一種超低硫鋼快速冶煉方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超低硫鋼快速冶煉方法，成功解決了超低硫鋼（[S]≤0.0010%）冶煉過程造渣脫氧脫硫的難點，采用鐵水預(yù)處理脫硫扒渣，轉(zhuǎn)爐出鋼鋁塊深脫氧和復(fù)合精煉渣頂渣改質(zhì)，LF精煉爐鋁絲渣脫氧、石灰造渣以及喂鋁線微調(diào)鋼水中鋁，結(jié)合LF爐冶煉過程全程合理的氬氣底吹控制，充分發(fā)揮脫硫的冶金熱力學(xué)和動力學(xué)條件，把擴散脫氧和沉淀脫氧進行有機結(jié)合，充分挖掘渣脫氧脫硫的潛力，使LF精煉爐在40min內(nèi)將鋼水中硫含量降低至0.0010%以內(nèi)，鑄坯全氧含量控制在0.0010%以內(nèi)，鋼水硫含量控制穩(wěn)定，鑄坯質(zhì)量良好，鋼板探傷合格率達(dá)99%以上，完全滿足超低硫鋼生產(chǎn)要求，保證冶煉生產(chǎn)節(jié)奏和連鑄澆注爐數(shù)。
【專利說明】一種超低硫鋼快速冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域的一種煉鋼工藝，涉及冶煉超低硫鋼硫含量控制的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]硫?qū)︿摰男阅軙斐刹涣加绊?，鋼中硫含量高，會使鋼的熱加工性能變壞，即造成鋼的“熱脆”性。隨著科技的發(fā)展，社會對鋼鐵材料的要求也越來越高，特別是抗HIC和抗H2S腐蝕用鋼的開發(fā)，鋼中硫含量要求在0.0010%以內(nèi)，苛刻的硫含量要求，常規(guī)的冶煉脫硫工藝已不能完全滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要。因此，開發(fā)一種超低硫鋼快速冶煉工藝，成為各家鋼鐵公司研發(fā)高附加值品種鋼和效益增長點的發(fā)展瓶頸。為了突破這個限制性環(huán)節(jié)，本 申請人:以理論計算分析為基礎(chǔ)，把冶煉過程擴散脫氧與沉淀脫氧有機結(jié)合，充分發(fā)揮脫硫的熱力學(xué)和動力學(xué)條件，經(jīng)過反復(fù)的現(xiàn)場試驗，成功開發(fā)超低硫鋼快速冶煉工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種超低硫鋼快速冶煉方法，有效提聞脫硫效率。
[0004]本發(fā)明實現(xiàn)以上發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于對轉(zhuǎn)爐冶煉工藝和LF精煉爐冶煉工藝進行優(yōu)化，通過鐵水預(yù)脫硫和扒渣、轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧制度和造渣制度的優(yōu)化降低轉(zhuǎn)爐出鋼含硫量，LF精煉爐采用鋁絲渣脫氧，鋁線鋼水脫氧的脫氧制度，把擴散脫氧和沉淀脫氧相結(jié)合，使LF精煉爐前期快速造高堿度強還原性白渣，冶煉過程全程鋼包氬氣底吹流量控制，提高脫硫效率，LF精煉爐在40min內(nèi)將鋼水中硫含量降低至0.0010%以內(nèi)。
[0006]其中，轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的優(yōu)化具體包括:
[0007]( I)鐵水預(yù)處理操作:入爐鐵水經(jīng)脫硫預(yù)處理并扒渣干凈，要求[S] ( 0.005%,控制廢鋼中雜質(zhì)，降低轉(zhuǎn)爐出鋼硫含量，減輕LF精煉爐工序造強還原渣的脫硫負(fù)擔(dān)；
[0008](2)出鋼造渣:出鋼30秒加入復(fù)合精煉渣和石灰對鋼包頂渣進行改質(zhì)；
[0009](3)出鋼脫氧:出鋼至1/3加合金和鋁塊，根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉終點氧含量加入鋁塊；
[0010](4)鋼包底吹氬氣控制:出鋼過程鋼包氬氣底吹流量為200~300Nl/min，出鋼時間控制在5_8min。
[0011]精煉爐冶煉工藝的優(yōu)化具體包括:
[0012](I)LF爐前期操作，處理時間控制在5min以內(nèi):鋼水到站后，調(diào)整鋼包氬氣底吹流量300~400Nl/min，供電化渣2~3min后加入石灰3kg/噸鋼、鋁絲0.3kg/噸鋼，取樣分析，下電極升溫；
[0013](2) LF爐中期過程控制， 處理時間控制在IOmin以內(nèi):根據(jù)LF爐第一個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量小于2kg/噸鋼，鋁絲加入量小于0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500Nl/min，喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線過程控制氬氣流量30~60Nl/min，根據(jù)目標(biāo)鋼種的成分進行合金化，升溫6~Smin取樣分析，下電極繼續(xù)升溫脫硫；[0014](3) LF爐后期過程控制，處理時間控制在25min以內(nèi):根據(jù)LF爐第二個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量小于2kg/噸鋼，鋁絲加入量小于0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500Nl/min，喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線過程控制氬氣流量30~60Nl/min，加入合金進行合金化微調(diào)；下電極升溫脫硫，取樣分析；重復(fù)LF爐后期過程控制流程直至分析結(jié)果滿足要求。
[0015]本發(fā)明超低硫鋼快速冶煉方法通過鐵水脫硫預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧制度和造渣制度優(yōu)化，LF精煉爐采用鋁絲渣脫氧，鋁線鋼水脫氧的脫氧制度，把擴散脫氧和沉淀脫氧合理利用，充分挖掘渣脫氧脫硫的潛力，使LF爐前期快速造高堿度強還原性白渣，提高了脫硫效率，使LF精煉爐在40min內(nèi)將鋼水中硫含量降低至0.0010%以內(nèi)。為了降低鋼水中夾雜物和氣體含量，進行RH真空處理，采用鈣處理對夾雜物進一步變性去除。鑄坯全氧含量控制在0.0010%以內(nèi)。該工藝生產(chǎn)過程鋼水硫含量控制穩(wěn)定，鑄坯質(zhì)量良好，鋼板探傷合格率穩(wěn)定，完全滿足超低硫鋼生產(chǎn)要求，保證冶煉生產(chǎn)節(jié)奏和連鑄澆注爐數(shù)。通過煉鋼廠實驗證明，采用本發(fā)明冶煉方法，轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧穩(wěn)定，LF爐造渣脫硫效果明顯，現(xiàn)場鋼水中硫含量控制穩(wěn)定，鑄坯質(zhì)量良好，鋼板探傷合格率控制在99%以上，完全滿足生產(chǎn)需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為超低硫鋼快速冶煉方法流程圖。
[0017]圖2為精煉爐終點渣樣效果圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0019]本發(fā)明超低硫鋼快速冶煉方法采用:鐵水倒罐一鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐鋁脫氧、復(fù)合精煉渣造渣一LF精煉爐鋁絲、鋁線脫氧、石灰造渣一RH真空精煉爐一CCM (連鑄)流程，通過對轉(zhuǎn)爐冶煉工藝和LF精煉爐冶煉工藝進行優(yōu)化，實現(xiàn)高效快速的超低硫鋼冶煉。
[0020]1、轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的優(yōu)化:
[0021 ] ( I)鐵水預(yù)處理操作。入爐鐵水須經(jīng)脫硫預(yù)處理并扒渣干凈，要求[S] ( 0.005%,控制廢鋼中雜質(zhì)(廢鋼中[S] < 0.010%)，降低轉(zhuǎn)爐出鋼硫含量，減輕LF爐工序造強還原渣的脫硫負(fù)擔(dān)。
[0022](2)擋渣操作。嚴(yán)格控制出鋼過程中的下渣量，控制下渣量< 2kg/噸鋼，降低轉(zhuǎn)爐出鋼頂渣脫氧的困難。
[0023](3)溫度制度。吹煉終點溫度大于1640°C。
[0024](3)出鋼造渣。出鋼過程加入復(fù)合精煉渣和石灰對鋼包頂渣進行改質(zhì)，復(fù)合精煉渣(復(fù)合精煉渣成分:Ca055% ~65%、A120327% ~37%,SiO2 ( 8.0%、H20 ( 0.5%、N ( 0.05%)加入量大于6kg/噸鋼,石灰加入量大于3kg/噸鋼。
[0025](4)出鋼脫氧。出鋼過程采用鋁塊脫氧，根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉終點氧含量(副槍TSO氧含量值)加入鋁塊。按30kg鋁塊平衡鋼水中0.010%氧的量加入鋁塊，即:鋁塊加入量=終點氧含量(副槍TSO氧含量值)X0.3。
[0026]造渣料和鋁塊加入時間:出鋼開始一出鋼30秒加造渣料一出鋼至1/3加合金和鋁塊一出鋼結(jié)束。[0027](5)鋼包底吹氬氣控制。出鋼過程鋼包底吹氣體流量為200~300Nl/min，出鋼時間控制在5_8min。
[0028]2、精煉爐冶煉工藝(處理時間控制在40min以內(nèi)):
[0029](I)LF爐前期操作(處理時間控制在5min以內(nèi))。鋼水到站后，調(diào)整鋼包底吹流量300~400Nl/min。供電化渣2~3min后加入石灰3kg/噸鋼、鋁絲0.3kg/噸鋼，取樣分析，下電極升溫。
[0030](2)LF爐中期過程控制(處理時間控制在IOmin以內(nèi))。根據(jù)LF爐第一個鋼樣成分，和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量噸鋼小于2Kg，鋁絲0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500Nl/min，喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線控制氬氣流量30~60Nl/min，鋁線喂入量:以冶煉過程鋼水中鋁含量保持在0.05~0.06%范圍來控制鋁線喂入量，根據(jù)目標(biāo)鋼種的成分進行合金化，升溫6~Smin取樣分析，下電極繼續(xù)升溫脫硫O
[0031](3) LF爐后期過程控制(處理時間控制在25min以內(nèi))。根據(jù)LF爐第二個鋼樣成分，和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量小于2kg/噸鋼，鋁絲加入量小于0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500Nl/min，喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線過程控制氬氣流量30~60Nl/min，鋁線喂入量以冶煉過程鋼水中鋁含量保持在0.05~0.06%范圍來控制，加入合金進行合金化微調(diào)(確保合金成分達(dá)到鋼種目標(biāo)要求)；下電極升溫脫硫，取樣分析。重復(fù)LF爐后期過程控制流程直至分析結(jié)果滿足鋼水硫含量要求。
[0032]通過上述流程，LF精煉爐在40min內(nèi)將鋼水中硫含量降低至0.0010%以內(nèi)，提高了脫硫效率。
[0033]LF精煉爐成分分析合格后，進行RH真空處理，RH真空度< 300Pa，保持時間大于15min，真空處理結(jié)束進行鈣處理，鈣處理結(jié)束軟攪拌大于12min，軟攪拌氬氣底吹流量10 ~60Nl/min。
[0034]實施例一
[0035]本實施例選擇X80管線鋼種，采用150噸轉(zhuǎn)爐、150噸鋼包爐按上述方法冶煉。其X80管線鋼化學(xué)成分見表1。
[0036]表1X80主要化學(xué)成份(％)
【權(quán)利要求】
1.一種超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于對轉(zhuǎn)爐冶煉工藝和LF精煉爐冶煉工藝進行優(yōu)化，通過鐵水預(yù)脫硫和扒渣、轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧制度和造渣制度的優(yōu)化降低轉(zhuǎn)爐出鋼含硫量，LF精煉爐采用鋁絲渣脫氧，鋁線鋼水脫氧的脫氧制度，把擴散脫氧和沉淀脫氧相結(jié)合，使LF精煉爐前期快速造高堿度強還原性白渣，冶煉過程全程鋼包氬氣底吹流量控制，提高脫硫效率，LF精煉爐在40min內(nèi)將鋼水中硫含量降低至0.0010%以內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的優(yōu)化具體包括: (1)鐵水預(yù)處理操作:入爐鐵水經(jīng)脫硫預(yù)處理并扒渣干凈，要求[S]≤0.005%，控制廢鋼中雜質(zhì)，降低轉(zhuǎn)爐出鋼硫含量，減輕LF精煉爐工序造強還原渣的脫硫負(fù)擔(dān)； (2)出鋼造渣:出鋼30秒加入復(fù)合精煉渣和石灰對鋼包頂渣進行改質(zhì)； (3)出鋼脫氧:出鋼至1/3加合金和鋁塊，根據(jù)轉(zhuǎn)爐吹煉終點氧含量加入鋁塊； (4)鋼包底吹氬氣控制:出鋼過程鋼包氬氣底吹流量為200~300Nl/min，出鋼時間控制在 5_8min。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于控制出鋼過程中的下渣量< 2kg/噸鋼，防止鋼包頂渣過氧化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于控制吹煉終點溫度大于1640°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于復(fù)合精煉渣加入量大于6kg/噸鋼，石灰加入量大于3kg/噸鋼，復(fù)合精煉渣的組分及其重量百分比為:CaO 55%~65%、Al2O3 27% ~37%、SiO2 ≤8.0%、H2O ≤0.5%、N ≤ 0.05%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于出鋼脫氧過程按30kg鋁塊平衡鋼水中0.010%氧的量加入鋁塊，即:鋁塊加入量=副槍TSO氧含量值X0.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于精煉爐冶煉時間控制在40min以內(nèi)，工藝的優(yōu)化具體包括: (1)LF爐前期操作，處理時間控制在5min以內(nèi):鋼水到站后，調(diào)整鋼包氬氣底吹流量300~400Nl/min，供電化渣2~3min后加入石灰3kg/噸鋼、鋁絲0.3kg/噸鋼，取樣分析，下電極升溫； (2)LF爐中期過程控制，處理時間控制在IOmin以內(nèi):根據(jù)LF爐第一個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量小于2 kg/噸鋼，鋁絲加入量小于0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500 Nl/min,喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線過程控制氬氣流量30~60Nl/min，根據(jù)目標(biāo)鋼種的成分進行合金化，升溫6~Smin取樣分析，下電極繼續(xù)升溫脫硫； (3)LF爐后期過程控制，處理時間控制在25min以內(nèi):根據(jù)LF爐第二個鋼樣成分和渣況粘稠情況，加入合適石灰和鋁絲造渣脫硫，石灰加入量小于2 kg/噸鋼，鋁絲加入量小于0.2kg/噸鋼，脫硫過程氬氣流量350~500 Nl/min,喂鋁線調(diào)整鋼液鋁含量，喂鋁線過程控制氬氣流量30~60Nl/min，加入 合金進行合金化微調(diào)；下電極升溫脫硫，取樣分析；重復(fù)LF爐后期過程控制流程直至分析結(jié)果滿足要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于喂鋁線過程中以冶煉過程鋼水中鋁含量保持在0.05~0.06%范圍來控制鋁線喂入量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低硫鋼快速冶煉方法，其特征在于LF爐成分分析合格后，進行RH真空處理，RH真空度≤300Pa，保持時間大于15min，真空處理結(jié)束進行鈣處理，鈣處理結(jié)束軟攪拌大于12min，軟攪拌氬氣底吹流量10~60 Nl/min。
【文檔編號】C21C7/06GK103898269SQ201410131770
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】曹余良, 姚永寬, 蔡可森, 周賀賀, 周桂成, 吳俊平, 吳國平, 朱安靜, 王永瑞 申請人:南京鋼鐵股份有限公司