然后进行吹氩造渣，钢包底吹氩气流量以吹 开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间不少于8min，至渣样变为深绿色时停止 处理。

4.  根据权利要求3所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3)出站渣 中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：15％～25％，MgO：5％～ 10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。

5.  根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中真空 度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥6min。

6.  根据权利要求5所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)RH精 炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒， 至钢渣变为灰白色停止添加铝粒。

7.  根据权利要求6所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中泡沫 剂为手动添加。

8.  根据权利要求7所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)产出钢 渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：16％～26％，MgO： 5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。

9.  根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，在所述步骤4)与步 骤5)之间还包括钢水钙处理：RH精炼后，在钢水中喂入钙铁线，要求钢水中Ca的重量百 分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。

说明书一种低碳低硅钢的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种低碳低硅钢的生产方法。
背景技术
低碳低硅钢要求成品钢中C的重量百分比≤0.08％，Si的重量百分比≤0.03％，钢板 内部质量满足国标一级探伤要求。
目前，按照传统的冶炼工艺生产，即采用KR-BOF-CAS-LF-RH-CCM工艺生产，钢水 成分中Si含量难于控制，达标率较低，产品成品率较低。
由于钢水成分中碳、硅含量较低，导致转炉冶炼终点钢水中自由氧含量较高，一般 情况下钢水中O的重量百分比≥500×10-4％，冶炼过程中完全依靠铝脱氧，产生大量Al2O3夹杂，导致钢水中夹杂物含量偏高，钢板内部质量无法满足国标一级探伤要求；造成连 铸过程中水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故，导致连 铸机停机，严重影响了连铸生产的连续性。
因此，如何改进低碳低硅钢的生产工艺，使得产出的低碳低硅钢中Si含量达标， 提高产品成品率是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种低碳低硅钢的生产方法，本方法通过改进低碳 低硅钢的生产工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提 高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，且减少钢水中夹杂物的种类、含 量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，提高钢水纯净度，实现大批量稳定化 连铸生产低碳低硅钢。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
1.一种低碳低硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比 ≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4 使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰 和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程 打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。
优选的，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％， Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
优选的，所述步骤3)中，根据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS站喂入0.5m/t 钢～1m/t钢的铝线，使得钢水中Als的重量百分比为0.020％～0.060％，然后进行吹氩 造渣，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准，吹氩时间不少于 8min，至渣样变为深绿色时停止处理。
优选的，所述步骤3)出站渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～ 10％，Al2O3：15％～25％，MgO：5％～10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。
优选的，所述步骤4)中真空度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥6min。
优选的，所述步骤4)RH精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，钢渣发泡后加入 0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒。
优选的，所述步骤4)中泡沫剂为手动添加。
优选的，所述步骤4)产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～ 10％，Al2O3：16％～26％，MgO：5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。
优选的，在所述步骤4)与步骤5)之间还包括钢水钙处理：RH精炼后，在钢水中喂 入钙铁线，要求钢水中Ca的重量百分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态 Al2O3转变为液态CaO·Al2O3。
与现有技术相比，本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括步骤：铁水预处 理、转炉炼钢、CAS精炼、RH精炼、连铸。本发明通过制定合理的生产工艺流程，将工 艺路线设计为：KR→BOF→CAS→RH→CCM，取消LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它 工序进行，避免了LF精炼工序带来的Si含量超标风险；优化KR脱硫处理工艺，确保 入炉铁水中[S]处于较低水平，减轻了后续工序脱硫负担，降低了后续工序脱硫过程中 的回Si程度；出钢、脱氧合金化及造渣制度：出钢过程采用双挡渣工艺，出钢至1/4 时加入颗粒状石灰和铝块进行强脱氧，使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮，出钢 至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为 300mm～500mm，确保出钢过程化好渣、化透渣。本方法通过改进低碳低硅钢的生产工艺 流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si 含量的达标率，提高产品成品率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中 的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。
本发明提供了一种低碳低硅钢的生产方法，包括以下步骤：
1)铁水预处理：通过KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比 ≤0.005％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％；
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢开始使用挡渣帽，出钢至3/4 使用挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t钢的颗粒状石灰 和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程 打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm；
3)CAS精炼：将步骤2)盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼；
4)RH精炼：将步骤3)所盛钢水的钢包运至RH真空精炼炉进行精炼；
5)连铸：将步骤4)所得钢水连铸产出低碳低硅钢。
本发明通过制定合理的生产工艺流程，将工艺路线设计为：KR→BOF→CAS→RH→ CCM，取消LF精炼工序，将其造渣功能分摊至其它工序进行，避免了LF精炼工序带来 的Si含量超标风险；优化KR脱硫处理工艺，确保入炉铁水中[S]处于较低水平，减轻 了后续工序脱硫负担，降低了后续工序脱硫过程中的回Si程度；出钢、脱氧合金化及 造渣制度：出钢过程采用双挡渣工艺，出钢至1/4时加入颗粒状石灰和铝块进行强脱氧， 使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全 程打开钢包底吹氩气至吹开钢水液面直径为300mm～500mm，确保出钢过程化好渣、化透 渣。本方法通过改进低碳低硅钢的生产工艺流程，注重在整个工艺流程中加强对钢水中 Si含量的控制，从而提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率。
为提高低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，同时减少钢水中夹杂物的 种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求，提高钢水纯净度，实现大批 量稳定化连铸生产低碳低硅钢，在本发明的一个实施例中，优选的，将低碳低硅钢成分 的重量百分比设计为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～ 0.02％，S:0～0.01％，Als：0.015％～0.060％。
由于RH精炼无脱硫功能，为保证产出的低碳低硅钢Si含量达标，入炉铁水需深脱硫。 在铁水预处理过程中，采用KR铁水深脱硫技术脱除铁水中的S，至铁水中S的重量百分比 ≤0.005％，然后扒渣干净，至铁水裸露面积≥90％，以降低后续工序的脱硫负担，减少 因脱硫产生的Al2O3夹杂物总量,降低后续工序脱硫过程中的回Si程度。本发明对KR铁水 深脱硫技术的具体操作和工艺参数，没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的操作步 骤及工艺参数即可。
为了减少出钢过程下渣量，防止大量氧化性渣流至钢包内给钢水引入大量夹杂物， 在本发明的一个实施例中，出钢过程采用双挡渣工艺，优选的，出钢开始使用挡渣帽， 出钢至3/4使用挡渣棒。同时，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入3kg/t钢～5kg/t 钢的颗粒状石灰和1kg/t钢～2kg/t钢的铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰， 使脱氧产物尽快形成、聚集、长大及上浮；出钢过程全程打开钢包底吹氩气，底吹开度 以吹开钢液面直径为标准，以300mm～500mm为宜，确保出钢过程化好渣、化透渣，从 而提高了低碳低硅钢中Si含量的达标率，提高产品成品率，同时减少钢水中夹杂物的 种类、含量及性质，使得内部质量满足国标一级探伤要求。
将盛装钢水的钢包运送至CAS站精炼，根据转炉冶炼终点钢水中氧含量情况，在CAS 站喂入铝线，加入量优选为0.5m/t钢～1m/t钢，使得钢水中Als的重量百分比为0.020％～ 0.060％，然后进行吹氩造渣，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面直径300mm～500mm为准， 吹氩时间不少于8min，至渣样变为深绿色时停止处理，从而降低了连铸过程中出现水口 絮流、塞棒上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故可能性，优选的，控制 CAS出站渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3：15％～25％， MgO：5％～10％，MnO：1.5％～3.0％，FeO：2.0％～3.5％。
在RH精炼过程中，优选的，控制真空度≤100pa，精炼时间≥10min，纯脱气时间≥ 6min，充分利用RH炉的真空环境和强大的搅拌能力，实现大量夹杂物上浮至钢包渣中。 RH精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫剂，优选为，手动加入发泡剂；钢渣发泡后加入 0.3kg/t钢～1kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，铝粒和钢渣完全反应后 渣子变为灰白色，降低了钢包渣中氧含量，从而避免了连铸过程中出现水口絮流、塞棒 上涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故，保证了连铸生产的连续性。优选 的，控制RH精炼产出钢渣中成分的重量百分比为：CaO：40％～50％，SiO2：5％～10％，Al2O3： 16％～26％，MgO：5％～10％，MnO：1.2％～2.8％，FeO：1.5％～3.5％。
RH精炼后，在钢水中喂入钙铁线，优化钢水中Ca含量与Als的比例，控制钢水中Ca 的重量百分比为5.98×10-4％～49.51×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转变为液态 CaO·Al2O3，实现Al2O3在浇铸时液态和球化，降低了连铸过程中出现水口絮流、塞棒上 涨、保护渣变性、结晶器粘结引起漏钢等生产事故可能性，实现连铸机多炉次顺利浇铸。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种低碳低硅钢的生产方 法进行详细描述。
实施例1：
本实施例为生产耐锌腐蚀JNX06的冶炼工艺，低碳低硅钢成分设计：成分的重量百 分比为:C:0.04％～0.08％，Si02:0～0.03％，Mn:0.30％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％， Als：0.015％～0.060％。
1)铁水预处理：通过机械搅拌脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比 ≤0.0045％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％。
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢前期使用挡渣帽，后期使用 挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入4kg/t钢的颗粒状石灰和1.5kg/t钢的 铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开 钢水液面直径为400mm，出钢过程化好渣、化透渣。
3)CAS精炼：根据转炉终点氧含量情况，在吹氩站喂入0.8m/t钢的铝线，使得钢水 中Als的重量百分比为0.032％，然后进行吹氩处理，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面 直径300mm为准，吹氩时间为10min，观察渣样颜色，变为深绿色时停止处理，出站渣 中成分的重量百分比为：CaO：44％，SiO2：6.78％，Al2O3：19.20％，MgO：6.33％，MnO： 2.01％，FeO：2.08％。
4)RH真空炉外精炼：将步骤3)所得钢水倒入RH真空精炼炉内进行精炼，真空度≤ 100pa，精炼时间≥10min，脱气时间≥6min，RH真空精炼过程中，在钢渣界面上加入泡 沫剂，钢渣发泡后加入0.4kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，产出钢渣 中成分的重量百分比为：CaO：43％，SiO2：6.68％，Al2O3：20.22％，MgO：6.38％，MnO： 1.85％，FeO：1.87％。
5)钢水钙处理：钢水中Ca的重量百分比为38.22×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转 变为液态CaO·Al2O3。
6)连铸产出低碳低硅钢，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为C:0.055％， Si02:0.21％，Mn:0.41％，P:0.015％，S:0.008％，Als：0.020％，达到低碳低硅钢对Si含 量的设计要求，钢水浇铸过程中未出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性等现象，铸坯 低倍中心偏析为C类1.0级，铸坯质量良好。钢板内部质量良好，满足国标一级探伤要 求，产品成品率达92.8％。
实施例2：
本实施例为生产SPHE钢的冶炼工艺，低碳低硅钢成分设计：成分的重量百分比 为:C:0.04％～0.05％，Si02:0～0.03％，Mn:0.40％～0.60％，P:0～0.02％，S:0～0.01％， Als：0.015％～0.060％。
1)铁水预处理：通过机械搅拌脱硫技术脱除铁水中的S至铁水中S的重量百分比 ≤0.0048％，处理后扒渣至铁水裸露面积≥90％。
2)转炉炼钢：将步骤1)所得铁水倒入转炉炼钢，出钢前期使用挡渣帽，后期使用 挡渣棒，出钢至1/4时，向钢包中的钢水中加入4kg/t钢的颗粒状石灰和1.7kg/t钢的 铝块进行脱氧，出钢至1/2时再加入金属锰，出钢过程中全程打开钢包底吹氩气至吹开 钢水液面直径为400mm，出钢过程化好渣、化透渣。
3)CAS精炼：根据转炉终点氧含量情况，在吹氩站喂入1.0m/t钢的铝线，使得钢水 中Als的重量百分比为0.035％，然后进行吹氩处理，钢包底吹氩气流量以吹开钢水液面 直径300mm～500mm为准，吹氩时间为10min，观察渣样颜色，变为深绿色时停止处理， 出站渣中成分的重量百分比为：CaO：45％，SiO2：7.31％，Al2O3：18.54％，MgO：7.72％， MnO：2.5％，FeO：2.41％。
4)RH真空炉外精炼：将步骤3)所得钢水倒入RH真空精炼炉内进行精炼，真空度≤ 100pa，精炼时间14min，脱气时间10min，RH真空精炼过程中，在钢渣界面上加入泡沫 剂，钢渣发泡后加入0.6kg/t钢的铝粒，至钢渣变为灰白色停止添加铝粒，产出钢渣中 成分的重量百分比为：CaO：44％，SiO2：7.02％，Al2O3：19.73％，MgO：7.18％，MnO：2.09％， FeO：2.15％。
5)钢水钙处理：钢水中Ca的重量百分比为36.29×10-4％，使得使钢中固态Al2O3转 变为液态CaO·Al2O3。
6)连铸产出低碳低硅钢，所得低碳低硅钢成分的重量百分比为C:0.038％， Si02:0.25％，Mn:0.49％，P:0.016％，S:0.007％，Als：0.023％，达到低碳低硅钢对Si含 量的设计要求，钢水浇铸过程中未出现水口絮流、塞棒上涨、保护渣变性等现象，铸坯 低倍中心偏析为C类1.0级，铸坯质量良好。钢板内部质量良好，满足国标一级探伤要 求，产品成品率达92.5％。
以上对本发明所提供的一种低碳低硅钢的生产方法进行了详细介绍。本文中应用了 具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理 解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不 脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落 入本发明权利要求的保护范围内。