[发明专利]一种焊条钢高效脱氧的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢铁冶金领域的工艺方法，特别是一种在连铸过程中用于焊条钢高效脱氧的工艺方法。

背景技术

我国金属制品市场广泛，需求量大，特别对高质量焊条钢的需求。焊条钢的生产成本一般较高，主要是钢水中氧、铝含量很难控制，若氧含量高，会导致铸坯产生气孔，轧材产生飞皮，拉丝断丝，同时连铸漏钢率增加，直接影响生产衔接，此外还会直接增加中间包耐火材料的消耗，影响钢质和生产成本；若精炼炉钢水中铝含量较高，则会直接影响钢水可浇注性能。目前对焊条钢中氧、铝含量的控制主要通过在转炉炼钢的出钢过程中加入含铝脱氧剂，将钢水搅拌后定氧，其后根据检测的氧活度加入铝线，再对加入铝线后的钢水进行搅拌与定氧，重复这种操作直到氧活度达到要求范围再出钢，这需要耗费大量的生产时间并增加实际的控制难度，影响其后续工序的生产连续性，同时为了保证其后的浇注过程正常、铸坯不产生皮下气孔，精炼后的钢水氧含量需要准确控制在30～40ppm，这进一步增加了精炼中脱氧控制的难度。

发明内容

本发明希望提出一种利于快速生产、便于操作同时能够有效消除焊条钢皮下气孔的工艺方法。

本发明首先通过以下技术方案来实现上述目的：一种焊条钢高效脱氧的工艺方法，包括以下步骤：将由精炼产生的钢水注入中间包冲击区内，在所述钢水注入中间包冲击区之前，在中间包冲击区内先放置金属铝，钢水经含有金属铝的冲击区进入中间包后，待中间包内钢水的液面高度达到中间包高度的50～70％后再经所述中间包分配到所述结晶器内冷却成型；所述金属铝的加入量满足每吨合格钢水中加入的铝元素的量为2.0g～6.0g。

上述中间包的冲击区为钢水从精炼炉中转入中间包时的一个临时的贮存与缓冲区域，钢水在该区域内上升至一定高度时，会通过其侧面的缺口流入中间包内；上述加入的金属铝的形态、大小等可以在满足用量的前提下选择性调整，如在形态上，其可以为铝粒、铝锭、铝条等等。本领域技术人员可以理解的是，为了不在钢水中引入其它杂质，使用的不同形态的金属铝中铝的纯度显然必须很高，如可达99.9％。

优选的是：钢水经冲击区与铝反应后进入中间包，再由中间包进入结晶器，在由中间包进入结晶器的钢水中铝元素的含量≤0.001％。

优选的是：钢水经中间包开始进入结晶器的速率满足结晶器内钢水液面高度的增速为1.5～2.2m/min。

进一步优选的是：钢水经中间包进入结晶器且结晶器内钢水的液面保持稳定后，提高经中间包进入结晶器的钢水的进入速率，所述速率满足结晶器内液面的增速为2.2～2.4m/min。

另一优选为：钢水的质量为75～80t，加入的金属铝为铝条，其规格为φ10～13mm、长200mm，加入的铝条的数量为4～6根。

另一优选为：精炼的过程中包括以下步骤：向进入精炼炉并升温后的钢水内加入不含铝的脱氧剂进行扩散脱氧，并根据钢水中硅的含量投入纯钙线或硅钙线或复合钙线，待钢水中的成分与温度符合所炼钢种的要求后，用氩气进行吹氩，吹氩时间≥3min，出钢时钢水中的氧含量为30～70ppm。

上述精炼所需要的时间小于40min。

上述钢水的成分一般包括钢水中C、Si、S、Mn、P、Cr、Ni、Cu等元素，不同钢种对上述元素的含量有不同的要求，可以参照国标、工厂的内控指标等等，本优选并不仅限于其中的一种要求，且该优选方法的实行并不受钢种的不同，即钢水成分与钢水温度的不同的限制，而只需要做到出钢时钢水中的氧含量为30～70ppm即可。上述优选中的复合钙线是指硅与钙相复合的钙线，如中心为实芯纯钙线(钙纯度≥95％)、外壳为铁皮、外壳与中心之间填充粉状硅铁粉的钙线。

本发明的有益效果体现在：

1)本发明的工艺方法可使精炼时间得到有效控制，其可稳定在40min之内，相对于传统的工艺过程其减少了5～10min，提高了生产效率；

2)该发明的工艺方法可使中间包的液面保持一个较稳定的状态，钢水进入结晶器的起始速度和上升后的速度稳定而且适宜，对生产的影响小，可减少溢钢、拉漏等非计划性的停流和钢水接不上造成的非计划性的堵流等；

3)本发明的工艺方法可使对进入连铸工序的钢水的氧含量的要求范围加宽至30～70ppm，有利于快速高效的生产；

4)本发明的工艺方法可快速将由精炼炉进入连铸工序的钢水中的氧含量大范围地降到最低，使得铸坯质量好，不含有皮下气孔；