一種低成本碳化硅脫氧方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低成本碳化硅脫氧方法，屬于鋼包精煉【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于包括以下工藝步驟：渣洗；精煉；電化渣；脫氧，脫氧劑為碳化硅和電石；加速鋼渣界面反應(yīng)；軟吹。與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有產(chǎn)品脫氧效果好：大幅降低脫氧成本；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點。
【專利說明】一種低成本碳化硅脫氧方法 【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及LF精煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種適用于鎮(zhèn)靜鋼脫氧的低成本精煉技術(shù)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 根據(jù)冶煉時脫氧程度不同，鋼分為沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼。而連鑄時，需為完 全脫氧的鎮(zhèn)靜鋼，現(xiàn)有技術(shù)中，冶煉非低硅鋁鎮(zhèn)靜鋼時采用CaO-CaF 2精煉渣系，該渣系隨著 CaO增加，爐渣粘度上升，爐渣堿度高，而無 SiO2系渣料中和爐渣堿度。
[0003] 該種工藝在應(yīng)用中存在以下缺陷：① CaF2的主要作用是改善渣的流動性，降低渣 的熔點，增大脫硫產(chǎn)物的擴(kuò)散速度，改善脫硫動力學(xué)條件，從而調(diào)節(jié)爐渣粘度，但不能調(diào)節(jié) 堿度，現(xiàn)有技術(shù)中加入量較大，對爐襯、鋼包渣線侵蝕嚴(yán)重；同時這種渣系粘度較小，不利于 埋弧操作，導(dǎo)致電弧對包襯的輻射侵蝕；此外CaF 2還會與渣中其它組元反應(yīng)，生成含氟氣體 對污染環(huán)境；②精煉脫氧采用單一電石（CaC2)的擴(kuò)散脫氧方式，隨著渣量增大，電石用量明 顯增加，而電石價格居高不下，壓榨了鋼企利潤空間，嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；③鎮(zhèn)靜鋼脫 氧時，精煉終點渣呈白渣后，喂入金屬鈣線對脫氧產(chǎn)物變性處理，增加額外成本；④單一電 石做LF脫氧劑，抽檢鑄坯夾雜物級別> 3. 0級平均為4. 3次/月，表明夾雜物數(shù)量較多，鋼 中夾雜以硫化夾雜和氧化夾雜為主，少部分硫化夾雜和氧化夾雜在偏析區(qū)域聚集，大部分 硫化夾雜和氧化夾雜是由于脫氧制度不合理，鋼液內(nèi)夾雜物未能充分變性去除，導(dǎo)致鑄坯 夾雜物級別> 3.0較多，影響終端產(chǎn)品質(zhì)量，增大了企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。
[0004] 因此，精煉生產(chǎn)急需一種新的脫氧技術(shù)，減少鋼液內(nèi)夾雜物源，使鑄坯夾雜物數(shù)量 達(dá)到最低值的同時，降低LF脫氧劑成本。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低成本碳化硅脫氧方 法，用低成本脫氧劑代替部分高成本脫氧劑，在達(dá)到同樣的脫氧效果下降低精煉工序脫氧 成本，并且能夠有效的控制鋼中夾雜，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種低成本碳化硅脫氧方法，其特征在于： 包括以下工藝步驟：
[0007] (7)在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 4?2. 6kg ;
[0008] (8)將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1520?1580°C，噸鋼石灰加入量 4. 0?6. 0kg，噸鋼螢石加入量I. 0?I. 5kg，加料時間2?3min，加石灰時大流量吹氬攪拌， 保護(hù)性氣體流量為200?300NL/min ;
[0009] (9)送電化渣操作，保護(hù)性氣體流量130?150NL/min ;
[0010] (10)待在鋼水表面形成液渣層，再進(jìn)行脫氧，脫氧劑為碳化硅和電石，噸鋼碳化硅 加入量0· 25?0· 65kg，噸鋼電石加入量0· 5?I. Okg ;
[0011] (11)調(diào)整保護(hù)性氣體流量為200?240NL/min進(jìn)行加速鋼渣界面反應(yīng)，再通電 3 ?5min ;
[0012] (12)調(diào)整保護(hù)性氣體至軟吹狀態(tài)，軟吹時間8?lOmin，保護(hù)性氣體流量130? 150NL/min。
[0013] 上述的步驟3中所述的送電化渣操作，變壓器二次電壓保持278?336V。
[0014] 上述的保護(hù)性氣體為氬氣。
[0015] 上述的脫氧劑加入順序為先加入碳化硅后加入電石。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下突出的有益效果：
[0017] 1、產(chǎn)品脫氧效果好：應(yīng)用本發(fā)明工藝可以有效降低渣堿度，從而使TFe含量降低， Ls增高，渣指數(shù)由單一電石制備方法的0. 42?0. 45降低至0. 31?0. 34,并且渣的還原性、 流動性優(yōu)于單一電石制備方法。
[0018] 2、可以大幅降低脫氧成本：單純電石脫氧工藝成本為噸鋼螢石成本4. 9元，噸鋼 電石成本3. 83元,合計影響噸鋼成本8. 73元,精煉脫氧成本高,影響企業(yè)效益；本發(fā)明工藝 成本為噸鋼4. 06?6. 41元，降本增效顯著。
[0019] 3、能夠有效的控制鋼中夾雜，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，提高鋼水純凈度和鑄坯質(zhì)量，進(jìn)而能 有效控制鋼種夾雜處于塑性區(qū)域，減少套眼次數(shù)和生產(chǎn)事故。 【【具體實施方式】】
[0020] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021] 對照組
[0022] 對Q235B鋼，工藝步驟如下：
[0023] A、在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 4kg ;
[0024] B、將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1580°C，噸鋼石灰加入量5kg，噸鋼螢 石加入量2. 8kg，加料時間5min，加石灰時大流量吹氬攪拌，氬氣流量為200NL/min ;
[0025] C、送電化渣操作，變壓器二次電壓保持336V，氬氣流量150NL/min ;
[0026] D、待渣化好、化透后進(jìn)行脫氧，脫氧劑為電石，噸鋼電石加入量I. 2kg，取渣樣為黃 白渣；
[0027] E、調(diào)整氦氣流量為200NL/min進(jìn)行加速鋼漁界面反應(yīng),再通電3min,取漁樣為白 渣。
[0028] F、調(diào)整氬氣至軟吹狀態(tài)，軟吹時間8min，氬氣流量130NL/min。
[0029] 對照組為改良前發(fā)明人獨自摸索的工藝步驟，LF爐依靠電石對爐渣進(jìn)行擴(kuò)散脫氧 形成高堿度爐渣，利用氬氣攪拌加速鋼渣界面反應(yīng)，同時電弧加熱高堿度爐渣使其形成高 堿度白渣，達(dá)到降低鋼中氧、硫的目的。該種方法雖然可以保持較高的產(chǎn)品質(zhì)量，但是存在 以下問題：① CaF2的主要作用是改善渣的流動性，降低渣的熔點，增大脫硫產(chǎn)物的擴(kuò)散速 度，改善脫硫動力學(xué)條件，從而調(diào)節(jié)爐渣粘度，但不能調(diào)節(jié)堿度，加入量較大時，對爐襯、鋼 包渣線侵蝕嚴(yán)重；同時這種渣系粘度較小，不利于埋弧操作，導(dǎo)致電弧對包襯的輻射侵蝕； 此外CaF 2還會與渣中其它組元反應(yīng)，生成含氟氣體對污染環(huán)境；②精煉脫氧采用單一電 石（CaC2)的擴(kuò)散脫氧方式，隨著渣量增大，電石用量明顯增加，而電石價格居高不下，壓榨 了鋼企利潤空間，嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；③單一電石做LF脫氧劑，抽檢鑄坯夾雜物級別 > 3. 0級平均為4. 3次/月，表明夾雜物數(shù)量較多，鋼中夾雜以硫化夾雜和氧化夾雜為主， 少部分硫化夾雜和氧化夾雜在偏析區(qū)域聚集，大部分硫化夾雜和氧化夾雜是由于脫氧制度 不合理，鋼液內(nèi)夾雜物未能充分變性去除，導(dǎo)致鑄坯夾雜物級別> 3. O較多，影響終端產(chǎn)品 質(zhì)量，增大了企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。
[0030] 實施例1
[0031] 對Q235B鋼，工藝步驟：
[0032] (1)在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 4kg;其中石灰的作用為：① 造渣作用；②減少燒損，熔體覆蓋在鋼液表面防止過度氧化。通過本步驟的渣洗，可以提高 鋼水的質(zhì)量。
[0033] (2)將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1560°C，噸鋼石灰加入量4. 0kg，噸 鋼螢石加入量I. 〇kg，加料時間2min，加石灰時大流量吹氬攪拌，氬氣流量為200NL/min ;該 步驟中加入石灰的過程造渣，必須有較大的吹氬壓力才能保證所加入的石灰在鋼包表面完 全鋪開，保證造渣料不在加料孔邊堆積，為造出白渣提供有利條件。
[0034] (3)送電化渣操作，變壓器二次電壓保持336V，氬氣流量150NL/min ;在氬氣氛下 電渣重熔,可降低鋼中的全氧含量。
[0035] (4)待在鋼水表面形成液渣層，再進(jìn)行脫氧，脫氧劑加入順序為先加入碳化硅后加 入電石，噸鋼碳化硅加入量0. 65kg，噸鋼電石加入量0. 7kg，取渣樣為黃白渣；在電渣重熔 后向渣池添加脫氧劑，降低鋼液中溶解的氧，即把鋼液中溶解的FeO轉(zhuǎn)變成其他難溶于鋼 液的SiO 2，然后將上述脫氧產(chǎn)物排除到鋼液外。本工藝噸鋼累計脫氧劑加入量為1.35kg， 脫氧劑用量少。碳化硅與電石加入量配比為1:1. 08進(jìn)行復(fù)合脫氧，生成5102和〇)氣泡。 SiO2能促進(jìn)化渣，降低爐渣粘度和堿度，螢石用量明顯減少；CO氣泡使?fàn)t渣弱發(fā)泡，再投入 少量電石充當(dāng)強(qiáng)發(fā)泡劑，使通電過程精煉渣有良好埋弧效果和保溫效果，增大了鋼渣接觸 面，強(qiáng)化了鋼渣界面反應(yīng)進(jìn)行脫硫，同時提高了爐渣吸附夾雜能力和減少了鋼液吸氣，從而 快速形成白渣。因碳化硅脫氧反應(yīng)速率較電石慢，因此采用先行投入碳化硅，后投入電石的 方式以保證脫氧效果。且由于利用SiC與FeO的反應(yīng)生成Si02,降低了爐渣堿度、粘度，減 少電石用量的同時，也減少了螢石用量。
[0036] (5)調(diào)整氬氣流量為200NL/min進(jìn)行加速鋼渣界面反應(yīng)，再通電3min，取渣樣為白 渣，精煉終點渣TFe (全鐵）為1. 18 ;LF爐依靠電石對爐渣進(jìn)行擴(kuò)散脫氧形成高堿度爐渣， 利用氬氣攪拌加速鋼渣界面反應(yīng)，同時電弧加熱高堿度爐渣使其形成高堿度白渣，達(dá)到降 低鋼中氧、硫的目的。
[0037] (6)調(diào)整氬氣至軟吹狀態(tài)，軟吹時間8min，氬氣流量130NL/min。通過弱的氬氣攪 拌強(qiáng)度，促使鋼水中的夾雜物上浮。吹氬過大易卷渣、吸氣，既不能有效保證快速化渣，也不 能避免夾雜物的卷入。在軟吹過程適當(dāng)增大軟吹流量，增大小顆粒夾雜物碰撞機(jī)率使其變 大更易上浮，有效降低鋼液內(nèi)夾雜物數(shù)量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
[0038] 上述生產(chǎn)步驟中的氬氣也可以為其他保護(hù)性氣體，所述的保護(hù)性氣體具體可以為 惰性氣體，如氦氣、氬氣。
[0039] 實施例2
[0040] 對Q345B鋼，工藝步驟：
[0041] (1)在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 6kg;
[0042] (2)將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1580°C，噸鋼石灰加入量6. 0kg，噸 鋼螢石加入量I. 5kg，加料時間3min加石灰時間I. 5min，加石灰時大流量吹氬攪拌，氬氣流 量為 300NL/min ;
[0043] (3)送電化渣操作，變壓器二次電壓保持278V，氬氣流量130NL/min ;
[0044] (4)待渣化好、化透進(jìn)行脫氧，脫氧劑加入順序為先加入碳化硅后加入電石，噸鋼 碳化硅加入量〇.4kg，噸鋼電石加入量1.0kg，取渣樣為黃白渣；本工藝噸鋼累計脫氧劑加 入量為I. 4kg，碳化硅與電石加入量配比為1:2. 5進(jìn)行復(fù)合脫氧。
[0045] (5)調(diào)整氬氣流量為220NL/min進(jìn)行加速鋼渣界面反應(yīng)，再通電5min，取渣樣為白 渣,渣中TFe為0. 68 ;
[0046] (6)調(diào)整氬氣至軟吹狀態(tài)，軟吹時間lOmin，氬氣流量150NL/min。
[0047] 實施例3
[0048] 對A36B鋼，工藝步驟：
[0049] (1)在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 5kg ;
[0050] (2)將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1520°C，噸鋼石灰加入量5. Okg，噸 鋼螢石加入量I. 2kg，加料時間3min，加石灰時大流量吹氬攪拌，氬氣流量為240NL/min ;
[0051] (3)送電化渣操作，變壓器二次電壓保持313V，氬氣流量140NL/min ;
[0052] (4)待渣化好、化透進(jìn)行脫氧，脫氧劑加入順序為先加入碳化硅后加入電石，噸鋼 碳化硅加入量〇. 25kg，噸鋼電石加入量0. 5kg，取渣樣為黃白渣；本工藝噸鋼累計脫氧劑加 入量為0. 75kg，碳化硅與電石加入量配比為1:2進(jìn)行復(fù)合脫氧。
[0053] (5)調(diào)整氦氣流量為240NL/min進(jìn)行加速鋼漁界面反應(yīng),再通電4min,取漁樣為白 渣,渣中TFe為0. 87 ;
[0054] (6)調(diào)整氬氣至軟吹狀態(tài)，軟吹時間9min，氬氣流量140NL/min。
[0055] 實施例4
[0056] 對Q235B鋼，工藝步驟：
[0057] (1)在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 4kg ;
[0058] (2)將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1560°C，噸鋼石灰加入量4. Okg，噸 鋼螢石加入量I. Okg，加料時間2min，加石灰時大流量吹氬攪拌，氬氣流量為200NL/min ;
[0059] (3)送電化渣操作，變壓器二次電壓保持336V，氬氣流量150NL/min ;
[0060] (4)待渣化好、化透進(jìn)行脫氧，脫氧劑為噸鋼碳化硅加入量0. 65kg，噸鋼電石加入 量0. 7kg ;加入順序為先加入70 %碳化硅后加入電石，隨后再加入30 %碳化娃，取渣樣為黃 白渣；本工藝噸鋼累計脫氧劑加入量為I. 35kg，碳化硅與電石加入量配比為1:1. 08進(jìn)行復(fù) 合脫氧。
[0061] (5)調(diào)整氬氣流量為200NL/min進(jìn)行加速鋼渣界面反應(yīng)，再通電3min，取渣樣為白 渣,渣中TFe為0. 73 ;
[0062] (6)調(diào)整氬氣至軟吹狀態(tài)，軟吹時間8min，氬氣流量130NL/min。
[0063] 實施例4的參數(shù)和加入量與實施例1相同，但是脫氧劑加入順序進(jìn)行了改良，加入 順序為：70%碳化硅一電石一30%碳化硅，該種加入順序的工藝設(shè)計意義在于：碳化硅脫 氧反應(yīng)速率較電石慢，但在電石充當(dāng)強(qiáng)發(fā)泡劑的情況下，有助于促進(jìn)SiC與FeO的反應(yīng)。結(jié) 果證實：同樣的加入量（成本）下，可以獲得更好的精良效果。
[0064] 上述五組精煉結(jié)果如下：
[0065] 1、精煉效果比較：見下表。
【權(quán)利要求】
1. 一種低成本碳化硅脫氧方法，其特征在于：包括以下工藝步驟： (1) 在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中進(jìn)行渣洗，噸鋼石灰加入量2. 4?2. 6kg ; (2) 將鋼包移位至精煉處理位，精煉開始溫度1520?1580°C，噸鋼石灰加入量4. 0? 6. 0kg，噸鋼螢石加入量1. 0?1. 5kg，加料時間2?3min，加石灰時大流量吹氬攪拌，保護(hù) 性氣體流量為200?300NL/min ; (3) 送電化渣操作，保護(hù)性氣體流量130?150NL/min ; (4) 待在鋼水表面形成液渣層，再進(jìn)行脫氧，脫氧劑為碳化硅和電石，噸鋼碳化硅加入 量0. 25?0. 65kg，噸鋼電石加入量0. 5?1. 0kg ; (5) 調(diào)整保護(hù)性氣體流量為200?240NL/min進(jìn)行加速鋼渣界面反應(yīng)，再通電3? 5min ； (6) 調(diào)整保護(hù)性氣體至軟吹狀態(tài)，軟吹時間8?lOmin，保護(hù)性氣體流量130?150NL/ min〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本碳化硅脫氧方法，其特征在于：步驟3中所述的送電 化渣操作，變壓器二次電壓保持278?336V。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本碳化硅脫氧方法，其特征在于：所述保護(hù)性氣體為氬 氣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本碳化硅脫氧方法，其特征在于：所述脫氧劑加入順序 為先加入碳化硅后加入電石。
【文檔編號】C21C7/06GK104263883SQ201410539640
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】李強(qiáng)剛, 張云田, 孟憲新, 孫作迎, 朱國軍 申請人:日照鋼鐵控股集團(tuán)有限公司