CN102134629B - 一种低硅、超低硫钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
一种低硅、超低硫钢的冶炼方法，属于冶金技术领域。采取铁水“全三脱”预处理-脱碳转炉冶炼-LF精炼工艺生产低硅、超低硫钢的冶炼工艺。为保证在深脱硫的情况下防止钢水增硅，首先通过KR铁水脱硫预处理降低精炼进站钢水中的硫含量，减轻LF深脱硫的压力；然后通过脱磷转炉的脱硅预处理，降低入脱碳转炉铁水的硅含量，从而保证脱碳转炉炉渣碱度＞4.0。优点在于，解决了现有技术中LF精炼脱硫过程容易增硅问题，可以缩短精炼时间，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种低硅、超低硫钢的冶炼方法，采取铁水“全三脱”预处理-脱碳转炉冶炼-LF精炼工艺生产低硅、超低硫钢的冶炼工艺。
背景技术
目前国内外大部分的炼钢厂，铁水的脱硅、脱磷都在常规转炉内与脱碳同时进行，这就使入转炉的铁水硅含量较高，因此炉渣中的SiO2含量也相对较高，另外，由于考虑渣量过大容易产生喷溅或溢渣，常规转炉渣料加入量不能太大，因此炉渣二元碱度较低，一般控制在3.0-4.0。而精炼渣中的SiO2绝大部分来源于转炉出钢下渣，因此导致精炼渣中的SiO2含量也较高。LF精炼脱硫过程需要用铝脱掉渣中的氧化性，在SiO2含量较高的情况下，部分铝会与SiO2反应，使得钢水增硅较为严重。
转炉出钢加铝铁脱氧也是一种比较常见的工艺，但是脱氧的目的主要是为了保证合金稳定的收得率，提高钢水纯净度和缩短精炼时间等，一般都只需要保证脱氧的效果，而对于钢中的铝含量未做具体要求，或者铝含量的要求相对较低，一般都低于0.03％。
LF精炼脱硫也是比较常见的一种深脱硫精炼工艺，但是大部分钢厂采用的是常规的渣脱氧工艺，即在渣面上加铝粒脱氧，这样渣的脱氧速度较快，但同时容易导致瞬时或局部渣面铝含量较高，容易导致渣中的SiO2被铝还原，从而引起钢水增硅。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低硅、超低硫钢的冶炼方法，解决了现有技术中LF精炼脱硫过程容易增硅问题，本发明设计合理，能够实现比较稳定的生产，且加料等时间安排合理，可以缩短精炼时间，提高生产效率。
本发明所述低硅、超低硫钢按照质量百分数[Si]≤0.03％，[S]≤0.003％。
本发明采取铁水“全三脱”预处理-脱碳转炉冶炼-LF精炼工艺生产低硅、超低硫钢的冶炼工艺。为保证在深脱硫的情况下防止钢水增硅，首先通过KR铁水脱硫预处理降低精炼进站钢水中的硫含量，减轻LF深脱硫的压力；然后通过脱磷转炉的脱硅预处理，降低入脱碳转炉铁水的硅含量，从而保证脱碳转炉炉渣碱度＞4.0，在工艺步骤中控制如下技术参数：
(1)采用KR进行铁水预处理脱硫，处理结束[S]≤0.003％，铁水扒渣率＞95％；
(2)脱磷转炉进行脱硅、脱磷，冶炼结束[Si]≤0.01％；
(3)铁水进入脱碳转炉，石灰加入量为18-25Kg/吨钢，炉渣二元碱度在4.0-5.0；
(4)脱碳转炉出钢进行加铝铁脱氧操作，使出钢后的钢水中酸溶铝含量达到0.03～0.05％；
(5)LF进站后根据脱碳转炉炉后取样分析钢水成分，按目标酸溶铝含量0.05％进行加铝铁调铝操作，然后底吹氩气搅拌，用钢中的溶解铝脱掉渣中的氧，实现渣中全铁含量小于0.5％。
脱碳转炉出钢步骤：在出钢量1/5时加入小粒石灰和萤石，小粒石灰的加入量为2.5-2.8Kg/吨钢，萤石的加入量为0.5-0.8Kg/吨钢。
LF精炼步骤：根据LF精炼过程的造渣效果，适量(小粒石灰的加入量为每吨钢4.0-8.0Kg，萤石的加入量为每吨钢1.0-2.0Kg)加入小粒石灰和萤石，小粒石灰和萤石的配比为4∶1。
LF精炼脱硫阶段底吹采用双路氩气，每路底吹流量600-800NL/min。
本发明进一步说明如下：
脱磷转炉脱硅预处理：脱磷转炉在吹炼过程中，铁水中的硅、锰优先氧化，因此经脱磷炉冶炼后铁水中的硅几乎被氧化完全，冶炼后的硅含量确保达到0.01％以下，从而降低了入脱碳转炉铁水的硅含量，保证脱碳炉炉渣具有较高的碱度。
脱碳转炉冶炼：由于入脱碳转炉铁水硅含量较低，转炉炉渣碱度可达到4.0以上，由于精炼渣中SiO2的最主要来源是转炉下渣，因此，可以确保精炼渣中较低的SiO2含量，为防止精炼增硅提供必要条件。
另外，在脱磷转炉和脱碳转炉冶炼过程中，由于废钢、石灰及其他渣料中含有硫，因此冶炼中会出现不同程度的回硫，但脱碳转炉终点硫含量通常可控制在0.012％以下。
经过脱磷转炉和脱碳转炉冶炼之后的钢水，其终点硅含量≤0.005％，终点硫含量≤0.012％，脱碳炉渣碱度在4.0-5.0，为近一步提高进精炼站顶渣碱度，在出钢过程中加入小粒石灰和萤石；另外，由于精炼的造渣工艺不同于普通的造渣工艺，精炼渣脱氧的速度较慢，为缩短精炼周期，在出钢过程中提高铝铁加入量，保证钢水中较高的铝含量，具体步骤及关键控制点如下：
出钢过程加入小粒石灰和萤石：转炉出钢量1/5时加入小粒石灰和萤石，小粒石灰的加入量为每吨钢2.5-2.8Kg，萤石的加入量为每吨钢0.5-0.8Kg；通过加入渣料，可以进一步提高精炼渣的碱度，保证碱度在6.0-8.0；
出钢加铝铁脱氧：转炉出钢量2/5-1/2时加入铝铁脱氧，保证钢水脱氧完全后溶解铝含量在0.03-0.05％，以减少精炼调铝量，缩短精炼时间；
出钢过程钢包在线底吹：在出钢过程中，打开钢包的双路底吹氩气搅拌，每路底吹流量控制在200-400NL/min，以实现加入小粒石灰的熔化和钢水成分尽快均匀；
出钢完成后取样：出钢完成后，钢包底吹氩气搅拌3min后取刚水样，并尽快送化验室分析成分，作为精炼调整成分的参考。
由于在出钢早期即加入渣料，并保证钢中有一定的溶解铝，因此通过出钢过程钢流的冲击和底吹氩气的搅拌，就能够提高顶渣的碱度并降低渣中的氧化性，其碱度可以达到6.0-8.0，顶渣的全铁含量在1.5％以下，故出钢过程中能实现部分脱硫效果，出钢后钢水中的硫含量可控制在0.010％以下。
经过前面各工序的处理，进LF精炼的钢水硫含量≤0.010％，顶渣碱度6.0-8.0，顶渣的全铁含量≤1.5％，从而减轻了LF精炼深脱硫的压力，可以实现用钢种的溶解铝进行脱渣中氧造渣的目的，具体步骤如下：
加铝铁调钢中铝：根据出钢后钢包中取样分析结果中的铝含量，按照目标铝含量0.05％进行调铝操作，加铝铁后2min即进行大气量底吹氩气搅拌脱硫，采用双路底吹，底吹流量控制在每路600-800NL/min，5-8min的搅拌即可实现渣中全铁含量≤0.5％，10-12min搅拌可实现钢中硫含量≤0.003％；
小粒石灰和萤石的加入：精炼过程中取渣样观察，根据造渣效果可适量加入小粒石灰和萤石造渣，小粒石灰和萤石按照重量比4∶1加入。
通过本发明公开的方法，可以在不增加精炼周期的情况下，实现深脱硫的目的，精炼结束硫含量可达到≤0.003％，与常规工艺相比可以减少增硅量，精炼结束硅含量可控制在0.03％以下。
具体实施方式
以下的实例用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。以下实例采用300吨顶底复吹脱磷转炉、脱碳转炉和LF精炼炉进行冶炼。
实施例1
1)KR铁水预处理后硫含量0.002％，扒渣率＞95％；
2)脱磷转炉冶炼后铁水硅含量0.003％；
3)脱碳转炉冶炼终点钢水硫含量0.011％，炉渣碱度4.6；
4)出钢量1/5时加入小粒白灰810Kg，萤石202Kg；
5)出钢量2/5时加入铝铁1.2吨；
6)出钢后取样分析硫含量0.0096％，酸溶铝含量0.046％；
7)LF精炼未进行调铝操作，进站渣碱度6.2，全铁含量1.02％；
8)LF精炼过程加小粒石灰2000Kg，萤石500Kg，精炼渣碱度8.6，全铁含量0.3％；
9)LF精炼处理结束硅含量0.023％，硫含量0.0026％。
实施例2
1)KR铁水预处理后硫含量0.001％，扒渣率＞95％；
2)脱磷转炉冶炼后铁水硅含量0.002％；
3)脱碳转炉冶炼终点钢水硫含量0.011％，炉渣碱度4.4；
4)出钢量1/5时加入小粒白灰789Kg，萤石205Kg；
5)出钢量2/5时加入铝铁1.3吨；
6)出钢后取样分析硫含量0.0078％，酸溶铝含量0.048％；
7)LF精炼未进行调铝操作，进站渣碱度6.5，全铁含量0.94％；
8)LF精炼过程加小粒石灰1500Kg，萤石250Kg，精炼渣碱度6.9，全铁含量0.2％；
9)LF精炼处理结束硅含量0.021％，硫含量0.0019％。
Claims (2)
1.一种低硅、超低硫钢的冶炼方法，采用铁水预处理深脱硫-脱磷转炉脱磷脱硅-脱碳转炉冶炼-出钢-LF精炼工艺，其特征在于，在工艺步骤中控制如下技术参数：
(1)采用KR进行铁水预处理脱硫，处理结束[S]≤0.003％，铁水扒渣率＞95％；
(2)脱磷转炉进行脱硅、脱磷，冶炼结束[Si]≤0.01％；
(3)铁水进入脱碳转炉，石灰加入量为18-25Kg/吨钢，炉渣二元碱度在4.0-5.0；
(4)脱碳转炉出钢进行加铝铁脱氧操作，使出钢后的钢水中酸溶铝含量达到0.03～0.05％；
(5)LF进站后根据脱碳转炉炉后取样分析钢水成分，按目标酸溶铝含量0.05％进行加铝铁调铝操作，然后底吹氩气搅拌，用钢中的溶解铝脱掉渣中的氧，实现渣中全铁含量小于0.5％；
所述低硅、超低硫钢按照质量百分数[Si]≤0.03％，[S]≤0.003％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，LF精炼脱硫阶段底吹采用双路氩气，每路底吹流量600-800NL/min。
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