CN101985671A - 电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法，依次包括下列工序步骤：电弧炉冶炼、钢包内脱氧脱硫合金化、连铸/模铸；其中(1)采用炼钢生铁块、铁水以及粒度5～40mm的焦炭，单独或组合进行配碳；(2)电弧炉熔氧期造泡沫渣，采用从炉门自动流渣操作，并补充加入石灰，调整炉渣碱度为3.5～4.5；(3)冶炼钢种的液相线温度值再加上100℃～140℃，其中新炉第一炉钢的出钢温度取上限，其余炉次的出钢温度取中下限；(4)采用偏心炉底出钢，严禁下渣；(5)红包出钢，出钢量至1/4时投入炼钢精炼渣0.5～2.0kg/吨钢、电石0.5～1.0kg/吨钢；当出钢量达1/3时，根据具体钢种的需要分别加入各种铁合金；在包内的脱硫率≥15%，钢中硫含量可控制在≤0.030%；(6)采用钢包底吹氩气10分钟，然后连铸或模铸；或者使钢水在钢包内镇静7～14分钟，然后连铸或模铸。
Description
技术领域
本发明涉及一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法。
背景技术
现有的电弧炉炼钢脱硫脱氧工艺为：电弧炉冶炼—LF炉精炼（脱氧脱硫合金化）— 连铸/模铸。其中60min的LF炉精炼过程不仅耗电高，增加了生产成本，而且在LF炉精炼过程中氢、氮含量会大幅增加，因此有必要对这一工艺进行优化调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法，能够降低生产成本，降低碳排放，减少炼钢废弃物排放。
本发明的目的是这样实现的，一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法，依次包括下列工序步骤：电弧炉冶炼、钢包内脱氧脱硫合金化、连铸/模铸；其中（1）、电弧炉的配料，采用炼钢生铁块、铁水以及粒度5～40mm的焦炭，单独或组合进行配碳，保证电炉熔氧期的脱碳量≥0.20%；（2）、电弧炉熔氧期脱硫：电弧炉熔氧期造泡沫渣，采用从炉门自动流渣操作，并补充加入石灰，调整炉渣碱度为3.5～4.5；（3）、电弧炉的出钢温度为：冶炼钢种的液相线温度值再加上100℃～140℃，其中新炉第一炉钢的出钢温度取上限，其余炉次的出钢温度取中下限；（4）、出钢方式：采用偏心炉底出钢，严禁下渣；（5）、钢包内脱氧脱硫合金化：红包出钢，出钢量至1/4时投入炼钢精炼渣0.5～2.0kg/吨钢、电石0.5～1.0kg/吨钢；当出钢时的硫含量≥0.040%时，加入0.2～0.5kg/吨钢的Na2CO3，Na2CO3与所说的精炼渣均匀混合在同一袋内一起投入包内；当出钢量达1/3时，根据具体钢种的需要分别加入硅铁或硅锰铁或锰铁或钒铁或铬铁或钼铁或铝铁或增碳剂或焦炭粉；合金元素的收得率为硅80%～85%,锰90%～95%,钒90%～95%,铬90%～95%,钼 100%,铝10%～30%，增碳剂中的碳的收得率50%～70%；在包内的脱硫率≥15%，钢中硫含量可控制在≤0.030%；（6）、均匀成分均匀温度：采用钢包底吹氩气10分钟，然后连铸或模铸；或者使钢水在钢包内镇静7～14分钟 ，然后连铸或模铸。
本发明方法与现有工艺对比如下：1、工艺流程对比：原工艺流程：电弧炉冶炼—LF炉精炼（脱氧脱硫合金化）— 连铸/模铸。新工艺流程：电弧炉冶炼—钢包内脱氧脱硫合金化—连铸/模铸。由于新工艺流程省去了约60min的LF炉精炼过程，电耗可以降低50kwh/t，节约电费18.8元；可以降低电极消耗、精炼渣消耗、萤石消耗、电石消耗、石灰消耗等造渣材料消耗费用合计40.71元/t，合计共降低冶炼成本59.51元/t。
2、脱磷、脱硫能力对比：新工艺与原工艺都具有很强的脱磷能力，电弧炉出钢时可以将钢中的磷含量控制在0.010%以下。新工艺在电弧炉出钢时，可以将钢中的硫含量控制在0.030%以下；原工艺通过LF炉精炼，可以将钢中的硫含量控制在0.015%以下。
3、脱氧与脱气能力对比：新工艺采用以硅、锰、铝为主的沉淀脱氧工艺，关键是通过钢中的酸溶铝含量来控制钢中的氧含量，脱氧能力与原工艺相当。
众所周知，电弧炉出钢时，钢中的氢、氮含量最低。在LF炉精炼过程中氢、氮含量会大幅增加。由于新工艺省掉了LF炉精炼过程，因此，其脱氮与脱氢能力强于原工艺。
4、适合于新工艺生产的主要钢种：新工艺可以低成本生产全部牌号的碳素结构钢（HPB215～HPB335、Q195～Q255）、优质碳素结构钢（10～80等）、低合金高强度钢（Q295～Q460等）、热轧带肋钢筋（HRB335～HRB500）、合金结构钢（40Cr、20CrMo、35CrMo等）、特别适于生产碳含量为0.04%～0.08%，硅含量≤0.03%的低碳铝镇静钢（08Al、SPHC、SPHD、SPHE）等。由于受脱硫能力的限制，本工艺不适于生产对硫含量要求极高的钢种，如中厚板用钢、石油管线钢等。
该工艺方法的主要作用是将LF炉的脱氧脱硫合金化的冶金功能转移到钢包内完成，从而明显降低冶炼电耗、减少电极消耗、减少造渣材料消耗。主要原理是在出钢过程中借助钢流冲击形成的良好动力学条件，通过沉淀脱氧、钢包脱硫、钢水搅拌，快速完成脱氧脱硫合金化操作。电弧炉炼钢电耗可以降低50kwh/t，节约电费18.8元；可以降低电极消耗、精炼渣消耗、萤石消耗、电石消耗、石灰消耗等材料消耗费用合计40.71元/t，合计共降低冶炼成本59.51元/t。低成本生产全部牌号的碳素结构钢（HPB215～HPB335、Q195～Q255）、优质碳素结构钢（10～80等）、低合金高强度钢（Q295～Q460等）、热轧带肋钢筋（HRB335～HRB500）、合金结构钢（40Cr、20CrMo、35CrMo等）、特别适于生产碳含量为0.04%～0.08%，硅含量≤0.03%的低碳铝镇静钢（08Al、SPHC、SPHD、SPHE）等。
由于该工艺方法降低了能源消耗，减少了炼钢过程的碳及废弃物排放，经济效益显著，符合国家节能减排，可持续发展的产业政策。
具体实施方式
一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法，依次包括下列工序步骤：电弧炉冶炼、钢包内脱氧脱硫合金化、连铸/模铸；其中：（1）电弧炉的配料，采用炼钢生铁块、铁水以及粒度为23mm的焦炭屑，单独或组合进行配碳，保证电炉熔氧期的脱碳量≥0.20%；由于民用废生铁中的磷、硫含量极高，在配料过程中将废钢料中的民用废生铁（废铁板、废铁管、废铁壳等）挑拣出来，这样可确保电弧炉炼钢熔清时的钢水初始硫含量≤0.045%。
（2）电弧炉熔氧期脱硫方法：电弧炉熔氧期造泡沫渣，采用从炉门自动流渣操作，并适当补充一定量的石灰，调整炉渣碱度为3.5～4.5。由于熔氧期的碳-氧化学反应剧烈，具有良好的脱硫动力学条件，脱硫率可≥30%，出钢时的钢水硫含量可控制在0.030%左右。
（3）出钢温度控制要求：电弧炉的出钢温度为：根据冶炼钢种的液相线温度值再加上100℃～140℃，其中新炉第一炉钢的出钢温度取上限140℃，其余炉次的出钢温度取中下限100℃；
（4）出钢方式：采用偏心炉底出钢，严禁下渣。如果是带出钢槽的电弧炉，则采用小出钢口先出钢，后带渣，严格控制下渣量。
（5）包内脱氧脱硫合金化：红包出钢，出钢量至1/4时投入炼钢精炼渣1kg/吨钢、电石1.0kg/吨钢；当出钢时的硫含量较高（[S]≥0.040%）时，加入0.3kg/吨钢的Na2CO3，Na2CO3与精炼渣均匀混合在同一袋内一起投入包内。当出钢量达1/3时，根据具体钢种的需要分别加入各种铁合金，如：硅铁或硅锰或锰铁或钒铁或铬铁或钼铁或铝铁或增碳剂或焦炭粉等）；合金元素的收得率为硅80%～85%,锰90%～95%,钒90%～95%,铬90%～95%,钼 100%,铝10%～30%，增碳剂中的碳的收得率50%～70%；在包内的脱硫率≥15%，钢中硫含量可控制在≤0.030%；
（6）均匀成分均匀温度：采用钢包底吹氩气10分钟，然后连铸或模铸。吹氩气流量控制在钢包渣面翻动，但钢液面不裸露为宜。或者使钢水在钢包内镇静10分钟 ，然后连铸或模铸。
Claims (1)
1.一种电弧炉炼钢包内脱硫脱氧合金化工艺方法，其特征在于依次包括下列工序步骤：电弧炉冶炼、钢包内脱氧脱硫合金化、连铸/模铸；其中（1）、电弧炉的配料，采用炼钢生铁块、铁水以及粒度5～40mm的焦炭，单独或组合进行配碳，保证电炉熔氧期的脱碳量≥0.20%；（2）、电弧炉熔氧期脱硫：电弧炉熔氧期造泡沫渣，采用从炉门自动流渣操作，并补充加入石灰，调整炉渣碱度为3.5～4.5；（3）、电弧炉的出钢温度为：冶炼钢种的液相线温度值再加上100℃～140℃，其中新炉第一炉钢的出钢温度取上限，其余炉次的出钢温度取中下限；（4）、出钢方式：采用偏心炉底出钢，严禁下渣；（5）、钢包内脱氧脱硫合金化：红包出钢，出钢量至1/4时投入炼钢精炼渣0.5～2.0kg/吨钢、电石0.5～1.0kg/吨钢；当出钢时的硫含量≥0.040%时，加入0.2～0.5kg/吨钢的Na2CO3，Na2CO3与所说的精炼渣均匀混合在同一袋内一起投入包内；当出钢量达1/3时，根据具体钢种的需要分别加入硅铁或硅锰铁或锰铁或钒铁或铬铁或钼铁或铝铁或增碳剂或焦炭粉；合金元素的收得率为硅80%～85%,锰90%～95%,钒90%～95%,铬90%～95%,钼 100%,铝10%～30%，增碳剂中的碳的收得率50%～70%；在包内的脱硫率≥15%，钢中硫含量可控制在≤0.030%；（6）、均匀成分均匀温度：采用钢包底吹氩气10分钟，然后连铸或模铸；或者使钢水在钢包内镇静7～14分钟 ，然后连铸或模铸。
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