一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢及其生产方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢及其生产方法
。

技术介绍

[0002]电解铝是我国工业生产中高耗能基础产业，电力成本占据了主导地位，约占
40
％以上
。
目前，我国平均吨铝直耗约
13000KWh
，而理论吨铝直耗约为
6300kWh
，电能利用率约
48
％，节能降耗空间非常巨大
。
阴极扁钢作为铝电解槽阴极的重要组成部分，可起到均分电流
、
改善铝液水平电流的作用
。
阴极扁钢的电阻率主要受到材质化学成分
、
纯净度
、
组织结构等内在因素的影响，传统的
Q235A/B、Q195A/B
阴极扁钢逐渐被淘汰，取而代之的是化学成分更低的
SAE1006
阴极扁钢
。
[0003]然而，限制于常规转炉
+LF+(RH)+
连铸
+
轧制工艺路线和过程耐蚀材料和钢包的侵蚀增碳，常规工艺生产的阴极扁钢
C
平均含量为
0.05
％，虽然阴极扁钢的力学性能满足了电解铝行业要求
(
屈服强度
≥140MPa
，抗拉强度
≥300MPa)
，但电阻率的进一步降低受到限制
。
考虑到常规工艺生产的阴极扁钢力学性能的富余量较大，通过降低化学成分各元素含量来降低阴极扁钢电阻率具有可行性
。
根据各元素增量与电阻率变化之间线性关系，每增加1％元素含量与
20℃
电阻率的增加值
(
单位
Ω
·
m)
公式，电阻率增量为：
[0004]Δρ
＝
34.1
×
C+13.1
×
Si+5.1
×
Mn+11.1
×
P+12.1
×
S+12.1
×
Al+14.2
×
N
[0005]由此可见，影响由大到小为
C、N、Si、S、Al、P、Mn
，
C
元素对电阻率的影响最大，其次是
N
元素和
Si
元素，提出了降低
C、N
元素含量，适当提高
Mn
含量的化学成分设计思路，另外在轧制时控制晶粒度大小的控制也兼顾了其对力学性能和电阻率的影响
。
[0006]为了实现上述化学成分和晶粒度大小的控制目标，开发一种较传统方法具有更低的电阻率并兼具良好的力学性能，可以满足电解铝行业节能降耗的发展需求的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢具有十分重要的意义，其技术思路和控制方法还可推广应用于其他低碳低硅钢的生产当中
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢及其生产方法，通过合理控制阴极扁钢中化学成分和调控扁钢铁素体晶粒度大小，在满足结构用钢力学性能的前提下兼具较低的电阻率，使得阴极扁钢具有更好的导电性能
。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其包括以下步骤：
[0009]S1、KR
法铁水脱硫预处理后进行
BOF
冶炼并控制出钢温度；
[0010]S2、
小平台处理后进行
RH
脱碳处理，自然脱碳并控制
RH
总处理时间；
[0011]S3、LF
精炼后进行大方坯连铸，控制中包过热度；
[0012]S4、
铸坯加热后用万能轧机多道次轧制，得到阴极扁钢
。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，步骤
S1
的铁水脱硫预处理工序的脱硫剂采用钝化石灰和钝化镁，
CaO/Mg
的比值范围为3～5，根据处理前
S
含量调整脱硫剂加入量以及喷吹时间，控制脱硫后铁水
S≤0.005
％，扒渣干净
。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，步骤
S1
的
BOF
冶炼工序中，挡渣出钢，渣厚控制在
60
～
80mm
，出钢过程全程吹氩，出钢温度
1640℃
～
1680℃
，出钢过程合金化，出钢化学成分控制目标为
C 0.04
％～
0.07
％，
P≤0.012
％，
Mn 0.28
％～
0.35
％，同时在出钢过程中向钢包内加入
3.4
～
4.2kg/(t
·
Fe)
的活性石灰
。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，步骤
S2
的小平台处理工序中，根据钢水氧活度向钢包中加入铝线浅脱氧，加入时全程吹氩，氩后氧活度控制在
400
～
500ppm
，氩后温度
1600℃
～
1640℃。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，步骤
S2
的
RH
脱碳处理工序中，控制
RH
总处理时间
≤15min
，根据到站定氧结果和
C
含量加入增碳剂，真空度小于等于
3mbar
的时间
≥3min
，采用自然脱碳模式，控制出站
C 0.01
％～
0.02
％，脱碳结束后破空根据氧活度大小加入铝丸脱氧，控制
Als
含量
0.04
％～
0.06
％，脱氧后均匀化时间
≥3min。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，步骤
S3
的
LF
精炼工序中，钢包进站加入钢水精炼调渣剂
2.0
～
3.0kg/(t
·
Fe)、
高碱度精炼渣
5.8
～
6.8kg/(t
·
Fe)
以及向渣面上撒入铝丸
60
～
100kg
，加热
、
化渣
≥10min
后测温
、
取渣样，再根据颜色判断炉渣氧化性颜色并加入高碱度精炼渣
2.4
～
4.2kg/(t
·
Fe)
和铝丸
20
～
50kg
，根据钢渣流动性加入萤石
0.5<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、KR
法铁水脱硫预处理后进行
BOF
冶炼并控制出钢温度；
S2、
小平台处理后进行
RH
脱碳处理，自然脱碳并控制
RH
总处理时间；
S3、LF
精炼后进行大方坯连铸，控制中包过热度；
S4、
铸坯加热后用万能轧机多道次轧制，得到阴极扁钢
。2.
根据权利要求1所述的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，步骤
S1
的铁水脱硫预处理工序的脱硫剂采用钝化石灰和钝化镁，
CaO/Mg
的比值范围为3～5，根据处理前
S
含量调整脱硫剂加入量以及喷吹时间，控制脱硫后铁水
S≤0.005
％，扒渣干净
。3.
根据权利要求1所述的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，步骤
S1
的
BOF
冶炼工序中，挡渣出钢，渣厚控制在
60
～
80mm
，出钢过程全程吹氩，出钢温度
1640℃
～
1680℃
，出钢过程合金化，出钢化学成分控制目标为
C 0.04
％～
0.07
％，
P≤0.012
％，
Mn 0.28
％～
0.35
％，同时在出钢过程中向钢包内加入
3.4
～
4.2kg/(t
·
Fe)
的活性石灰
。4.
根据权利要求1所述的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，步骤
S2
的小平台处理工序中，根据钢水氧活度向钢包中加入铝线浅脱氧，加入时全程吹氩，氩后氧活度控制在
400
～
500ppm
，氩后温度
1600℃
～
1640℃。5.
根据权利要求1所述的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，步骤
S2
的
RH
脱碳处理工序中，控制
RH
总处理时间
≤15min
，根据到站定氧结果和
C
含量加入增碳剂，真空度小于等于
3mbar
的时间
≥3min
，采用自然脱碳模式，控制出站
C 0.01
％～
0.02
％，脱碳结束后破空根据氧活度大小加入铝丸脱氧，控制
Als
含量
0.04
％～
0.06
％，脱氧后均匀化时间
≥3min。6.
根据权利要求1所述的铝电解槽用低电阻率阴极扁钢生产方法，其特征在于，步骤
S3
的
LF
精炼工序中，钢包进站加入钢水精炼调渣剂
2.0
～
3.0kg/(t...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐伟，曾敏，邓通武，代华云，
申请(专利权)人：攀钢集团研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：