一種多功能真空精煉工藝的製作方法

2023-07-26 07:50:01 1

專利名稱：一種多功能真空精煉工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及煉鋼技術領域，特別涉及一種多功能真空精煉工藝。
背景技術：
鋼水真空精煉是目前冶煉鋼鐵的主要爐外精煉手段之一，轉爐一鋼水 真空精煉一連鑄為現在廣泛應用的煉鋼流程。鋼水真空精煉已經成為冶煉 如超低碳、高等級管線鋼的鋼種的必備手段，採用鋼水真空精煉不但可以 降低鋼水中氣體含量及碳含量，而且可以提高鋼水的純淨度。
鋼水真空精煉，由於其適應性強，效率高，效果好，精煉操作簡單方 便等一系列優點，在爐外精煉技術中佔據了主導地位。但是目前鋼水真空 精煉只為單一功能，如脫碳功能。
中國專利申請號CN1220316公開了一種鋼水精煉工藝，其工藝過程 l)在RH鋼包臺車開往RH處理工位過程中，進行底吹Ar攪拌預處理；2) RH處理過程中，鋼水F(O) S20ppm時，向鋼包中餵入複合脫硫芯線進 行脫硫處理；3)在RH處理結束真空槽破壞真空的同時，向鋼包中餵入 CaSi芯線進行鈣處理，或在RH處理結束測溫取樣後，在吹Ar的同時立 即餵入CaSi芯線進行韓處理。
在上述技術中沒有脫磷、脫碳及脫硫的過程。

發明內容
本發明的目的在於提供一種多功能真空精煉工藝，實現真空鋼液循環 (RH精煉)爐外精煉工藝多功能化，降低轉爐負荷，縮短整個冶煉周期， 提高生產效率，可生產超低磷、超低碳及超低硫鋼種；而且降低處理過程
增氮量，減少溫降，又可提高鈣的收得率。 為達到上述目的，本發明的技術方案是，
一種多功能真空精煉工藝，其包括如下步驟 1)脫磷，RH脫磷，RH處理起始溫度為1565 1590°C， RH起始自由氧 含量在300 600ppm之間；
根據RH處理開始起始鋼中自由氧含量及轉爐工序鋼包磷、硫 含量，RH保持真空度在5 6kpa期間加入脫磷粉劑，對於鋼水磷含 量要求為0.005% 0.010%，脫磷粉劑加入量為6 8kg/t，進行鋼水 脫磷；脫磷劑分批加入，在脫磷劑加入之後，提高RH真空度至150pa 以下，脫磷時間維持5 8分鐘，脫磷期間溫度控制在1560 1580 。C;
2) 脫碳，
脫磷結束後，提高真空度，要求真空度《72pa，進入脫碳工藝 階段；脫碳過程氣體流量控制在1200 1600Nl/min，脫碳期間溫度 保持在1585 1595°C;
3) 脫氧、脫硫，
在脫碳結束後，將氣體流量調整到1200 1400Nl/min，加鋁脫 氧，鋁含量控制在0.020 0.050。％，在充分脫氧後，加入脫硫劑， 加入量為4 8kg/t，進行鋼水脫硫；
4) 脫硫結束根據鋼種其他成分具體要求進行合金配置，達到鋼種最終 成分目標要求；
5) 在RH處理結束破真空後，鋼包底吹氬攪拌，餵入矽藥或矽轉鋇包 芯線，進行鋼液進一步深脫氧及夾雜物變性處理，包芯線餵入量 1.5 2.5kg/t;鋼包底吹氬流量控制4 6Nm3/h;
6) 在餵入包芯線結束後，為使夾雜物充分上浮，採用鋼包底吹氬攪拌 作業，鋼包底吹氬流量控制2 4NmVh，攪拌時間控制在3 5分鐘；
7) 攪拌作業結束後，在鋼包頂渣上面加入適量鋁粉，加入量控制在 0.8 1.2kg/t，對鋼液頂渣進行充分脫氧，進一步降低鋼水總氧含量。
進一歩，所述的脫磷劑的成分質量百分比為CaO 40% 60%， CaF2
腦 25%， Fe203 15% 25%。
所述的脫硫劑的成分質量百分比為CaO 75 卯％， CaF2 10% 25%。 另外，脫磷劑加入期間，如果溫度過低，可使用頂槍吹氧加鋁方式進
行溫度調整，氧鋁比控制在1: 1，每次加鋁量控制在10 20kg，進行溫度調整。
脫磷劑加入前期，如果鋼水起始自由氧量低於300ppm，可以採用頂 槍吹氧形式，向鋼水中補充自由氧，使得鋼水起始自由氧達到 300 600ppm。
對於脫磷來講，冶金條件是低溫，高鹼度及氧化性氣氛。對於脫碳來
講，主要是鋼中具有一定的自由氧及較低的co分壓力，真空條件為脫碳
創造了較為良好的條件。對於脫硫來說，冶金條件主要是高溫、低氧位及
良好的動力學條件；
脫磷工藝主要在真空精煉前期溫度較低，鋼中自由氧含量較高，通過 加入脫磷劑提高鹼度的熱力學條件以及鋼液真空循環的動力學條件，將脫 磷工藝完成；
在脫磷工藝結束後，利用鋼中自由氧及高真空度熱力學條件將脫碳工 藝完成；
在脫碳工藝結束後，利用鋼種剩餘自由氧與鋁的化學放熱反應，達到 脫硫高溫的熱力學條件；利用鋼水中鋁含量的控制，使得鋼包頂渣充分脫 氧，營造還原性氣氛，鋼液在高真空度條件下，通過調整提升氣體流量， 加大鋼液環流量，為脫硫創造良好的動力學條件，達到鋼液脫硫的工藝目 的；
利用夾雜物變性處理原理及夾雜物上浮理論，進行夾雜物變性及減少 鋼水夾雜物工藝手段達到潔淨鋼水的目的；
最後利用鋼包頂渣加入強脫氧劑，使得鋼包頂渣充分脫氧技術，進一 歩減少鋼中總氧，提高鋼水純淨度；
防止鋼水回磷的理論依據，主要是通過脫磷劑及脫硫劑加入來提高鋼 包頂渣鹼度生成不易還原的磷化物(如鈣磷酸鹽等)，而不產生氧化磷的 直接產物，使得鋼水難以回磷。另外，由於在精煉處理過程中，鋼包頂渣 很少，處理鋼水起始磷含量與鐵水磷含量比較又很低，而且脫磷劑及脫硫 劑的直接加入鋼水中，在真空條件下存在著鋼包反應、真空槽內鋼液反應 及浸漬管鋼液反應三大反應界面，脫磷劑及脫硫劑與鋼液的反應界面積遠 遠大於鋼水與鋼渣的反應的界面積，即脫磷速度遠大於回磷速度，由此避 免鋼水回磷。轉爐出鋼鋼包可根據鋼種要求可以適當加入部分高碳錳鐵，進行錳成
分的粗調，但不準加入其他脫氧劑，轉爐出鋼結束後加入鋁渣400 800kg
於鋼包頂渣上面；
本發明的有益效果
本發明實現真空鋼液循環爐外精煉工藝多功能化，降低轉爐負荷，縮 短整個冶煉周期，提高生產效率，降低冶煉成本，為生產超低磷、超低碳 及超低硫鋼種開發一條新的精煉工藝。


圖1為本發明多功能真空精煉工藝流程圖。
具體實施例方式
參見圖l，本發明真空精煉工藝流程的一個實施例 實施例1
歩驟101， RH環流開始2分鐘後，進行測溫、定氧取樣操作；根據 轉爐鋼包成分磷，計算出脫磷劑加入量，分批次加入；加入後，即刻進行 溫度及自由氧含量調整；進入脫磷階段，根據轉爐鋼包磷含量確定脫磷周 期，轉爐鋼包磷含量為0.010%時，脫磷周期5分鐘；轉爐鋼包磷含量為 0.015%時，脫磷周期控制在8分鐘；
RH脫磷，RH處理起始溫度為1580。C，RH起始自由氧含量在500ppm;
根據RH處理開始起始鋼中自由氧含量及轉爐工序鋼包磷、硫含量， RH保持真空度在5.7kpa期間加入脫磷粉劑，對於鋼水磷含量要求為 0.008%,脫磷粉劑加入量為6kg/t，進行鋼水脫磷；脫磷劑分批加入，在 脫磷劑加入之後，提高RH真空度至150pa，脫磷時間維持7分鐘，脫磷 期間溫度控制在1580。C;
步驟102，根據處理開始碳含量及處理終了碳含量確定保脫碳時間， 起始碳含量為0.03%時，脫碳時間為IO分鐘，起始碳含量為0.06%時， 脫碳時間為15分鐘，測溫、定氧；環流2分鐘後加鋁脫氧；
脫磷結束後，提高真空度，要求真空度達到72pa，進入脫碳工藝階段； 脫碳過程氣體流量控制在1200Nl/min，脫碳期間溫度保持在1585°C;步驟103，根據RH起始硫含量計算出脫硫劑之後加入脫硫劑，進行
脫硫作業，確定脫硫作業時間，當起始硫含量為0.006%時，保持脫硫時 間為8分鐘；當起始硫含量為0.004。％時，保持脫硫時間為4分鐘；
在脫碳結束後，將氣體流量調整到1200Nl/min，加鋁脫氧，鋁含量控 制在0.035%，在充分脫氧後，加入脫硫劑，加入量為6kg/t，進行鋼水脫 硫；
步驟104，脫硫結束根據鋼種其他成分具體要求進行合金配置，達到 鋼種最終成分目標要求；
歩驟105，在RH處理結束破真空後，鋼包底吹氬攪拌，餵入矽鈣或 矽鈣鋇包芯線，進行鋼液進一步深脫氧及夾雜物變性處理，包芯線餵入量 2.0kg/t;鋼包底吹氬流量控制4NmVh;
步驟106，在餵入包芯線結束後，為使夾雜物充分上浮，釆用鋼包底 吹氬攪拌作業，鋼包底吹氬流量控制2NmVh，攪拌時間控制在5分鐘；
步驟107，攪拌作業結束後，在鋼包頂渣上面加入適量鋁粉，加入量 控制在1.0kg/t，對鋼液頂渣進行充分脫氧，進一步降低鋼水總氧含量。
實施例2
RH脫磷，RH處理起始溫度為159(TC，RH起始自由氧含量在600ppm;
根據RH處理開始起始鋼中自由氧含量及轉爐工序鋼包磷、硫含量， RH保持真空度在5.2kpa期間加入脫磷粉劑，對於鋼水磷含量要求為 0.005%，脫磷粉劑加入量為6kg/t，進行鋼水脫磷；脫磷劑分批加入，在 脫磷劑加入之後，提高RH真空度至120pa，脫磷時間維持6分鐘，脫磷 期間溫度控制在1570°C;
根據處理開始碳含量及處理終了碳含量確定保脫碳時間，起始碳含量 為0.03°%時，脫碳時間為10分鐘，起始碳含量為0.06%時，脫碳時間為 15分鐘，測溫、定氧；環流2分鐘後加鋁脫氧；
脫磷結束後，提高真空度，要求真空度達到72pa，進入脫碳工藝階段； 脫碳過程氣體流量控制在1600Nl/min，脫碳期間溫度保持在1590°C;
根據RH起始硫含量計算出脫硫劑之後加入脫硫劑，進行脫硫作業， 確定脫硫作業時間，當起始硫含量為0.006%時，保持脫硫時間為8分鐘；當起始硫含量為0.004%時，保持脫硫時間為4分鐘；
在脫碳結束後，將氣體流量調整到1400Nl/min，加鋁脫氧，鋁含量控 制在0.050%，在充分脫氧後，加入脫硫劑，加入量為8kg/t，進行鋼水脫 硫；
脫硫結束根據鋼種其他成分具體要求進行合金配置，達到鋼種最終成 分目標要求；
在RH處理結束破真空後，鋼包底吹氬攪拌，餵入矽鈣或矽鈣鋇包芯 線，進行鋼液進一步深脫氧及夾雜物變性處理，包芯線餵入量2.5kg/t;鋼 包底吹氬流量控制6Nm3/h;
在餵入包芯線結束後，為使夾雜物充分上浮，採用鋼包底吹氬攪拌作 業，鋼包底吹氬流量控制4NnrVh，攪拌時間控制在5分鐘；
攪拌作業結束後，在鋼包頂渣上面加入適量鋁粉，加入量控制在 1.2kg/t，對鋼液頂渣進行充分脫氧，進一步降低鋼水總氧含量。
綜上所述，本發明充分利用真空精煉工藝的特點，按照不同的真空處 理階段，根據不同階段的冶金熱力學條件，進行不同的脫磷、脫碳及脫硫 工藝，充分利用脫磷、脫碳及脫硫的熱力學及動力學條件，集脫磷、脫碳 及脫硫功能為真空精煉為一體。
權利要求
1. 一種多功能真空精煉工藝，其包括如下步驟1)脫磷，RH脫磷，RH處理起始溫度為1565～1590℃，RH起始自由氧含量在300～600ppm之間；根據RH處理開始起始鋼中自由氧含量及轉爐工序鋼包磷、硫含量，RH保持真空度在5～6kpa期間加入脫磷粉劑，對於鋼水磷含量要求為0.005％～0.010％，脫磷粉劑加入量為6～8kg/t，進行鋼水脫磷；脫磷劑分批加入，在脫磷劑加入之後，提高RH真空度至150pa以下，脫磷時間維持5～8分鐘，脫磷期間溫度控制在1560～1580℃；2)脫碳，脫磷結束後，提高真空度，要求真空度≤72pa，進入脫碳工藝階段；脫碳過程氣體流量控制在1200～1600N1/min，脫碳期間溫度保持在1585～1595℃；3)脫氧、脫硫，在脫碳結束後，將氣體流量調整到1200～1400N1/min，加鋁脫氧，鋁含量控制在0.020～0.050％，在充分脫氧後，加入脫硫劑，加入量為4～8kg/t，進行鋼水脫硫；4)脫硫結束根據鋼種其他成分具體要求進行合金配置，達到鋼種最終成分目標要求；5)在RH處理結束破真空後，鋼包底吹氬攪拌，餵入矽鈣或矽鈣鋇包芯線，進行鋼液進一步深脫氧及夾雜物變性處理，包芯線餵入量1.5～2.5kg/t；鋼包底吹氬流量控制4～6Nm3/h；6)在餵入包芯線結束後，為使夾雜物充分上浮，採用鋼包底吹氬攪拌作業，鋼包底吹氬流量控制2～4Nm3/h，攪拌時間控制在3～5分鐘；7)攪拌作業結束後，在鋼包頂渣上面加入適量鋁粉，加入量控制在0.8～1.2kg/t，對鋼液頂渣進行充分脫氧，進一步降低鋼水總氧含量。
2. 如權利要求1所述的多功能真空精煉工藝，其特徵是，所述的脫磷劑的成分質量百分比為CaO 40% 60%， CaF2 10% 25%， Fe203 15% 25%。
3. 如權利要求1所述的多功能真空精煉工藝，其特徵是，所述的脫硫劑 的成分質量百分比為CaO 75 90%， CaF2 10% 25%。
4. 如權利要求1所述的多功能真空精煉工藝，其特徵是，脫磷劑加入期 間，如果溫度過低，可使用頂槍吹氧加鋁方式進行溫度調整，氧鋁比 控制在l: 1，每次加鋁量控制在10 20kg，進行溫度調整。
5. 如權利要求1所述的多功能真空精煉工藝，其特徵是，脫磷劑加入前 期，如果鋼水起始自由氧量低於300ppm，可以採用頂槍吹氧形式，向 鋼水中補充自由氧，使得鋼水起始自由氧達到300 600ppm。
全文摘要
一種多功能真空精煉工藝，其包括如下步驟1)RH脫磷，根據RH處理開始起始鋼中自由氧含量及轉爐工序鋼包磷、硫含量，RH保持真空度5～6kpa，加入脫磷粉劑，鋼水磷含量為0.005％～0.010％；2)脫磷結束後，真空度≤72pa，進入脫碳階段；氣體流量控制在1200～1600Nl/min，溫度1585～1595℃；3)脫碳結束，加鋁脫氧，脫氧後，加入脫硫劑，加入量為4～8kg/t，鋼水脫硫；4)合金化配置，達到鋼種最終成分要求；5)RH破真空，鋼包底吹氬攪拌，餵包芯線，深脫氧及夾雜物變性處理；6)餵線結束後，鋼包底吹氬攪拌，使夾雜物充分上浮；7)攪拌結束，鋼包頂渣上面加入鋁粉，頂渣進行充分脫氧，進一步降低鋼水總氧含量。
文檔編號C21C7/10GK101545028SQ20081003504
公開日2009年9月30日 申請日期2008年3月24日 優先權日2008年3月24日
發明者樂 任, 波 李, 池和冰, 立 王, 蔣興元 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司