CN102719615B - 一种原料纯铁用钢的冶炼方法 - Google Patents

一种原料纯铁用钢的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种原料纯铁用钢的冶炼方法，它包括的步骤为：Ⅰ转炉出钢 钢水中：P≤0.006% S≤0.007% C 0.02～0.04%时出钢；炉渣二元碱度为3～4；Ⅱ初脱磷 转炉出钢时向钢包内加入钢水脱磷剂，氩气强搅拌；Ⅲ深脱磷LF到站加石灰，炉渣二元碱度达到4～5，氩气强搅拌，扒渣，LF加石灰、萤石进行调渣，碱度为7～8；升温加铝粉调渣，氩气强搅拌；Ⅳ脱碳 钢包到RH，到站定氧抽真空，真空度≤4mbar，在此真空度脱碳10～15min；Ⅴ脱硫 脱碳结束后定氧，根据定氧值加铝，进行调整，加入脱硫剂；钢水中的成分的质量百分比达：C≤0.002%，S≤0.005%，P≤0.002%，Al≤0.03%；其余为Fe与不可避免的杂质。本原料纯铁用钢的冶炼方法提高了钢水的纯度。

Description

一种原料纯铁用钢的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种原料纯铁用钢的冶炼方法。
背景技术
超低磷、超低硫高纯度原料纯铁是生产钕铁硼磁性材料、电热合金、精密合金、低碳不锈钢、粉末冶金、非晶态合金等特种金属材料的基础材料。
专利号是02115419.8中公开了“一种生产超低磷钢的控制磷的方法”，其主要是生产镇静钢，而对沸腾钢进行脱磷没有进行阐述。高纯度原料纯铁由于其碳含量极低，因此转炉采用未脱氧出钢，而脱磷、脱硫的热力学条件有所不同。现有原料纯铁用钢的冶炼方法采用初炼炉（转炉或电弧炉）+真空炉的工艺路线，主要在初炼炉炉内进行脱硫、脱磷，出钢后存在钢水温度过高或钢包内顶渣过厚现象，造成回磷、回硫严重，钢水磷、硫控制水平较差。
发明内容
为了克服现有原料纯铁用钢的冶炼方法的上述不足，本发明提供一种降低钢中的磷、硫、碳含量，提纯度的原料纯铁用钢的冶炼方法。
本发明的思路是脱磷的热力学条件为高碱度、强氧化性、大渣量、较低的温度，而脱硫的热力学条件为高温、高碱度、低氧化性、大渣量，本工艺根据脱磷、脱硫热力学条件的不同，充分发挥炉外精炼的功能，先脱磷；
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]
   2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO·P2O5)+5[Fe] 
后脱氧合金化后再脱硫，可有效降低纯铁中的磷、硫含量。
纯铁中的成分的质量百分比达：
C≤0.002%，S≤0.005%，P≤0.002%，Al≤0.03%；
其余为和铁不可避免的杂质。
本发明的原料纯铁用钢的冶炼方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水中，P、S与C的质量百分比达下述要求时出钢：
P≤0.006%   S≤0.007%    C  0.02～0.04%。
出钢温度1610～1640℃，钢水出钢后为沸腾钢，不进行脱氧处理，出钢过程中挡渣，使渣厚≤50mm，炉渣二元碱度为3～4；
Ⅱ 初脱磷
转炉出钢时向钢包内加入钢水脱磷剂，加入量为3～5kg/t，底吹氩气流量为300L/ min～500L/ min，强搅拌3～5min；
Ⅲ 深脱磷
LF到站加石灰，加入量4～5kg/t，使炉渣二元碱度达到4～5，升温至1610～1620℃，底吹氩气（400L/ min～600L/ min）强搅拌3～5min，扒渣，使渣厚≤50mm，LF加石灰、萤石进行调渣，石灰加入量为5～7kg/t，萤石加入量为2～3kg/t，碱度为7～8。升温至1620～1630℃，加铝粉调渣，铝粉加入量为0.3～0.5kg/t，底吹氩气（400L/ min～600L/ min）强搅拌3～5min；
Ⅳ 脱碳
将钢包吊到RH，到站温度≥1610℃，到站定氧，待***管完全浸入钢水中后开始抽真空，7min内真空度的压强达到≤4mbar，在压强≤4mbar真空度下脱碳10～15min；
Ⅴ 脱硫
脱碳结束后定氧，根据定氧值加铝，加铝量按照吨钢（[O]×0.0015+0.70）～（[O]×0.0015+0.80）进行调整，加入脱硫剂，石灰、萤石加入量分别为3～4kg/t，2～3kg/t，脱硫剂循环5min。
取样分析，钢水中的成分的质量百分比达：
C≤0.002%，S≤0.005%，P≤0.002%，Al≤0.03%；
其余为Fe与不可避免的杂质。
上述的原料纯铁用钢的冶炼方法，其特征是：在步骤Ⅳ 脱碳过程中，[O]-[C]≤200ppm时，低枪位（枪位不高于340cm）强制吹氧(流量不少于1200Nm3/h)脱碳，按照0.12Nm3/t钢液增100ppm活度[O]，吹氧量按照200≤[O]-[C]≤400ppm控制。
本原料纯铁用钢的冶炼方法可以有效地降低钢水中的碳、磷、硫，使钢水中的C≤0.002%，S≤0.005%，P≤0.002%。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一          
 本实施例的操作为下述依次的步骤：
Ⅰ 转炉按照YT01成分进行冶炼，转炉出钢温度为1620℃，出钢过程中使用挡渣球挡渣，出钢后钢包顶渣渣厚为40mm，炉渣二元碱度为3.5，钢水重量为81t。
转炉出钢后钢水的成分重量百分比为：
C=0.026%，P=0.004%，S=0.0066%
其余为和铁不可避免的杂质。
Ⅱ 初脱磷
转炉出钢时向钢包内加入红泥球（红泥球TFe含量35～45%）280kg，接底吹氩，底吹氩流量为500L/min，强搅3min，吊至LF钢包精炼炉；
Ⅲ 深脱磷
LF精炼过程中加入石灰350kg，使炉渣碱度达到4.5，送电调整温度至
1615℃，底吹氩流量500L/min强搅3min，取样，钢水的成分重量百分比为：
C=0.023%，P=0.003%，S=0.0064%
其余为和铁不可避免的杂质。
扒渣，钢包顶渣渣厚30mm，加石灰500kg，萤石200kg，碱度为7.8，
送电升温至1625℃，加铝粉40kg，底吹氩500L/min强搅4min，取样，钢水的成分重量百分比为：
C=0.022%，P=0.002%，S=0.005%
其余为和铁不可避免的杂质。
Ⅳ 脱碳
 将钢包吊到 RH，到站温度1613℃，定氧580ppm，将***管浸入到          
钢水中，启动真空泵开始抽真空（过程中真空度调节阀处于关闭状态），6min真空度达到4mbar，在此真空度下脱碳12min；
Ⅴ 脱硫
脱碳结束后定氧，活度氧含量为230ppm，加铝90kg，循环3min后加入石灰300kg，萤石200kg，循环5min，破真空取样分析。
钢水的成分重量百分比为：
C=0.0014%，P=0.002%，S=0.006%。
其余为Fe与不可避免的杂质。
实施例二
Ⅰ 转炉按照YT01成分进行冶炼，转炉出钢温度为1613℃，出钢过程中使用挡渣球挡渣，出钢后钢包顶渣渣厚为30mm，炉渣二元碱度为3.8，钢水重量为81t。
转炉出钢后钢水的成分重量百分比为：
C=0.033%，P=0.005%，S=0.0063%
其余为和铁不可避免的杂质。
Ⅱ 初脱磷
转炉出钢时向钢包内加入红泥球（红泥球TFe含量35～45%）320kg，接底吹氩，底吹氩流量为500L/min，强搅3min，吊至LF钢包精炼炉；
Ⅲ 深脱磷：
LF精炼过程中加入石灰350kg，使炉渣碱度达到4.7，送电调整温度至
1610℃，底吹氩流量500L/min强搅3min，取样，钢水的成分重量百分比为：
C=0.031%，P=0.003%，S=0.0058%
其余为和铁不可避免的杂质。               
扒渣，钢包顶渣渣厚30mm，加石灰500kg，萤石200kg，碱度为7.7，
送电升温至1621℃，加铝粉40kg，底吹氩500L/min强搅4min，取样，钢水的成分重量百分比为：
C=0.032%，P=0.002%，S=0.005%
其余为和铁不可避免的杂质。
Ⅳ 脱碳
 将钢包吊到 RH，到站温度1611℃，定氧480ppm，将***管浸入到钢水中，启动真空泵开始抽真空，抽真空2min开始下氧枪，吹氧量达到15m3停吹，7min真空度达到4mbar，在此真空度下脱碳12min；
Ⅴ 脱硫
脱碳结束后定氧，活度氧含量为280ppm，加铝95kg，循环3min后加入石灰300kg，萤石200kg，循环5min，破真空取样分析。
钢水的成分重量百分比为：
C=0.0017%，P=0.002%，S=0.005%。
其余为Fe与不可避免的杂质。
说明：
   本申请文件所述的LF是钢包精炼炉
   RH是真空精炼炉
   钢水脱磷剂是红泥球，其中TFe含量35～45%。
   脱硫剂是石灰与萤石。

Claims (2)

1.一种原料纯铁用钢的冶炼方法，它包括下述依次的步骤：
Ⅰ 转炉出钢
转炉冶炼的钢水中，P、S与C的质量百分比达下述要求时出钢：
P≤0.006%       S≤0.007%      C  0.02～0.04%；
出钢温度1610～1640℃，钢水出钢后为沸腾钢，不进行脱氧处理，出钢过程中挡渣，使渣厚≤50mm，炉渣二元碱度为3～4；
Ⅱ 初脱磷
转炉出钢时向钢包内加入钢水脱磷剂，加入量为3～5kg/t，底吹氩气流量为300L/ min～500L/ min，强搅拌3～5min；
Ⅲ 深脱磷
LF到站加石灰，加入量4～5kg/t，使炉渣二元碱度达到4～5，升温至1610～1620℃，底吹氩气，以400L/ min～600L/ min强搅拌3～5min，扒渣，使渣厚≤50mm，LF加石灰、萤石进行调渣，石灰加入量为5～7kg/t，萤石加入量为2～3kg/t，碱度为7～8；升温至1620～1630℃，加铝粉调渣，铝粉加入量为0.3～0.5kg/t，底吹氩气，以400L/ min～600L/ min强搅拌3～5min；
Ⅳ 脱碳
将钢包吊到RH，到站温度≥1610℃，到站定氧，待***管完全浸入钢水中后开始抽真空，7min内真空度的压强达到≤4mbar，在压强≤4mbar真空度下脱碳10～15min； 
Ⅴ 脱硫
        脱碳结束后定氧，根据定氧值加铝，加铝量按照吨钢（[O]×0.0015+0.70）
～（[O]×0.0015+0.80）进行调整，加入脱硫剂，石灰、萤石加入量分别为3～4kg/t，2～3kg/t，脱硫剂循环不少于5min；
取样分析，钢水中的成分的质量百分比达：
C≤0.002%，S≤0.005%，P≤0.002%，Al≤0.03%；
其余为Fe与不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的原料纯铁用钢的冶炼方法，其特征是：在步骤Ⅳ 脱碳过程中，[O]-[C]≤200ppm时，枪位不高于340cm，流量不少于1200Nm3/h强制吹氧脱碳，按照0.12Nm3/t钢液增100ppm活度[O]，吹氧量按照200≤[O]-[C]≤400ppm控制。
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