[发明专利]一种防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及特殊钢冶金技术领域，具体地，涉及一种防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺。

背景技术

为了降低钢水氧含量，特殊钢企业一般向钢水添加铝元素来强化脱氧，其脱氧产物主要为Al₂O₃夹杂物，此类夹杂物是造成水口结瘤物的主要来源之一。钙处理是解决由Al₂O₃夹杂物造成的水口结瘤问题的主要方法，但对于某些对硫含量有要求的钢种，不合适的钙处理容易导致CaS夹杂物的生成，CaS夹杂物同样易于导致水口结瘤。

目前，生产含硫含铝钢一般采用真空精炼后再进行硫合金化的冶炼工艺，在真空精炼后通过喂入硫铁线的方式将钢水硫含量控制到目标范围。但该类工艺存在的主要问题为：1)硫合金化收得率低且不稳定；2)硫合金化过程中钢水剧烈翻腾，容易造成二次氧化，二次氧化产物没有充足时间上浮去除，影响钢水洁净度，对钢水浇注性能不利。若在真空处理前进行硫合金化，由于真空处理(特别是VD真空处理)过程中钢水与炉渣间的反应，钢水硫损失严重，无法保证成品硫含量的稳定性，且反应产物主要为Al₂O₃夹杂物和CaS夹杂物，容易造成水口结瘤。一些特殊钢企业通过在钢包精炼后期先降低炉渣碱度再进行硫合金化的方式，解决了真空处理过程中硫损失严重的问题。但钢包精炼后期降低炉渣碱度将导致钢水氧含量上升和氧化铝夹杂物数量增加，产生产品质量风险的同时水口结瘤的问题并未能完全解决。

发明内容

本发明提供了一种防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺，通过增加炉渣硫含量抑制真空处理过程中钢水与炉渣间的反应，提高了硫元素的收得率和钢水洁净度，解决浇注含硫含铝钢水口结瘤的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺，包括以下步骤：

(1)铁水不经过喷镁或KR脱硫直接供转炉或电炉冶炼；

(2)在转炉或电炉出钢过程中加入铝饼、硅铁进行脱氧合金化，加入石灰、预熔精炼渣进行造渣；

(3)出钢后对所述钢水进行钢包精炼，钢包精炼过程中不得加入石灰、萤石调整炉渣成分，通过向炉渣中加入铝粒、电石进行扩散脱氧，并在钢包精炼末期向炉渣加入硫铁粉调整炉渣硫含量，对钢水进行钙处理，之后调整钢水硫含量；

(4)对钢包精炼后的钢水，进行RH或VD真空精炼，RH或VD真空精炼时间为15-20min，其中真空度133Pa以上的精炼时间为10-15min；

(5)对所述钢水在钢包底部进行吹氩软搅拌，吹氩软搅拌氩气流量控制在40L/min以下，时间控制在5-20min；

(6)采用连续铸钢方式浇注所述钢水，连续铸钢浇注过热度控制在25-45℃之间，浸入式水口内径不小于30mm。

进一步，所述的防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺步骤(1)中转炉或电炉冶炼结束时，以质量百分比计，钢水中硫含量为0.025％-0.040％。

进一步，所述的防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺步骤(2)中转炉或电炉出钢过程铝饼加入量为钢水总重量的0.08-0.15％，硅铁加入量由钢种硅含量要求的目标成分确定，石灰加入量为钢水总重量的0.3％-0.5％，预熔精炼渣加入量为钢水总重量的0.1％-0.2％，以质量百分比计，预熔精炼渣含CaO为30％-50％，含Al₂O₃为40％-60％。

进一步，所述的防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺步骤(3)中钢包精炼到站的顶渣成分，以质量百分比计为：CaO为50％-60％，MgO为4％-7％，SiO₂为10％-14％，Al₂O₃为22％-28％，T.Fe含量小于1.5％，硫含量为0.2％-0.6％，在精炼后期调整炉渣中硫含量、对钢水进行钙处理，之后调整钢水硫含量，钢包精炼结束时顶渣成分，以质量百分比计为：CaO为50-65％，MgO为4-7％，SiO₂为9-13％，Al₂O₃为24％-30％，T.Fe含量小于1.0％，硫含量为1.0％-2.4％。

更进一步，所述的防止含硫含铝钢浇注过程中水口结瘤的钢水冶炼工艺步骤(3)中硫铁粉加入量为炉渣总量的3.0％-6.0％。