一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法與流程
2023-04-26 14:49:51
本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法。
背景技術：
隨著汽車工業的快速發展，目前低碳和超低碳冷軋鋼板需求逐年增加。國內冶煉低碳和超低碳冷軋鋼板採取的主要工藝為轉爐—真空循環精煉爐精煉(RH精煉)—連鑄，以超低碳鋼為例，RH精煉工藝大多數採用自然脫碳工藝，將[C]脫除至15～20ppm以下，脫碳結束後加入Al，Ti合金化。目前國內鋼廠在冶煉低碳和超低碳冷軋鋼板過程中，普遍存在著轉爐終點溫度高、RH在站周期長、RH溫降大等問題，這些問題直接導致轉爐出鋼溫度高進而使得轉爐終點溶解氧和爐渣TFe含量高，為後續的潔淨度控制帶來負面影響。而這些問題之間又存在著內在的邏輯關係：RH在站周期長直接導致RH精煉過程溫降大，而RH精煉過程大的溫降將會需要高的轉爐終點溫度來進行彌補。而影響RH在站周期的重要環節在於RH精煉過程的脫碳速率，脫碳速率高意味著周期短、RH溫降少，最終轉爐終點溫度低。如何利用RH快速脫碳同時減少鋼液溫降正在成為RH精煉面臨的主要挑戰。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，解決了現有技術中存在的RH精煉過程脫碳速率低、RH溫降大的技術問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：
一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，包括：
轉爐冶煉終點進行高拉碳操作；
轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳；
強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。
進一步地，所述轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，包括：控制轉爐終點碳含量在0.06～0.08％。
進一步地，所述強制脫碳和二次燃燒兩個階段採用相同的槍位。
進一步地，所述RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳具體為：當RH真空度達到180mbar時開始進行吹氧。
進一步地，所述強制脫碳的吹氧量與RH到站C含量和RH到站O含量滿足如下關係：Y＝-0.15*M+2000*N+29；
其中，Y代表吹氧量，m3；M代表RH到站O含量，ppm；N代表RH到站C的質量百分含量。
進一步地，所述二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量的不同呈現(900～1200)-(500～800)-(200～500)-(0～300)Nm3/h階梯狀分布，每個階段吹氧時間為40s。
進一步地，通過所述方法進行RH處理15min，RH結束C含量為0.0015％以下，RH到站至RH破空溫降控制在15℃以內。
進一步地，所述方法適用於冶煉最終成品碳含量的質量分數要求在0.0060％以下的鋼種。
進一步地，所述方法適用於100-300噸RH精煉爐。
本發明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
本發明實施例中提供的RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，通過採取轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，獲得較高的終點碳含量從而為RH強制脫碳創造條件；轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳，將吹氧脫碳時機提前從而達到前期快速脫碳的目的；強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。如此，解決了現有技術中存在的RH精煉過程脫碳速率低、RH溫降大的技術問題，進而取得RH能夠在15min內將碳含量脫到0.0015％以下，同時RH到站至RH破空溫降控制在15℃以內的技術效果。
具體實施方式
本發明實施例通過提供一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，解決了現有技術中存在的RH精煉過程脫碳速率低、RH溫降大的技術問題；能夠有效提高RH脫碳速率，同時降低RH過程溫降。
為解決上述技術問題，本發明實施例總體思路如下：
提供一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，包括：
轉爐冶煉終點進行高拉碳操作；
轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳；
強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。
通過上述內容可以看出，通過採取轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，獲得較高的終點碳含量從而為RH強制脫碳創造條件；轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳，將吹氧脫碳時機提前從而達到前期快速脫碳的目的；強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。如此，解決了現有技術中存在的RH精煉過程脫碳速率低、RH溫降大的技術問題。
採用上述方法，能夠取得以下技術效果：RH能夠在15min內將碳含量脫到0.0015％以下，同時RH到站至RH破空溫降控制在15℃以內。
為了更好的理解上述技術方案，下面通過具體實施例對本發明技術方案做詳細的說明，應當理解本發明實施例以及實施例中的具體特徵是對本發明技術方案的詳細的說明，而不是對本發明技術方案的限定，在不衝突的情況下，本發明實施例以及實施例中的技術特徵可以相互結合。
本發明實施例提供一種RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，主要用於冶煉最終成品碳含量的質量分數要求在0.0060％以下的鋼種，適用於100-300噸RH精煉爐，所述方法包括：
轉爐冶煉終點進行高拉碳操作；
轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳；
強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。
本發明實施例中，轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，包括：控制轉爐終點碳含量在0.06～0.08％。
本發明實施例中，RH吹氧過程分為強制脫碳和二次燃燒兩個階段，並採用相同的槍位。
本發明實施例中，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳具體為：當RH真空度達到180mbar時開始進行吹氧。選擇真空度達到180mbar時開始進行吹氧是因為當真空度過大時鋼液未能充分循環，當真空度過小時將會避開前期的快速脫碳階段，無法達到快速脫碳的效果。
本發明實施例中，強制脫碳的吹氧量與RH到站C含量和RH到站O含量滿足如下關係：Y＝-0.15*M+2000*N+29；
其中，Y代表吹氧量，m3；M代表RH到站O含量，ppm；N代表RH到站C的質量百分含量，％。
強制脫碳吹氧量是根據脫碳結束氧含量為190ppm所設計，並考慮到鋼液中溶解氧的增加而最終確定，能夠保證碳燃燒所需的吹氧量，從而充分脫碳。
本發明實施例中，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量的不同呈現(900～1200)-(500～800)-(200～500)-(0～300)Nm3/h階梯狀分布，每個階段吹氧時間為40s。
每個階段的吹氧流量大小根據RH到站C含量不同而不同，當RH到站C含量高時，對應產生的CO量高，因此需要更大的吹氧流量來對CO進行燃燒。例如：當RH到站C含量為0.04％時，此時二次燃燒吹氧流量一般按照900-500-200-60Nm3/h階梯狀分布；當RH到站C含量為0.06％時，此時二次燃燒吹氧流量一般按照1200-800-500-300Nm3/h階梯狀分布。吹氧時間主要是根據廢氣曲線，需要燃燒CO的時間約為160s，吹氧流量按照四個階段階梯狀分布，每個階段時間為40s。時間過長，導致階梯少，與廢氣曲線吻合不好，時間過短，在實際生產中氧槍操作不容易控制。
通過上述內容可以看出，本發明實施例與傳統RH脫碳過程的區別主要存在以下方面：1)轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，終點C含量控制在0.06～0.08％，相比較傳統工藝終點碳含量要高，為RH強制脫碳創造條件；2)將RH精煉過程分為強制脫碳和二次燃燒兩個階段，RH精煉前期真空度達到180mbar時開始吹氧，將RH強制吹氧脫碳時機提前，充分利用RH強制脫碳前期氧含量是脫碳的控速環節的特點，進行快速脫碳；3)強制脫碳吹氧結束後進入二次燃燒階段，根據RH到站C含量採用階梯流量繼續進行吹氧，以燃燒後續產生的CO並放熱以補償溫降。
採用上述方法，能夠取得以下技術效果：RH能夠在15min內將碳含量脫到0.0015％以下，同時RH到站至RH破空溫降控制在15℃以內。
以下通過實施例對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅是對本發明最佳實施方式的描述，並不對本發明的範圍有任何的限制。
以下實施例採用210噸RH精煉爐進行精煉。
實施例1
1)轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，轉爐終點碳含量在0.06％，為RH強制脫碳創造條件。
2)RH吹氧過程分為強制脫碳和二次燃燒兩個階段，均採用6.6m槍位。
3)RH到站溫度1624℃，到站C含量為0.04％，到站O含量為400ppm，當RH真空度達到180mbar時開始吹氧，吹氧流量為2000Nm3/h，吹氧量為49m3。
4)強制脫碳結束後進入二次燃燒階段，二次燃燒分為4個階段，吹氧流量按照900-500-200-100Nm3/h階梯狀分布，每個階段吹氧時間為40s。
5)RH結束溫度為1610℃，RH處理時間15min時，RH結束C含量為0.0012％。
實施例2
1)轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，轉爐終點碳含量為0.07％，為RH強制脫碳創造條件。
2)RH吹氧過程分為強制脫碳和二次燃燒兩個階段，均採用6.6m槍位。
3)RH到站溫度1621℃，到站C含量為0.05％，到站O含量為400ppm，當RH真空度達到180mbar時開始吹氧，吹氧流量為2000Nm3/h，吹氧量為69m3。
4)強制脫碳結束後進入二次燃燒階段，二次燃燒分為4個階段，吹氧流量按照1000-600-300-200Nm3/h階梯狀分布，每個階段吹氧時間為40s。
5)RH結束溫度為1608℃，RH處理時間15min時，RH結束C含量為0.0013％。
實施例3
1)轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，轉爐終點碳含量為0.08％，為RH強制脫碳創造條件。
2)RH吹氧過程分為強制脫碳和二次燃燒兩個階段，均採用6.6m槍位。
3)RH到站溫度為1619℃，到站C含量為0.06％，到站O含量為400ppm，當RH真空度達到180mbar時開始吹氧，吹氧流量為2000Nm3/h，吹氧量為88m3。
4)強制脫碳結束後進入二次燃燒階段，二次燃燒分為4個階段，吹氧流量按照1100-700-400-300Nm3/h階梯狀分布，每個階段吹氧時間為40s。
5)RH結束溫度為1609℃，RH處理時間15min時，RH結束C含量為0.0015％。
本發明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優點：
本發明實施例中提供的RH快速脫碳及減少鋼液溫降的方法，通過採取轉爐冶煉終點進行高拉碳操作，獲得較高的終點碳含量從而為RH強制脫碳創造條件；轉爐出鋼後進入RH精煉，RH精煉前期開始吹氧進行強制脫碳，將吹氧脫碳時機提前從而達到前期快速脫碳的目的；強制脫碳結束後，進入二次燃燒階段繼續進行吹氧，二次燃燒階段的吹氧流量根據RH到站C含量不同呈現階梯分布，通過燃燒生成的CO氣體放熱來進行溫降補償。如此，解決了現有技術中存在的RH精煉過程脫碳速率低、RH溫降大的技術問題，進而取得RH能夠在15min內將碳含量脫到0.0015％以下，同時RH到站至RH破空溫降控制在15℃以內的技術效果。
最後所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。