專利名稱：應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行氬站精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，用于在爐外精煉過程中，應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣脫除鋼中的硫，尤其是應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣在吹氬站進行鋼水爐外精煉過程中生產(chǎn)低硫鋼的方法。
背景技術(shù)：
硫在大多數(shù)鋼種中是有害元素(易切削鋼除外)，鋼中硫化物的夾雜會降低鋼的延展性和韌性。因此，降低鋼中硫含量對減少鋼的缺陷、提高鋼的機械性能至關(guān)重要。所以，很多鋼種均要求將硫含量降得越低越好。通過文獻檢索，“E. T. Turkdogan Fundamentals ofSteelmaking”提到日本君津鋼鐵廠 V-KIP (Vacuum-Kimizu Injeet Procass,即真空-君津噴射處理鋼包精煉法)能將硫脫至O. 0002% O. 0005%，在所有的精煉設(shè)備中，V-KIP攪拌能是最大的，脫硫能力最強，但是，國內(nèi)沒有此類設(shè)備。中國專利200610047101. X是一種
用于超低碳鋼精煉的深脫硫劑及制造方法，改文獻中提到其脫硫效果較好，但是通過理論上的物料平衡計算，其鋁含量根本不夠還原鋼渣中的氧化物。因此，不可能完成深脫硫；且其脫硫工藝過于復(fù)雜，加料分5 15次進行，每次還要進行溫度檢測，工藝操作成為難點，同時多次測溫也間接提高了成本。另外，在該脫硫劑中還含有1% 3%的螢石，目前，由于其不僅會影響爐體或鋼水罐襯耐火材料的使用壽命，而且還會對環(huán)境造成污染，國家已經(jīng)明令禁止在煉鋼過程使用螢石。因此，對于優(yōu)質(zhì)低硫鋼，迫切地需要開發(fā)一種高效的脫硫劑和一種有效的脫硫工藝或方法。富含氧化鋁和氧化鈣的鋁鈣質(zhì)預(yù)熔型精煉渣，熔點低，熔速快，硫容量高，經(jīng)高溫熔融而成，性能穩(wěn)定，不變質(zhì)、不吸水、不粉化、低氟，在對鋼水進行精煉過程中，不僅可促進鋼水脫硫，還有利環(huán)保、減少污染、減少耐火材料消耗。從而，其非常適于用來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低硫鋼。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提出的，其目的是提供一種應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣在吹氬站進行鋼水爐外精煉脫硫，能將鋼液中硫含量穩(wěn)定控制在O. 002%以下，效果明顯、穩(wěn)定，并確保和提高精煉鋼的質(zhì)量，降低冶煉成本的爐外精煉脫硫生產(chǎn)低硫鋼的工藝方法。為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法主要包括以下步驟(I)轉(zhuǎn)爐出鋼轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1650°C 1750°C，且出鋼過程中采用擋渣處理，進行脫氧操作，然后進行預(yù)合金化處理；(2)吹氬站工位精煉脫硫轉(zhuǎn)爐出鋼后期隨鋼流向鋼包中加入預(yù)熔型鋁酸鈣，出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌；(3)扒渣精煉脫硫結(jié)束后將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入鋼包覆蓋劑；
(4)精煉、合金化處理在精煉爐對鋼液進行調(diào)溫處理以及攪拌處理，處理結(jié)束后鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C ;根據(jù)不同鋼種冶煉要求，再向鋼液加入合金(包括控氧劑)進行合金化操作，精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作。(5)連鑄采用全程保護澆注。其中，所述的脫氧操作根據(jù)鋼種要求可以是硅脫氧、鋁脫氧或是其他常規(guī)脫氧方式。所述的擋渣處理是采用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現(xiàn)。所述的預(yù)熔型鋁酸鈣的加入方式可以是一次或多次加入鋼液，加入方式可以是由料倉下料或人工投入。所述的預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在3 20Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm。所述的預(yù)熔型鋁酸鈣其主要物象組成為12Ca0 · 7Al203、3Ca0 · 5A1203的一種或幾·種的混合物，以及其他不可避免的雜質(zhì)。所述的在氬站精煉過程中的吹氬處理，氬氣的流量控制在10 500NL/min (標準升每分鐘)，處理時間控制在3 20min。所述的扒渣在扒渣站進行，采用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設(shè)備來實現(xiàn)。所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。所述的脫氧、精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min。另外，值得一提的是本發(fā)明中的脫硫劑預(yù)熔型鋁酸鈣的制備方法主要包括以下步驟第一步準備原料，原料包括富含氧化鈣的材料與富含氧化鋁的材料；第二步將第一步中準備的原料分別制成粉末；第三步混合，將第二步中制備的粉末按一定比例混合；第四步熔煉，將混合好的粉末加入高溫窯爐中，在溫度1450 1600°C進行熔煉；第五步熔融出爐后結(jié)晶冷卻；第六步破碎成型，經(jīng)破碎，制成富含CaO和Al2O3、粒度為O. I 100mm(優(yōu)選為70mm)的塊狀低熔點鋁鈣質(zhì)預(yù)熔型精煉渣。其中，原料中的富含氧化鈣的材料包括方解石、石灰石、白云石等礦物原料以及富含氧化鈣的電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等各種工業(yè)廢棄物。原料中的富含氧化鋁的材料包括鋁礬土等礦物原料以及工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富含氧化鋁的鋁灰、鋁渣等工業(yè)廢棄物。上述材料中的工業(yè)廢棄物均為其主要組成部分,礦物材料為其次要組成部分。最后，制備好的煉鋼用鋁鈣質(zhì)預(yù)熔型脫硫劑產(chǎn)品的成分范圍是Ca040 60%、Al20340 60 %、SiO2彡8%、F-彡2%、雜質(zhì)總含量彡5%0使用本發(fā)明的方法進行深脫硫，其脫硫率可達85%以上，能使鋼中硫元素含量穩(wěn)定控制在O. 002%以下。與現(xiàn)有技術(shù)相比，脫硫效率高且穩(wěn)定，操作簡單、脫硫效果穩(wěn)定，不影響生產(chǎn)節(jié)奏。所使用的脫硫劑為鋁鈣質(zhì)預(yù)熔型精煉渣，在其制造過程中采用了高溫熔融處理，具有成分均勻、低氟、低熔點的特點，可實現(xiàn)快速化渣，達到快速脫硫的目的，而且減少了對環(huán)境的污染。
具體實施例方式以下，詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語或詞語不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應(yīng)當立足于為了以最佳方式說明其發(fā)明發(fā)明人可以對術(shù)語的概念進行適當定義的原則解釋為符合本發(fā)明技術(shù)思想的含義和概念。隨之，本說明書所記載的實施例中表示的結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明最佳實施例之一，并不能完全代表本發(fā)明的技術(shù)思想，因此應(yīng)該理解到對于本發(fā)明而言可能會存在能夠進行替換的各種等同物和變形例。下面以幾個具體實施例來說明本發(fā)明的方法及其產(chǎn)生的效果。實施例I :轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1670°C左右，且出鋼過程中采用擋渣處理，力口入脫氧劑(硅鐵)對鋼液進行脫氧處理；出鋼后期由料倉一次性將預(yù)熔型鋁酸鈣加入鋼
液，預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在4Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出鋼結(jié)束時采用擋渣錐擋渣；出完鋼后將鋼包運送至氬站精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在150NL/min，精煉處理時間控制在16 18min，精煉處理結(jié)束停止氬氣攪拌，將鋼包開出氬站精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入2Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調(diào)溫、精煉處理，將鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C ;然后進行精煉處理，再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，再向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調(diào)溫、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為80NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例2 轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1690°C左右，且出鋼過程中采用擋渣處理，力口入脫氧劑(硅鐵)對鋼液進行脫氧處理；出鋼后期由料倉一次性將預(yù)熔型鋁酸鈣加入鋼液，預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在7Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出鋼結(jié)束時采用擋渣錐擋渣；出完鋼后將鋼包運送至氬站精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在180NL/min，精煉處理時間控制在13 15min，精煉處理結(jié)束停止氬氣攪拌，將鋼包開出氬站精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入5Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調(diào)溫處理，將鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為60NL/min ；連鑄采用全程保護澆注。實施例3 轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1710°C左右，且出鋼過程中采用擋渣處理，力口入脫氧劑(鋁錳鐵)對鋼液進行脫氧處理；出鋼后期由料倉一次性將預(yù)熔型鋁酸鈣加入鋼液，預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在12Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出鋼結(jié)束時采用擋渣錐擋渣；出完鋼后將鋼包運送至氬站精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在300NL/min，精煉處理時間控制在9 12min，精煉處理結(jié)束停止氬氣攪拌，將鋼包開出氬站精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入6Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調(diào)溫處理，將鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C ;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調(diào)溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為40NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例4 轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1740°C左右，且出鋼過程中采用擋渣處理，力口入脫氧劑(鋁錳鐵)對鋼液進行脫氧處理；出鋼后期由料倉一次性將預(yù)熔型鋁酸鈣加入鋼液，預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在18Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出鋼結(jié)束時采用擋渣錐擋渣；出完鋼后將鋼包運送至氬站精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在400NL/min，精煉處理時間控制在5 8min，精煉處理結(jié)束停止氬氣攪拌，將鋼包開出氬站精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入9Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調(diào)溫處理，將鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調(diào)溫、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為20NL/min;連鑄采用全程保護澆注。以上實施例I 4是在100噸轉(zhuǎn)爐、100噸鋼包、氬站精煉工位以及100噸LF精煉爐上進行煉鋼的，其深脫硫效果見表I。表I應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行爐外精煉深脫硫結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于: 該方法主要包括以下步驟 (1)轉(zhuǎn)爐出鋼轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，出鋼溫度控制在1650°c 1750°C，且出鋼過程中采用擋渣處理，進行脫氧操作，然后進行預(yù)合金化處理； (2)吹氬站工位精煉脫硫轉(zhuǎn)爐出鋼后期隨鋼流向鋼包中加入預(yù)熔型鋁酸鈣，出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌； (3)扒渣精煉脫硫結(jié)束后將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入鋼包覆蓋劑； (4)精煉、合金化處理在精煉爐對鋼液進行調(diào)溫處理以及攪拌處理，處理結(jié)束后鋼水溫度應(yīng)控制在1570°C 1600°C ;根據(jù)不同鋼種冶煉要求，再向鋼液加入合金及控氧劑進行合金化操作，精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作。
(5)連鑄采用全程保護澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于第一步中所述的脫氧操作根據(jù)鋼種要求可以是硅脫氧、鋁脫氧或是其他常規(guī)脫氧方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于第一步中所述的擋渣處理是采用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于第二步中所述的預(yù)熔型鋁酸鈣的加入方式可以是一次或多次加入鋼液，加入方式可以是由料倉下料或人工投入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的預(yù)熔型鋁酸鈣用量控制在3 20Kg/噸鋼，粒度控制在O.Imm IOOmm0
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的預(yù)熔型鋁酸鈣其主要物象組成為12CaO · 7Al203、3Ca0 · 5A1203的一種或幾種的混合物，以及其他不可避免的雜質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的在氬站精煉過程中的吹氬處理，氬氣的流量控制在10 500NL/min，處理時間控制在3 20min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的扒渣在扒渣站進行，采用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設(shè)備來實現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，其特征在于所述的脫氧、精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min0
全文摘要
本發(fā)明提出了一種在吹氬站應(yīng)用預(yù)熔型鋁酸鈣進行鋼水爐外精煉生產(chǎn)低硫鋼的方法，該方法主要包括轉(zhuǎn)爐出鋼，吹氬站工位精煉脫硫，扒渣，精煉、合金化處理及連鑄。使用該方法進行深脫硫，脫硫率可達85％以上，能將鋼液中硫含量穩(wěn)定控制在0.002％以下。與現(xiàn)有技術(shù)相比，脫硫效率高且穩(wěn)定，操作簡單、脫硫效果穩(wěn)定，不影響生產(chǎn)節(jié)奏。所使用的脫硫劑為鋁鈣質(zhì)預(yù)熔型精煉渣，在其制造過程中采用了高溫熔融處理，具有成分均勻、低氟、低熔點的特點，可實現(xiàn)快速化渣，達到快速脫硫的目的，而且減少了對環(huán)境的污染。
文檔編號C21C7/064GK102876846SQ201210226230
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者陳云天 申請人:遼寧中匯環(huán)保科技有限公司