[发明专利]一种钢水碳含量的控制方法

说明书

本发明公开了一种钢水碳含量的控制方法，涉及钢铁冶金技术领域。该钢水碳含量的控制方法在现有控制转炉终点碳含量的基础上，适当提高转炉终点碳含量，出钢过程中，通过合理调节钢罐底吹氩气流量并适当推迟加入合金的方法，使钢罐内钢水中部分的[C]与[O]在合金加入之前进一步反应生成{CO}气体排出，钢水中的[C]与[O]同时降低，这样，既减轻了转炉拉低碳的压力，又能保证钢水碳含量满足钢种成分要求，同时还有效降低了钢水中的氧含量，提高合金收得率。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种钢水碳含量的控制方法。

背景技术

转炉生产低碳钢种，尤其是生产SPHC等成品碳含量[C]≤0.07％的低碳铝镇静钢，其工艺流程为：铁水预处理→转炉→吹氩站→LF炉→CSP连铸。因后道工序无降碳措施，且钢水在LF炉精炼过程中，电极加热与调整合金成分存在一定的增碳作用，尤以电极增碳为主，据计算，LF炉生产SPHC等低碳铝镇静钢最高增碳量可达0.01％，为保证成品碳合格，现有技术中，转炉终点钢水碳含量通常按低于该钢种成品碳含量规格上限0.020％以下控制，转炉终点钢水碳含量控制普遍偏低。由于转炉终点钢水碳-氧浓度积相对恒定，终点钢水碳含量[C]低则氧含量[O]就高。当终点钢水碳含量[C]≤0.050％时，随着钢水碳含量[C]的进一步降低，钢水氧含量[O]和渣中TFe急剧增加，从而造成钢铁料消耗增加、对炉衬侵蚀加剧、转炉炉况维护困难、出钢脱氧合金消耗增加、钢中夹杂物含量增加、钢水质量变差等一系列不良影响。针对转炉冶炼低碳钢种，尤其是钢种成品碳含量[C]≤0.070％的低碳铝镇静钢所存在的以上不良影响，现有技术缺乏有效的解决办法。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钢水碳含量的控制方法，解决了转炉生产低碳钢过程中钢水碳含量[C]≤0.050％时，随着钢水碳含量[C]的进一步降低，钢水氧含量[O]和渣中TFe急剧增加，从而造成钢铁料消耗增加、对炉衬侵蚀加剧、转炉炉况维护困难、出钢脱氧合金消耗增加、钢中夹杂物含量增加、钢水质量变差等一系列不良影响的问题。

(二)技术方案

转炉出钢过程中存在以下碳氧进一步反应的有利条件：

(1)、由于碳氧反应[C]+[O]＝{CO}是一个放热反应，转炉出钢过程中，随着钢水温度的降低，钢水中的[C]会与钢水中过剩的[O]生成{CO}气体析出；

(2)、转炉出钢过程中，全程采用钢罐底吹氩气搅拌，对于{CO}气体来说，氩气泡相当于一个个小真空室，{CO}气体将自动向其中扩散并被带出钢水，同时，小氩气泡也是碳氧反应的理想地点；

(3)、出钢过程中，钢罐底吹氩气对钢罐内钢水的搅拌作用，以及从转炉出钢口以一定的高度差流出的钢流对钢罐内钢水的冲击搅拌作用，也为碳氧反应提供了良好的动力学条件。

而随着脱氧合金的加入，钢水中的[O]将优先于钢水中的[C]与脱氧合金发生反应，则钢水中的[C]与[O]的反应被抑制。

本发明正是利用上述原理，生产低碳钢种时，在现有控制转炉终点碳含量的基础上，适当提高转炉终点碳含量，出钢过程中，通过合理调节钢罐底吹氩气流量并适当推迟加入合金的方法，使钢罐内钢水中部分的[C]与[O]在合金加入之前进一步反应生成{CO}气体排出，钢水中的[C]与[O]同时降低，这样，既减轻了转炉拉低碳的压力，又能保证钢水碳含量满足钢种成分要求，同时还有效降低了钢水中的氧含量，提高合金收得率。现有技术在生产低碳钢种时，转炉终点钢水碳含量通常按低于该钢种成品碳含量规格上限0.020％以下控制，出钢过程采用全程钢罐底吹氩气搅拌，底吹氩气流量在技术规程允许的范围内，按大→中→小进行控制，从出钢开始到出钢至1/3采用大流量，出钢1/3至2/3采用中等流量，出钢2/3至出钢结束采用小流量，合金在出钢1/3时加入钢罐，由于合金加入较早，过早地抑制了碳氧反应，故出钢过程降碳作用不明显。