應用預熔型鋁酸鈣進行cas-ob精煉生產低硫鋼的方法

2023-05-02 22:15:11

專利名稱：應用預熔型鋁酸鈣進行cas-ob精煉生產低硫鋼的方法
技術領域：
本發明屬於冶金技術領域，用於在爐外精煉過程中，應用預熔型鋁酸鈣脫除鋼中的硫，尤其是應用預熔型招酸I丐在CAS-OB [CAS (Composition Adjustment by Sealed ArgonBubbling)的意思是 密封吹氬攪拌調節成分的鋼液處理裝置，OB意指能夠吹氧升溫]精煉爐進行鋼水爐外精煉過程中生產低硫鋼的方法。
背景技術：
硫在大多數鋼種中是有害元素(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%，在所有的精煉設備中，V-KIP攪拌能是最大的，脫硫能力最強，但是，國內沒有此類設備。中國專利200610047101. X是一種用於超低碳鋼精煉的深脫硫劑及製造方法，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；且其脫硫工藝過於複雜，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，由於其不僅會影響爐體或鋼水罐襯耐火材料的使用壽命，而且還會對環境造成汙染，國家已經明令禁止在煉鋼過程使用螢石。因此，對於優質低硫鋼，迫切地需要開發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預熔型精煉渣，熔點低，熔速快，硫容量高，經高溫熔融而成，性能穩定，不變質、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，還有利環保、減少汙染、減少耐火材料消耗。從而，其非常適於用來生產優質低硫鋼。

發明內容
本發明是針對上述現有技術中存在的問題提出的，其目的是提供一種應用預熔型鋁酸鈣在CAS-OB精煉爐進行鋼水爐外精煉脫硫，能將鋼液中硫含量穩定控制在0. 002%以下，效果明顯、穩定，並確保和提高精煉鋼的質量，降低冶煉成本的爐外精煉脫硫生產低硫鋼的工藝方法。為了達到上述發明目的，本發明的技術方案如下，應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法主要包括以下步驟(I)轉爐出鋼轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1650°C 1750°C，且出鋼過程中採用擋渣處理，進行脫氧操作，然後進行預合金化處理；(2) CAS-OB精煉爐深脫硫鋼包運送至CAS-OB精煉工位，首先打開氬氣閥門進行吹氬攪拌，然後向鋼包中加入預熔型鋁酸鈣，整個精煉脫硫過程中都要對鋼液進行吹氬攪拌;(3)扒渣精煉脫硫結束後將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入鋼包覆蓋劑；(4)精煉、合金化處理在精煉爐對鋼液進行調溫處理以及攪拌處理，處理結束後鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ;根據不同鋼種冶煉要求，再向鋼液加入合金進行合金化操作，精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作；(5)連鑄採用全程保護澆注。所述的脫氧操作根據鋼種要求可以是矽脫氧、鋁脫氧或是其他常規脫氧方式。其中，所述的擋渣處理是採用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現。所述的預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。所述的在CAS-OB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，採用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設備來實現。所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。所述的精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min。另外，值得一提的是本發明中的脫硫劑預熔型鋁酸鈣的製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製成粉末；第三步混合，將第二步中製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；第五步熔融出爐後結晶冷卻；第六步破碎成型，經破碎，製成富含CaO和Al2O3、粒度為O. I 100mm(優選為70mm)的塊狀低熔點鋁鈣質預熔型精煉渣。其中，原料中的富含氧化鈣的材料包括方解石、石灰石、白雲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生產過程中產生的富含氧化鋁的鋁灰、鋁渣等工業廢棄物。上述材料中的工業廢棄物均為其主要組成部分,礦物材料為其次要組成部分。最後，製備好的煉鋼用鋁鈣質預熔型脫硫劑產品的成分範圍是CaO 40 60%、Al20340 60 %、SiO2彡8%、F-彡2%、雜質總含量彡5%0使用本發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定控制在O. 002%以下。與現有技術相比，操作簡單、脫硫效果穩定，不影響生產節奏。所使用的脫硫劑為鋁鈣質預熔型精煉渣，在其製造過程中採用了高溫熔融處理，具有成分均勻、低氟、低熔點的特點，可實現快速化渣，達到快速脫硫的目的，而且減少了對環境的汙染。
具體實施例方式以下，詳細說明本發明的優選實施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權利要求書中所使用的術語或詞語不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應當立足於為了以最佳方式說明其發明發明人可以對術語的概念進行適當定義的原則解釋為符合本發明技術思想的含義和概念。隨之，本說明書所記載的實施例中表示的結構只是本發明最佳實施例之一，並不能完全代表本發明的技術思想，因此應該理解到對於本發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明的方法及其產生的效果。實施例I :轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1660°C左右，且出鋼過程中採用擋渣處理，加入脫氧劑(矽鐵)對鋼液進行脫氧處理；出完鋼後將鋼包運送至CAS-OB精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在150NL/min，由料倉一次性將預熔型鋁酸鈣加入鋼液，預熔型鋁酸鈣用量控制在5Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm，精煉處理時間控制在15 20min，精煉處理結束停止氬氣攪拌，將鋼包開出CAS-OB精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入3Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調溫、精煉處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C;然後進行精煉處理，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100NL/min ;連鑄採用全程保護澆注。實施例2 轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1680°C左右，且出鋼過程中採用擋渣處理，加入脫氧劑(矽鐵)對鋼液進行脫氧處理；出完鋼後將鋼包運送至CAS-OB精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在200NL/min，由料倉一次性將預熔型鋁酸鈣加入鋼液，預熔型鋁酸鈣用量控制在8Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm，精煉處理時間控制在12 15min，精煉處理結束停止氬氣攪拌，將鋼包開出CAS-OB精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入4Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然後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80NL/min ;連鑄採用全程保護澆注。實施例3 轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1710°C左右，且出鋼過程中採用擋渣處理，加入脫氧劑(鋁錳鐵)對鋼液進行脫氧處理；出完鋼後將鋼包運送至CAS-OB精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在300NL/min，由料倉一次性將預熔型鋁酸鈣加入鋼液，預熔型鋁酸鈣用量控制在IOKg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm，精煉處理時間控制在8 lOmin，精煉處理結束停止氬氣攪拌，將鋼包開出CAS-OB精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入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溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然後向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、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50NL/min ;連鑄採用全程保護澆注。實施例4 轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1740°C左右，且出鋼過程中採用擋渣處理，加入脫氧劑(鋁錳鐵)對鋼液進行脫氧處理；出完鋼後將鋼包運送至CAS-OB精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在350NL/min，由料倉分兩次將預熔型鋁酸鈣加入鋼液，處理初期加入一半預熔型鋁酸鈣，精煉處理進行到一半時再加入另一半預熔型鋁酸鈣，預熔型鋁酸鈣總的用量控制在IlKg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm，精煉處理時間控制在
5 8min，精煉處理結束停止氬氣攪拌，將鋼包開出CAS-OB精煉工位；將鋼包運送至扒渣
工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入7Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC ;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然後向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、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30NL/min ;連鑄採用全程保護澆注。實施例5 轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1720°C左右，且出鋼過程中採用擋渣處理，加入脫氧劑(矽鐵)對鋼液進行脫氧處理；出完鋼後將鋼包運送至CAS-OB精煉工位，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在450NL/min，由料倉分兩次將預熔型鋁酸鈣加入鋼液，處理初期加入一半預熔型鋁酸鈣，精煉處理進行到一半時再加入另一半預熔型鋁酸鈣，預熔型鋁酸鈣總的用量控制在18Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm，精煉處理時間控制在3 5min，精煉處理結束停止氬氣攪拌，將鋼包開出CAS-OB精煉工位；將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入8Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；再將鋼包運送至精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ;再向鋼液加入少量的控氧劑(金屬鋁)，然後向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、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 ;連鑄採用全程保護澆注。以上實施例I 5是在100噸轉爐、100噸CAS-OB精煉爐以及100噸LF精煉爐上進行煉鋼的，其深脫硫效果見表I。表I應用預熔型鋁酸鈣進行爐外精煉深脫硫結果
權利要求
1.一種應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於 該方法主要包括以下步驟 (1)轉爐出鋼轉爐冶煉結束後，出鋼溫度控制在1650°c 1750°C，且出鋼過程中採用擋渣處理，進行脫氧操作，然後進行預合金化處理； (2)CAS-OB精煉爐深脫硫鋼包運送至CAS-OB精煉工位，首先打開氬氣閥門進行吹氬攪拌，然後向鋼包中加入預熔型鋁酸鈣，整個精煉脫硫過程中都要對鋼液進行吹氬攪拌； (3)扒渣精煉脫硫結束後將鋼包運送至扒渣工位，利用扒渣機將脫硫處理後鋼液表面的熔渣扒除，然後加入鋼包覆蓋劑； (4)精煉、合金化處理在精煉爐對鋼液進行調溫處理以及攪拌處理，處理結束後鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ;根據不同鋼種冶煉要求，再向鋼液加入合金進行合金化操作，精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作； (5)連鑄採用全程保護澆注。
2.根據權利要求I所述的應用預熔型鋁酸韓進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於第一步中所述的脫氧操作根據鋼種要求可以是矽脫氧、鋁脫氧或是其他常規脫氧方式。
3.根據權利要求I或2所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於第一步中所述的擋渣處理是採用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現。
4.根據權利要求3所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於第二步中所述的預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.根據權利要求4所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的預熔型鋁酸鈣用量控制在3 20Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm0
6.根據權利要求5所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的預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。
7.根據權利要求6所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的在CAS-OB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.根據權利要求7所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的扒渣在扒渣站進行，採用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設備來實現。
9.根據權利要求8所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。
10.根據權利要求9所述的應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，其特徵在於所述的精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min。
全文摘要
本發明提出了一種應用預熔型鋁酸鈣進行CAS-OB鋼水爐外精煉生產低硫鋼的方法，該方法主要包括轉爐出鋼，CAS-OB精煉爐深脫硫(整個精煉脫硫過程中都要對鋼液進行吹氬攪拌)，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定控制在0.002％以下，脫硫效率高且穩定。與現有技術相比，操作簡單、脫硫效果穩定，不影響生產節奏。所使用的脫硫劑為鋁鈣質預熔型精煉渣，在其製造過程中採用了高溫熔融處理，具有成分均勻、低氟、低熔點的特點，可實現快速化渣，達到快速脫硫的目的，而且減少了對環境的汙染。
文檔編號C21C7/064GK102876848SQ20121022643
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者陳雲天 申請人:遼寧中匯環保科技有限公司