一种高铝钢精炼工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种高铝钢精炼工艺。该工艺包括脱氧和造渣两部分，脱氧过程为LF炉进站（加铝粒和电石粉造白渣）-LF工位中期（加锰和硅）-LF后期(扒渣、加入铝锭)-VD工位（钙化处理）-中间包精炼。其中脱氧工艺采用两次加铝，按照一定的顺序加入脱氧剂，钙化处理，加精炼渣；精炼渣渣系成分以重量百分数计算，其组分为：CaO:52%-58%，Al2O3:26%-36%，MgO:5%-10%，SiO2:2%-%5，CaF2:1%-4%，其余为杂质，w(CaO)/w(Al2O3)=1.6~2.2。本发明专利技术可有效降低高铝钢中氧、氮的质量分数，减少钢中夹杂物的数量，控制夹杂物的大小、形态、分布，保证高铝钢的品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种高铝钢精炼工艺。
技术介绍
高铝钢主要有模具钢、氯碱化工容器或管道用钢、电热体材料、航空航天及武器等军工钢。制备高品质的高铝钢，主要在于脱除钢水中的氧气、氮气等气体，以及控制钢水中夹杂物的数量、大小、形貌、分布，因此一个高效的精炼工艺对于保证高铝钢的品质来说是至关重要的。目前的高铝钢制备工艺以专利公开号为CN102069157A的《一种高铝钢的制备方法》为代表，虽能达到脱气、控制夹杂物的目的，但全过程铝收得率低，仅有80%~85%，钢水成分波动较大，对钢水中Si、S、P等成分控制较弱，钢中的Al容易与渣中的SiO2反应，导致钢水增硅以及连铸保护渣的性能发生变化，影响连铸过程的顺行和铸坯的表面质量。为了解决上述存在的问题，本专利技术在加铝过程中分为两次加铝，第一次为了脱氧，第二次为了调整钢水的成分，并按照一定的顺序加入脱氧剂，这样提供高了全过程铝的收得率，并且对钢水的成分进行了良好的控制，并且对于脱氧以及控制钢中夹杂物的种类、数量、大小、形貌、分布均起到了良好的效果，比其他常规的工艺生产出来的高铝钢品质更高，保证了国家在经济发展中对高品质高铝钢的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高铝钢精炼工艺。该工艺包括脱氧和造渣两部分，其中脱氧工艺采用两次加铝，按照一定的顺序加入脱氧剂，钙化处理，加精炼渣；精炼渣渣系成分以质量%计，其组分为：CaO:52%-58%，Al2O3:26%-36%，MgO:5%-10%，SiO2:2%-5%，CaF2:1%-4%，w(CaO)/w(Al2O3)=1.6~2.2。两次加入铝粒，其中第一次添加铝粒的目的是正常脱氧，第二次添加铝粒的目的是为了调整合金成分达到目标钢种要求。两次加入的铝含量比w(Al1)/w(Al2)=0.16。脱氧剂加入顺序为：Al-Mn-Al-Ca-精炼渣。钢水中全氧质量分数为0.0011%~0.0046%时，第一次加Al，之后每间隔5min按顺序加入其它脱氧剂，钙化剂加入完全后立即进行钙化处理，并加入精炼渣，充分脱氧10-20min后最终全氧含量低于200×10-6。具体实施方式按照本专利技术提供的方法进行工业试验，高铝钢成分见表1，所采取的高铝钢冶炼流程为：电炉——LF炉——VD炉——表1高铝钢成分/%元素CSiMnAlPS质量分数0.14~0.150.23~0.271.5~1.70.9~1.10.013<0.03利用本专利技术的高铝钢精炼工艺按以下步骤进行实施：实施例1：电炉工位后期，调整钢液成分合适后，出钢时加锰合金调整锰的质量分数；钢水到LF炉工位后通电，加铝粒和电石粉造白渣，该渣系精炼渣渣系成分以质量%计，其组分为：CaO:58%，Al2O3:29%，MgO:5%，SiO2:5%，CaF2:3%，w(CaO)/w(Al2O3)=2.0，测定出钢水的全氧质量分数为0.0024%，此时进行第一次喂铝对钢水脱氧，形成白渣且温度合适后取样品1，等待样品1结果过程中继续进行沉淀和扩散脱氧；LF工位中期，根据样品1结果，补加锰和硅使其达到目标成分，取样品2；LF工位后期，温度达1933K时扒渣，根据样品2结果加入铝锭调节铝的质量分数，温度达到约1953K时出钢；进入VD工位时，开盖取样品3，钙处理，分析样品结果合格后出钢；中间包精炼结束后，取样品4。钢中夹杂物尺寸及数量统计见表2；表2钢中夹杂物尺寸和数量统计工位LF到站LF出站VD出站中间包夹杂物直径/um2.11.71.61.5夹杂物个数/个/mm22500250022002000实施例2：电炉工位后期，调整钢液成分合适后，出钢时加锰合金调整锰的质量分数；钢水到LF炉工位后通电，加铝粒和电石粉造白渣，该渣系精炼渣渣系成分以质量%计，其组分为：CaO:56%，Al2O3:35%，MgO:5%，SiO2:2%，CaF2:2%，w(CaO)/w(Al2O3)=1.6，测定出钢水的全氧质量分数为0.0018%，此时进行第一次喂铝对钢水脱氧，形成白渣且温度合适后取样品1，等待样品1结果过程中继续进行沉淀和扩散脱氧；LF工位中期，根据样品1结果，补加锰和硅使其达到目标成分，取样品2；LF工位后期，温度达1933K时扒渣，根据样品2结果加入铝锭调节铝的质量分数，温度达到约1953K时出钢；进入VD工位时，开盖取样品3，钙处理，分析样品结果合格后出钢；中间包精炼结束后，取样品4。钢中夹杂物尺寸及数量统计见表3；表3钢中夹杂物尺寸及数量统计工位LF到站LF出站VD出站中间包夹杂物直径/um1.751.61.561.55夹杂物个数/个/mm22000225021001800实施例3：电炉工位后期，调整钢液成分合适后，出钢时加锰合金调整锰的质量分数；钢水到LF炉工位后通电，加铝粒和电石粉造白渣，该渣系精炼渣渣系成分以质量%计，其组分为：CaO:54%，Al2O3:30%，MgO:7%，SiO2:5%，CaF2:4%，w(CaO)/w(Al2O3)=1.8，测定出钢水的全氧质量分数为0.0013%，此时进行第一次喂铝对钢水脱氧，形成白渣且温度合适后取样品1，等待样品1结果过程中继续进行沉淀和扩散脱氧；LF工位中期，根据样品1结果，补加锰和硅使其达到目标成分，取样品2；LF工位后期，温度达1933K时扒渣，根据样品2结果加入铝锭调节铝的质量分数，温度达到约1953K时出钢；进入VD工位时，开盖取样品3，钙处理，分析样品结果合格后出钢；中间包精炼结束后，取样品4。钢中夹杂物尺寸及数量统计见表4；表4钢中夹杂物尺寸及数量统计工位LF到站LF出站VD出站中间包夹杂物直径/um1.851.521.501.49夹杂物个数/个/mm22200240023501900本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铝钢精炼工艺，其特征在于：该工艺包括脱氧和造渣两部分；脱氧工艺采用分两次加铝，其具体为按照一定的顺序加入脱氧剂，并钙化处理，在第二次加铝调整合金成分；造渣工艺，在钢水进站开始，并控制精炼渣渣系成分以百分含量计算，其组分为：CaO:52%‑58%，Al2O3:26%‑36%，MgO:5%‑10%，SiO2:2%‑5%，CaF2:1%‑4%，余量为杂质，w(CaO)/w(Al2O3)=1.6~2.2。

【技术特征摘要】
1.一种高铝钢精炼工艺，其特征在于：该工艺包括脱氧和造渣两部分；脱氧工艺采用分两次加铝，其具体为按照一定的顺序加入脱氧剂，并钙化处理，在第二次加铝调整合金成分；造渣工艺，在钢水进站开始，并控制精炼渣渣系成分以百分含量计算，其组分为：CaO:52%-58%，Al2O3:26%-36%，MgO:5%-10%，SiO2:2%-5%，CaF2:1%-4%，余量为杂质，w(CaO)/w(Al2O3)=1.6~2.2。2.根据权利要求1所述的一种高铝钢精炼工艺，其特征在于：该工艺的脱氧部分分两次加入铝粒，其中第一次添加铝粒Al1的目的是正常脱氧，使氧含量低于200×10-6，第二次添加铝粒Al2的目的是为了调整合金成分达到目标钢种要求，并控制两次加入的铝含量比w(Al1)/w(Al2...

【专利技术属性】
技术研发人员：战东平，牛奔，范坤，邱国兴，张洋鹏，郑瑶，周永欣，张慧书，姜周华，王伟名，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21