基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法與流程
2024-02-27 21:26:15 2
本發明涉及煉鋼爐外精煉領域，具體地指一種基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法。
背景技術：
：鋼包爐(LadleFurnace簡稱LF爐)是一種以電弧加熱，氬氣攪拌的二次精煉電弧爐，鋼包爐精煉的主要功能為調整碳含量、脫硫、調溫、去除夾雜物及成分微調，在鋼廠得到廣泛應用。目前，高強鋼冶煉工藝路線中深脫硫的一般由精煉工序完成，精煉的周期必須與連鑄機的周期相匹配，因此要求精煉必須快速完成脫硫、脫氧、去除夾雜物的任務，要達到此目的必須提高鋼包爐的冶煉效率。CSP廠高強鋼的煉鋼冶煉工藝路線一般為：轉爐→氬站→鋼包爐→連鑄，氬站吹氬5min，加鋁脫氧，在鋼包爐內加入鹼度為10.6的CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系，然後加熱造白渣，使熔渣具有脫硫的能力，吹氬攪拌並用鋁丸調整熔渣的氧化性。目前，整個精煉周期平均為51min左右，該工藝存在精煉周期較長，影響生產節奏，而且還存在脫硫效率不高，加熱時間長，石灰消耗過大，生產成本較高。為了提高鋼包爐精煉過程的冶煉效率，通常採用提高電極加熱功率、加大石灰加入量等辦法，這些方法會降低電極使用壽命，增加生產成本。技術實現要素：本發明針對現有精煉工藝存在精煉周期較長，影響生產節奏，造成爐機之間的不匹配，而且還存在脫硫效率不高，加熱時間長，石灰消耗過大，生產成本較高等問題。提供了一種基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法。為實現上述目的，本發明提供的一種基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法，所述方法包括轉爐出鋼、氬站快速定氧加鋁、鋼包爐造渣、鋼包爐加熱和連鑄五大階段，其中，1)轉爐出鋼階段，轉爐出鋼溫度為1690℃±10℃；其較常規冶煉方法提高10～15℃，提高出鋼溫度可以減少鋼包爐的升溫加熱時間，既可以縮短工序時間，還能降低電耗；2)氬站快速定氧加鋁階段，在氬站對鋼水進行快速定氧，根據氧含量確定鋁的加入量；3)鋼包爐造渣階段，確定合適渣系成分和鹼度；合適的渣系成分和鹼度會增加鋼渣反應表面積，熔渣具備良好的流動性，使脫硫元素迅速溶解到鋼中與硫結合成穩定的硫化物，具有更好的脫硫效果，降低脫硫劑消耗。鋼包爐採用到站先快速造白渣，使熔渣具有脫硫的能力，並利用加熱過程脫硫，到達快速造渣脫硫縮短精煉周期的目的。4)鋼包爐加熱階段：鋼水到站後，下電極對鋼水加熱，加熱功率分段控制，前期渣面結殼，化渣採用低檔位；熔渣熔化後，渣面覆蓋均勻，則採用高檔位升溫，後期採用點加熱，一次加熱升溫到位。採用一次加熱模式，升溫效率最高，減少頻繁加熱對鋼液的二次汙染，縮短精煉周期，提高鋼水純淨度。進一步地，所述氬站快速定氧加鋁階段，鋼水溫度、渣中FeO恆定時，加鋁量mAl＝脫氧反應耗鋁量+鋼中Als需要的鋁量，每爐鋼的應加鋁量mAl與鋼水中預吹氬後[O]的質量分數及鋼水中[Als]關係為:mAl＝K·ω(O)(預吹氬後)+ω(Als)，其中K為常數，根據2Al+3[O]＝Al2O3化學反應以及鋼包爐的實際情況確定，加鋁量mAl的單位為kg/爐；w(O)-定氧的值，即[O]的質量分數，單位10-6)。和以前的根據試樣分析結果來確定鋁加入量相比，節省了工序時間，減少了溫降，同時提升了氬站[Als]的一次命中率。再進一步地，所述鋼包爐造渣階段，渣系成分和鹼度如下表所示：再進一步地，所述渣系成分和鹼度如下表所示：項目CaOAl2O3FeO+MnOSiO2MgOR渣系成分(％)52.620.40.97.66.07.0本發明與現有技術相比，充分利用了高出鋼溫度的有利條件，加上其它工藝條件的改善，能大幅提高高強鋼的鋼包爐精煉效率：(1)鋼包爐精煉周期和常規方法相比，能降低5分鐘左右，縮短了工序周期；(2)平均縮短電極加熱時間1min，降低了電能消耗；(3)採用新的渣系成分後，提高了脫硫效率，降低了石灰消耗3kg/噸鋼。(4)提高出鋼溫度，減少加熱時間；鋼包爐快速造渣，一次加熱降低精煉周期，為高強鋼高效冶煉創造了有利條件，高強鋼的典型拉速合格率(≥4.4m/min)不斷提升，達到了88％的水平，提升15％以上。具體實施方式為了更好地解釋本發明，以下結合具體實施例進一步闡明本發明的主要內容，但本發明的內容不僅僅局限於以下實施例。實施例1：80噸鋼包爐基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法，包括轉爐出鋼、氬站快速定氧加鋁、鋼包爐造渣、鋼包爐加熱和連鑄五大階段，其中，1)轉爐出鋼階段：轉爐出鋼溫度控制在1685℃-1695℃；出鋼過程中採用渣洗工藝，形成精煉初渣：出鋼採用高鋁鐵、矽錳合金進行充分脫氧，過程加入石灰350～450kg/爐，精煉渣80kg/爐，基本形成精煉初渣。2)氬站快速定氧加鋁階段：氬站吹氬5min以上，氬站定氧餵鋁線，鋼中氧含量w(O)為650ppm，鋼種要求的(Als)為0.04％，鋼包爐為80噸時，根據2Al+3[O]＝Al2O3化學反應以及鋼包爐的實際情況，確定K為0.11，公式確定每爐鋼的應加鋁量mAl＝0.11·650+32＝104kg/爐。3)鋼包爐造渣階段：鋼包爐採用到站先快速造白渣，鋼包爐渣採用新的渣系成分，熔渣具有快速脫硫的能力，並利用加熱過程脫硫，加熱完大氬攪拌並用鋁丸調整熔渣的氧化性，到達快速造渣脫硫縮短精煉周期的目的。表3鋼包爐渣系成分項目CaOAl2O3FeO+MnOSiO2MgOR渣系成分(％)52.620.40.97.66.07.04)鋼包爐加熱階段：鋼水到站後，下電極對鋼水加熱，加熱功率分段控制，前期渣面結殼，化渣採用低檔位功率加熱，加熱功率為7MVA；熔渣熔化後，渣面覆蓋均勻，則採用高檔位升溫，功率為8MVA，最後點加熱控制溫度，加熱功率6.5MVA。5)其他：其他制度按常規鋼種的相關制度進行。實施例2150噸鋼包爐基於薄板坯連鑄連軋生產高強鋼的鋼包爐高效精煉方法，包括轉爐出鋼、氬站快速定氧加鋁、鋼包爐造渣、鋼包爐加熱和連鑄五大階段，其中，1)轉爐出鋼階段：轉爐出鋼溫度1680℃-1690℃；出鋼採用渣洗工藝，形成精煉初渣。出鋼採用高鋁鐵、矽錳合金進行充分脫氧，過程加入石灰600～800kg/爐，精煉渣150kg/爐，基本形成精煉初渣。2)氬站快速定氧加鋁階段：氬站吹氬5min以上，氬站定氧餵鋁線，鋼中氧含量w(O)為620ppm，鋼種要求的(Als)為0.04％，鋼包爐為150噸時，根據2Al+3[O]＝Al2O3化學反應以及鋼包爐的實際情況，確定K為0.19，公式確定每爐鋼的應加鋁量mAl＝0.19·620+60＝178kg/爐。3)鋼包爐造渣階段：鋼包爐採用到站先快速造白渣，鋼包爐渣採用新的渣系成分，熔渣具有快速脫硫的能力，並利用加熱過程脫硫，加熱完大氬攪拌並用鋁丸調整熔渣的氧化性，到達快速造渣脫硫縮短精煉周期的目的。表4.鋼包爐渣系成分項目CaOAl2O3FeO+MnOSiO2MgOR渣系成分(％)53.519.81.07.46.27.34)鋼包爐加熱階段：鋼水到站後，下電極對鋼水加熱，加熱功率分段控制，前期渣面結殼，化渣採用低檔位功率加熱，加熱功率為11MVA；熔渣熔化後，渣面覆蓋均勻，則採用高檔位升溫，功率為12MVA，最後點加熱控制溫度，加熱功率10.5MVA。5)其他：其他制度按常規鋼種的相關制度進行。其它未詳細說明的部分均為現有技術。儘管上述實施例對本發明做出了詳盡的描述，但它僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例，人們還可以根據本實施例在不經創造性前提下獲得其他實施例，這些實施例都屬於本發明保護範圍。當前第1頁1 2 3