一种提高超低碳钢可浇铸性的方法
文献发布时间：2023-06-19 16:04:54
技术领域
本申请涉及钢水精炼技术领域，尤其涉及一种提高超低碳钢可浇铸性的方法。
背景技术
生产中常使用钢水可浇性来表征钢水洁净度对浇注的影响，而钢水洁净度对连铸顺行与否影响很大，尤其是在恒拉速阶段时，连铸过程塞棒开口度可在一定程度上反应出钢水可浇性，特别是当上水口碗部有夹杂沉积时，开口度变化越大，钢水可浇性越差。另外，在生产含超低碳钢工艺中，钢水中含有的Al
目前针对钢水夹杂物的处理方式，是在脱碳后脱氧，保证加Al脱氧后生成数量少且细小的Al
发明内容
本申请提供了一种提高超低碳钢可浇铸性的方法，以解决现有技术中钢水的可浇铸性的难以提高的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种提高超低碳钢可浇铸性的方法，所述方法包括：
得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水；
对所述脱碳钢水进行第一定氧，得到第一氧含量；
根据所述第一氧含量，得到脱氧所需的含铝脱氧剂的加入量；
根据所述含铝脱氧剂的加入量，对所述脱碳钢水加入含铝脱氧剂进行脱氧，得到含Al
对所述脱氧钢水进行合金化，后结束RH精炼并进行底吹和去除夹杂，得到可浇铸性好的纯净钢水。
可选的，所述第一氧含量为350ppm～450ppm。
可选的，所述含铝脱氧剂的加入量的得到公式为：
含铝脱氧剂的加入量＝(第一氧含量*2/3)/(含铝脱氧剂的铝含量*转化率)，其中，转化率是指铝元素和氧元素发生氧化反应的实际转化效率。
可选的，所述底吹包括：加入高钙铝渣球的底吹。
可选的，所述高钙铝渣球的加入量为150kg～200kg。
可选的，所述底吹的流量为40L/min～100L/min，所述底吹的时间为10min～15min。
可选的，所述纯净钢水的微动且翻动亮面直径＜200mm。
可选的，所述得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水，具体包括：
得到RH精炼到站的进站钢水；
对所述进站钢水进行第二定氧和定温，得到进站钢水的第二氧含量和温度；
根据所述第二氧含量和所述进站钢水的温度，得到碳含量的目标值；
根据所述碳含量的目标值进行循环脱碳。
可选的，所述第二氧含量为550ppm～750ppm。
可选的，所述进站钢水的温度为1620℃～1630℃。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的一种提高超低碳钢可浇铸性的方法，通过对脱碳后的钢水进行氧含量的控制，再加入含铝脱氧剂进脱氧，得到大量簇群状的大颗粒Al
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种提高超低碳钢可浇铸性的方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种提高超低碳钢可浇铸性的方法的详细流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请的创造思路为：根据斯托克斯夹杂物上浮规律，颗粒尺寸大夹杂物更有利于上浮，为了降低钢中Al
在本申请一个实施例中，如图1所示，提供一种提高超低碳钢可浇铸性的方法，所述方法包括：
S1.得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水；
S2.对所述脱碳钢水进行第一定氧，得到第一氧含量；
S3.根据所述第一氧含量，得到脱氧所需的含铝脱氧剂的加入量；
S4.根据所述含铝脱氧剂的加入量，对所述脱碳钢水加入含铝脱氧剂进行脱氧，得到含Al
S5.对所述脱氧钢水进行合金化，后结束RH精炼并进行底吹和去除夹杂，得到去去除夹杂质后的纯净钢水。
作为一个可选的实施方式，所述第一氧含量为350ppm～450ppm。
本申请中，第一氧含量为350ppm～450ppm的积极效果是在该范围内能够形成合适的簇群状Al
作为一个可选的实施方式，所述含铝脱氧剂的加入量的得到公式为：
含铝脱氧剂的加入量＝(第一氧含量*2/3)/(含铝脱氧剂的铝含量*转化率)，其中，转化率是指铝元素和氧元素发生氧化反应的实际转化效率，在本申请的实际应用中，转化率的取值可以是90％～97％。
本申请中，通过限定含铝脱氧剂的加入量，使含铝脱氧剂能够充分与氧反应，生成簇群状Al
作为一个可选的实施方式，所述底吹包括：加入高钙铝渣球的底吹；
以质量分数计，所述高钙铝渣球的化学组分包括：Ca：20％～30％，Al：45％～55％，其余为不可避免的杂质。
本申请中，Ca的质量分数为20％～30％的积极效果是在该质量分数范围内，Ca可通过与顶渣固有成份及脱氧产物结合，使得最终顶渣具备合适的物理化学特性；当该质量分数的取值范围过大，将导致的不利影响是Ca加入量过多，导致钢包顶渣流动性差，不利于实现对钢水中夹杂物的吸附互溶，当该质量分数的取值范围过小，将导致的不利影响是Ca加入量过少，钢包顶渣粘度增加，在钢包包壁附近产生不易去除的渣壳。
Al的质量分数为45％～55％的积极效果是在该质量分数范围内，能保障高钙铝渣球带入的Al元素与渣中FeO充分反应，同时又不至于导致钢液中Al元素升高；当该质量分数的取值范围过大，将导致的不利影响是加入的Al含量过多，反应过于剧烈，导致钢-渣界面波动，影响钢液洁净度，当该质量分数的取值范围过小，将导致的不利影响是加入的Al含量不足，无法充分脱除渣中氧，导致钢液持续被炉渣氧化生成夹杂物。
作为一个可选的实施方式，所述高钙铝渣球的加入量为150kg～200kg。
本申请中，高钙铝渣球的加入量为150kg～200kg的积极效果是在该加入量的范围内，能保障渣中氧含量充分去除；当该加入量的取值范围过大，将导致的不利影响是过多的高钙铝渣球的加入将导致钢液中Al元素含量升高，当该加入量的取值范围过小，将导致的不利影响是高钙铝渣球的加入过少，无法保障脱氧效果，导致钢液被炉渣氧化生成夹杂物，影响钢液的洁净度。
作为一个可选的实施方式，所述底吹的流量为40L/min～100L/min，所述底吹的时间为10min～15min。
本申请中，底吹的流量为40L/min～100L/min的积极效果是在该流量范围内，能使Al
作为一个可选的实施方式，所述纯净钢水的微动且翻动亮面直径＜200mm。
本申请中，纯净钢水的微动且翻动亮面直径＜200mm的积极效果是通过对纯净钢水进行翻动亮面直径的判断，从而准确判断纯净钢水的纯净程度，准确判断钢水的可浇铸性；当该直径的取值范围过大，将导致的不利影响是亮面的直径过大，说明钢液裸露严重，导致被空气二次氧化影响钢液洁净度、钢种N含量升高。
作为一个可选的实施方式，所述对所述脱氧钢水进行合金化，后结束RH精炼并进行底吹和去除夹杂，得到去去除夹杂质后的纯净钢水，具体包括：
作为一个可选的实施方式，如图2所示，所述得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水，之前，包括：
S11.得到RH精炼到站的进站钢水；
S12.对所述进站钢水进行第二定氧和定温，得到进站钢水的第二氧含量和温度；
S13.根据所述第二氧含量和所述进站钢水的温度，得到碳含量的目标值；
S14.根据所述碳含量的目标值进行循环脱碳，得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水。
本申请中，通过对进站钢水进行第二定氧和定温，从而得到碳含量的目标值，对钢水的氧含量实现控制，从而控制Al
作为一个可选的实施方式，所述第二氧含量为550ppm～750ppm。
本申请中，第二氧含量为550ppm～750ppm的积极效果是保证脱碳时的氧含量，且保证加铝前氧含量不生成大量Al2O3夹杂物；当该氧含量的取值范围过大，将导致的不利影响是加铝前氧含量过高，铝脱氧后生成夹杂物数量过多，影响钢水的洁净度，当该氧含量的取值范围过小，将导致的不利影响是钢液脱碳过程中的氧含量不足，需要额外吹氧脱碳。
作为一个可选的实施方式，所述进站钢水的温度为1620℃～1630℃。
本申请中，进站钢水的温度为1620℃～1630℃的积极效果是在该温度范围内，既能保证钢水中一定氧含量又保证脱硫的顺利进行；当该温度的取值范围过大，将导致的不利影响是随着转炉终点温度的提高,钢的氧含量会大幅度增加,导致转炉脱氧剂的用量增加,合金的收得率降低，影响生产效率，当该温度的取值范围过小，将导致的不利影响是进站温度过低，不易于脱硫的进行。
如图1和图2所示，提供一种提高超低碳钢可浇铸性的方法，所述方法包括：
S11.得到RH精炼到站的进站钢水；
S12.对进站钢水进行第二定氧和定温，得到进站钢水的第二氧含量和温度；
S13.根据第二氧含量和进站钢水的温度，得到碳含量的目标值；
S14.根据碳含量的目标值进行循环脱碳，得到RH精炼循环脱碳后的脱碳钢水；
S2.对脱碳钢水进行第一定氧，得到第一氧含量；
S3.根据第一氧含量，得到脱氧所需的含铝脱氧剂的加入量；
S4.根据含铝脱氧剂的加入量，对脱碳钢水加入含铝脱氧剂进行脱氧，得到含Al
S5.对脱氧钢水进行合金化，后结束RH精炼并进行底吹和去除夹杂，得到去去除夹杂质后的纯净钢水。
S6.以纯净钢水的微动且翻动亮面直径＜200mm为原则，对纯净钢水进行去除夹杂检测，检测结果：钢水微动且翻动亮面直径为120mm，判断去除夹杂完全，输出纯净钢水。
第一氧含量为377ppm。
含铝脱氧剂的加入量的得到公式为：
含铝脱氧剂的加入量＝(第一氧含量*2/3)/(含铝脱氧剂的铝含量*转化率)，其中，转化率是指铝元素和氧元素发生氧化反应的实际转化效率，转化率取值为95％。
底吹包括：加入高钙铝渣球的底吹；
以质量分数计，高钙铝渣球的化学组分包括：Ca：25％，Al：48％，其余为不可避免的杂质。
高钙铝渣球的加入量为155kg。
底吹的流量为55L/min，底吹的时间为12min。
第二氧含量为571ppm。
进站钢水的温度为1625℃，RH精炼的压力为70Pa。
将实施例2与实施例1相对比，实施例2和实施例1的区别在于：
第一氧含量为350ppm。
转化率取值为94％。
以质量分数计，高钙铝渣球的化学组分包括：Ca：25％，Al：48％，其余为不可避免的杂质。
高钙铝渣球的加入量为150kg。
底吹的流量为40L/min，底吹的时间为10min。
第二氧含量为550ppm。
进站钢水的温度为1620℃。
将实施例3与实施例1相对比，实施例3和实施例1的区别在于：
第一氧含量为450ppm。
转化率取值为92％。
以质量分数计，高钙铝渣球的化学组分包括：Ca：25％，Al：48％，其余为不可避免的杂质。
高钙铝渣球的加入量为200kg。
底吹的流量为100L/min，底吹的时间为15min。
第二氧含量为750ppm。
进站钢水的温度为1630℃。
将对比例1和实施例1相对比，对比例1和实施例1的区别在于：
RH精炼后不进行底吹操作，直接造渣面。
将对比例2和实施例1相对比，对比例2和实施例1的区别在于：
转化率取值为94％。
所述高钙铝渣球的加入量为100kg。
所述底吹的流量为30L/min，所述底吹的时间为8min。
将对比例3和实施例1相对比，对比例3和实施例1的区别在于：
所述第一氧含量为500ppm。
转化率取值为91％。
所述高钙铝渣球的加入量为220kg。
所述底吹的流量为110L/min，所述底吹的时间为20min。
将对比例4和实施例1相对比，对比例4和实施例1的区别在于：
所述第二氧含量为500ppm。
所述进站钢水的温度为1600℃。
将对比例5和实施例1相对比，对比例5和实施例1的区别在于：
所述第二氧含量为800ppm。
所述进站钢水的温度为1650℃。
相关实验：
将实施例1-3和对比例1-5所得的纯净钢水进行连铸，做好全保护浇注，并在保证结晶器液面稳定的前提下按上限控制，具体配比为塞棒3～6L/min，上水口3～4L/min，板间3～5L/min，对钢水连铸过程进行性能检测，结果如表1所示。
相关实验的测试方法：
塞棒开口度变化幅度：设定开浇时塞棒初始位置为60mm，7炉连浇浇铸结束后，测定塞棒的位置未采用RH精炼结束底吹工艺，7炉连浇浇铸结束塞棒＞85mm，塞棒上涨明显，存在浸入式水口一定程度的堵塞。
铸坯良品率：通过铸坯表面检测仪检测。
表1
表1的具体分析：
塞棒开口度变化率是指连铸过程中，由于水口碗部有夹杂沉积时，在塞棒开口处沉积，导致开口度变化的程度，当该开口度变化小，说明钢水中含有的杂质越少。
铸坯良品率是指最终得到的铸坯的质量好坏，当铸坯良品率越大，说明钢水中杂质含量越低。
由实施例1-3的数据可知，
当采用RH精炼结束底吹工艺，7炉连浇浇铸结束塞棒在75～80mm，说明其降幅降低，同时采用RH精炼结束底吹工艺，整浇次高等级铸坯合格率在85％以上。
由对比例1-5的数据可知：
未采用RH精炼结束底吹工艺，7炉连浇浇铸结束塞棒＞85mm，塞棒上涨明显，存在浸入式水口一定程度的堵塞，同时未采用RH精炼结束底吹工艺，整浇次高等级铸坯合格率＜80％。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请实施例提供的方法，所得钢水在进行连铸阶段，浇铸过程液位波动平稳，效果显著，可及时对浇铸水口进行观察未发现明显堵塞，浇铸良好，塞棒棒位上涨不大，铸坯质量良好。
(2)本申请实施例提供的方法，具有较高的工艺应用价值，操作简便，有效降低水口堵塞的发生，提高铸坯质量。
(3)本申请实施例提供的方法，可将各工艺参数整合在RH精炼的自动控制系统上，实现RH精炼过程的自动化处理，进一步提高工艺应用价值。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。