CN102010934A - 一种用于无取向电工钢的rh精炼脱硫工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺，属于炼钢技术领域。工艺为：RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min。在真空度降低到2.0mba后吹氧进行强制脱碳，吹氧结束后，将真空度控制在2.0mba以下，进入自然脱碳，保证自然脱碳时间在20min。真空脱碳结束后，加铝脱氧。首先采用低碳硅铁进行硅合金化，然后通过RH合金料仓向真空室投入脱硫剂，脱硫剂分两批次加完。试验炉次循环时间为10min至15min。其优点在于：RH设备无需改造，操作简单。RH脱硫率平均达到36.7％，具有较好的脱硫效果。发现钢包顶渣的FeO+MnO的含量对于脱硫效果有重要影响。提高钢包顶渣碱度不仅可以提高RH脱硫效率而且可以减轻对RH设备的腐蚀。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别是涉及一种用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺，它是无取向电工钢脱硫首选的工艺方法。
背景技术
随着用户对钢材质量要求的逐渐提高，无取向电工钢等高牌号超低碳、超低硫钢种冶炼技术急待开发。传统无取向电工钢生产过程仅依靠铁水深脱硫、降低转炉回硫来控制硫含量。然而仅通过铁水预处理以及转炉控制回硫来实现更低硫含量的无取向电工钢的生产，不仅会造成极大的转炉冶炼压力，而且也无法满足更高级别无取向电工钢对于硫含量的要求。因此RH真空脱硫技术的开发逐渐受到重视。
目前工艺技术的现状：宝钢在RH脱硫试验中获得了一种平均脱硫率为42.9％的RH深脱硫工艺。武钢，台湾中钢公司以及新日铁在生产实践中均获得了50％以上的RH平均脱硫率，并且均获得了硫含量在0.002％以下的超低硫钢。然而以上试验过程中脱硫剂CaF2含量均在15％以上，对RH设备造成严重侵蚀，影响了生产节奏。于学斌、时启龙等人利用改进后的CaO2-Al2O3-SiO2渣系低氟脱硫剂，在对无取向电工钢等弱脱氧钢进行的RH脱硫处理时获得了31.6％的平均脱硫率，明显提高了低氟类脱硫剂的脱硫效果，但总体上低氟类脱硫剂的脱硫率依然较低，而且RH处理过程中对设备的腐蚀仍然比较严重。因此需要在生产中寻找适合的工艺控制条件来提高RH脱硫效率，进一步降低RH脱硫处理过程中对设备的腐蚀。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺。本发明通过对设备腐蚀、顶渣组成、碱度、脱硫时间等因素的分析得出了适合无取向电工钢脱硫的RH控制条件，确定了适合RH脱硫的相关工艺参数控制。使得RH脱硫率平均达到36.7％，具有较好的脱硫效果。可以广泛的应用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺中。
本发明用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺的技术方案是：其特征在于：
(1)生产工艺流程为：铁水预处理脱硫→LD(钢包)→挡渣出钢→LF(电炉精炼)→RH(真空精炼)脱碳、脱硫→连铸；
(2)RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min；
(3)在真空度降低到2.0mba后吹氧进行强制脱碳，吹氧结束后，将真空度控制在2.0mba以下，进入自然脱碳，保证自然脱碳时间在20min；
(4)真空脱碳结束后，加铝脱氧，并通过铝的加入量控制顶渣中FeO+MnO含量，首先采用低碳硅铁进行硅合金化，然后通过RH合金料仓向真空室投入预熔低氟脱硫剂，脱硫剂分批次加完，第一批脱硫剂在合金加入之前加入脱硫剂总重量的60％，真空循环2min后，第二批脱硫剂同合金一起加入。脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的RH循环时间为15min。
本发明脱硫剂的加入方式采用合金料仓直接加入法，采用预熔低氟脱硫剂，脱硫剂粒径控制在3～5mm，加入量为3～5Kg/t。
本发明通过向钢包顶渣加入铝丸来调节顶渣FeO+MnO的含量，RH脱硫处理进站钢包顶渣中FeO+MnO的含量控制在12％以下，顶渣碱度需要控制在6以上，RH脱硫处理结束后在钢包中添加碳化硅对钢包顶渣改性，提高钢包顶渣碱度、降低钢包顶渣氧化性，以防止后续工序回硫。
本发明RH脱硫循环时间要保证在10min以上，最好能够达到15min，脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的真空循环时间为15min。
本发明RH进站顶渣碱度达到6，顶渣中保证MgO的含量在8％～10％。
本发明有益效果是：1、RH脱硫效果显著，平均脱硫率可达到36.7％，具体见表2。可以满足无取向电工钢深脱硫的要求。
2、可以通过向钢包顶渣加入铝丸来调节FeO+MnO含量。RH脱硫处理进站钢包顶渣中FeO+MnO含量需要控制在12％以下可以得到较好的脱硫效果，FeO+MnO含量越低脱硫效果越好，顶渣碱度需要控制在6以上。RH脱硫处理结束需要对钢包顶渣改性防止后续工序回硫，从而保证RH脱硫效果。
3、为了保证RH脱硫效果，RH脱硫循环时间要保证在10min以上，最好能够达到15min。
4、RH站进站顶渣碱度达到6，顶渣中的保证MgO含量在8～10％可以明显降低RH脱硫处理时设备耐材的损耗，提高RH设备寿命，具体见表3。表1为本发明的RH脱硫剂组成，表2为本发明RH脱硫效果，表3为本发明提高RH设备寿命效果。
具体实施方式
本发明采用的生产工艺为：铁水预处理脱硫→LD→挡渣出钢→LF→RH脱碳、脱硫→连铸。
确定工艺参数提升气体流量：在一定范围内增大提升气体流量可以增大RH环流量，从而加快脱硫速率，但当吹氩量大于设备的饱和吹氩量后，环流量不再随吹氩量的增加而增加。过大的吹氩量反而会使真空室内钢水严重喷溅，从而产生大量冷钢。因此需要根据经验公式F＝(0.75～1.0)×S确定合理的吹氩量。式中：F为吹氩量，单位是NL/min；S为***管内径截面积，单位是cm2。
现场***管内径为45cm，从而确定提升气体流量为：
F＝(0.75～1.0)×(22.5)2×π＝1190～1590NL/min
确定脱硫剂工艺参数：由于RH脱硫处理要求脱硫剂具有较低的熔点以及较高的碱度，因此采用熔点低、碱度高的低氟CaO-Al2O3渣系脱硫剂。同时在脱硫剂中添加BaO，从而提高了脱硫剂的脱硫能力、降低了脱硫剂熔点、减少了CaF2的用量。脱硫剂具体组成见表1。试验采用预熔型脱硫剂，脱硫剂粒径控制在3～5mm。加入量为3～5Kg/t。脱硫剂的加入方式采用合金料仓直接加入法。为了实现持续脱硫，将脱硫剂分两批次加入，第一批脱硫剂在合金加入之前加入脱硫剂总重量的60％，真空循环2min后，第二批脱硫剂同合金一起加入。脱硫剂加完后保证真空度小2.0mba的真空循环时间为15min。
实施例1：
本发明工艺为：RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min。在真空度降低到2.0mba后吹氧进行强制脱碳，吹氧结束后，将真空度控制在2.0mba以下，进入自然脱碳，保证自然脱碳时间在20min。真空脱碳结束后，加铝脱氧。首先采用低碳硅铁进行硅合金化，然后通过RH合金料仓向真空室投入脱硫剂，脱硫剂分两批次加完。试验炉次循环时间为10min至15min。
在某钢铁企业的板坯生产线RH精炼炉上进行，试验钢种为无取向电工钢。采用生产工艺为：铁水预处理脱硫→LD→挡渣出钢→LF→RH脱碳、脱硫→连铸。然后根据经验公式确定合理的吹氩量，以确定合理的提升气体流量。RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min。真空脱碳结束后，加铝脱氧，将顶渣中FeO+MnO含量控制在12％以下。采用预熔低氟脱硫剂，加入方式为合金料仓直接加入法，脱硫剂粒径控制在3～5mm，加入量为3～5Kg/t。将脱硫剂分两批次加入。脱氧后通过RH合金料仓向真空室投入第一批占60％总加入量的脱硫剂循环2min，然后采用低碳硅铁进行硅合金化同时加入第二批次脱硫剂。脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的真空循环时间为15min。RH出站钢包顶渣中加入200Kg碳化硅。成品硫含量可以控制在40ppm以下，RH工序平均脱硫效率达36％以上。RH***管寿命可达68炉。
对比案例1：
在同一钢厂钢铁企业的板坯生产线RH精炼炉上进行，试验钢种为无取向电工钢。采用铁水预处理脱硫→LD→挡渣出钢→LF→RH脱碳→连铸生产工艺。RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min。在真空度降低到2.0mba后吹氧进行强制脱碳，吹氧结束后，将真空度控制在2.0mba以下，进入自然脱碳，保证自然脱碳时间在20min。不进行脱硫处理，钢包RH出站钢包顶渣不进行改性。成品硫含量在65ppm以上，RH工序无脱硫能力。RH***管寿命为75炉。
对比案例2：
在同一钢厂钢铁企业的板坯生产线RH精炼炉上进行，试验钢种为无取向电工钢。采用铁水预处理脱硫→LD→挡渣出钢→LF→RH脱碳、脱硫→连铸生产工艺。RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min。真空脱碳结束后，加铝脱氧，不对顶渣中FeO+MnO进行控制。采用预熔传统脱硫剂，加入方式为合金料仓直接加入法，脱硫剂粒径控制在3～5mm，加入量为3～5Kg/t。在采用低碳硅铁进行硅合金化同时将脱硫剂一次加入。脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的真空循环时间为15min。RH出站钢包顶渣不加碳化硅改性。成品硫含量可以控制在55ppm以下，RH工序平均脱硫效率达33％以上。RH***管寿命为46炉。
本发明优点在于：RH设备无需改造，操作简单。RH脱硫率平均达到36.7％，具有较好的脱硫效果。发现钢包顶渣的FeO+MnO的含量对于脱硫效果有重要影响。提高钢包顶渣碱度不仅可以提高RH脱硫效率而且可以减轻对RH设备的腐蚀。
表1 RH脱硫剂组成
| SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | BaO | CaF2 |
| 3 | 25～30 | 50～55 | 3～5 | 7～12 | 3 |
表2 RH脱硫效果
| 炉次编号 | RH站进站硫含量(％) | RH站出站硫含量(％) | 脱硫率(％) |
| 1 | 0.0059 | 0.0036 | 39.0 |
| 2 | 0.0043 | 0.0025 | 41.9 |
| 3 | 0.0056 | 0.0039 | 30.4 |
| 4 | 0.0062 | 0.0042 | 32.3 |
| 5 | 0.0050 | 0.0028 | 44.0 |
| 6 | 0.0058 | 0.0039 | 32.8 |
表3 提高RH设备寿命效果
Claims (5)
1.一种用于无取向电工钢的RH精炼脱硫工艺，其特征在于：
(1)生产工艺流程为：铁水预处理脱硫→LD(钢包)→挡渣出钢→LF(电炉精炼)→RH(真空精炼)脱碳、脱硫→连铸；
(2)RH进站后，将提升气体流量设定为1200NL/min，3min后将提升气体流量增加到1600NL/min；
(3)在真空度降低到2.0mba后吹氧进行强制脱碳，吹氧结束后，将真空度控制在2.0mba以下，进入自然脱碳，保证自然脱碳时间在20min；
(4)真空脱碳结束后，加铝脱氧，并通过铝的加入量控制顶渣中FeO+MnO含量，首先采用低碳硅铁进行硅合金化，然后通过RH合金料仓向真空室投入预熔低氟脱硫剂，脱硫剂分批次加完，第一批脱硫剂在合金加入之前加入脱硫剂总重量的60％，真空循环2min后，第二批脱硫剂同合金一起加入。脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的RH循环时间为15min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：脱硫剂的加入方式采用合金料仓直接加入法，采用预熔低氟脱硫剂，脱硫剂粒径控制在3～5mm，加入量为3～5Kg/t。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过向钢包顶渣加入铝丸来调节顶渣FeO+MnO的含量，RH脱硫处理进站钢包顶渣中FeO+MnO的含量控制在12％以下，顶渣碱度需要控制在6以上，RH脱硫处理结束后在钢包中添加碳化硅对钢包顶渣改性，提高钢包顶渣碱度、降低钢包顶渣氧化性，以防止后续工序回硫。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：RH脱硫循环时间要保证在10min以上，最好能够达到15min，脱硫剂加完后保证真空度小于2.0mba的真空循环时间为15min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：RH进站顶渣碱度达到6，顶渣中保证MgO的含量在8％～10％。
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