CN103014241A - 一种lf炉sphd钢冶炼渣的控制方法 - Google Patents

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李立民
徐鸿飞
王振超
耿江山
赵晓军
谢英明
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Abstract

本发明提供的一种LF炉SPHD钢冶炼渣的控制方法，以载120吨钢水炉为例，采用CaO-Al2O3渣系；其精炼终渣的组成为：wt%CaO=55-60；wt%SiO2=4-7；wt%Al2O3=28-32，wt%CaO/wt%Al2O3=1.7-1.9；其中渣料的配比：石灰600-1000kg、萤石180-200kg、合成渣280-320kg、电石350-450kg、铝渣球150-300kg，高效埋弧剂130-170kg，埋弧剂以埋电弧为准；其中氩气控制段：等待20～100Nl·min-1；送电100～500Nl·min-1；加渣料100～500Nl·min-1；合金化100～500Nl·min-1；强吹600Nl·min-1；软吹20～100Nl·min-1；其中冶炼时间控制：LF初炼温度≥1540℃；处理周期/min≥30；高档位送电时间/min≤10；软吹时间/min≥8；要求LF精炼白渣成渣时间小于15min，LF精炼脱硫率大于60%。

Description

一种LF炉SPHD钢冶炼渣的控制方法
技术领域
 本发明涉及钢冶炼的炼渣控制，该方法尤其适用于LF炉SPHD钢种的冶炼。
背景技术
现阶段LF冶炼低碳铝镇静类钢种时仍延用传统的造渣工艺，使用石灰等基础造渣材料，人为进行渣料配比，因熔点高，精炼造渣时间长，脱硫效率低，钢中的Al2O3等夹杂物不能有效的去除，影响了LF精炼炉冶金功能的发挥；后期为了控制钢中硅铝等成份的要求，渣系流动性差，不利于夹杂物的吸附去除，导致上连铸后中包水口结瘤现象严重，影响该钢种在连铸的连浇率。
本发明的TOFD（Time-of-flight-diffraction technique）检测技术，根据内壁缺陷衍射波的相位变化和图像特征检测设备内壁裂纹和腐蚀坑缺陷，TOFD检测可以发现垂直深度大于1mm的裂纹和腐蚀坑，可以检测壁厚12mm及以上金属部件的内壁缺陷。 
本发明针对SPHD钢种对硅铝控制的要求，提出整体冶炼控制方案，在冶炼前期以控制硅铝成份提高脱硫率为主线，中后期以控制渣系流动性为目标，从而提高连铸连浇率。
发明内容
本发明的目在于：本发明的 SPHD钢种冶炼渣的控制方法，是在冶炼前期以控制硅铝成份、提高脱硫率为目标，冶炼中、后期以控制渣系流动性为目标，从而提高连铸连浇率，生产效果十分显著。
本发明的目的是这样实现的： 一种LF炉SPHD钢冶炼渣的控制方法，以120吨钢水的LF精炼炉为例，采用CaO-Al2O3渣系；其精炼终渣组成为：wt%CaO=55-60；wt%SiO2 =4-7；wt%Al2O3=28-32，wt%CaO/wt%Al2O3 =1.7-1.9；
其中渣料的配比：石灰600-1000 kg、萤石180-200 kg、合成渣280-320 kg、电石350-450 kg、铝渣球150-300 kg，高效埋弧剂130-170 kg，埋弧剂以埋电弧为准；
其中氩气控制段：等待20～100Nl·min-1；送电100～500 Nl·min-1；加渣料100～500 Nl·min-1；合金化100～500 Nl·min-1；强吹600 Nl·min-1；软吹20～100 Nl·min-1； 
其中冶炼时间控制：LF初炼温度≥1540℃；处理周期/min≥30；高档位送电时间/min≤10；软吹时间/min≥8；要求LF精炼白渣成渣时间小于15min，LF精炼脱硫率大于60%。
所述的方法，该法适宜降低低硅低碳系列钢的夹杂物，提高此类钢种在板坯连铸的可浇性。
本发明的作用机理：对渣系控制范畴，LF炉常用的精炼渣有CaO-CaF2、CaO-SiO2、CaO-Al2O3等渣系。由于CaO-SiO2渣系脱硫能力较弱，并且低碳含铝钢中酸溶铝较高，对渣中（SiO2）有还原作用，因此在低碳含铝钢上难于采用CaO-SiO2渣系。由铝脱氧生成的Al2O3较多，这些产物在精炼渣中可达到10％以上的含量。因此，低碳含铝钢精炼渣也不太可能采用CaO-CaF2渣系，而是更多地是倾向于采用CaO-Al2O3渣系。为了使精炼渣具有较好的脱硫效果和有利于对上浮Al2O3等脱氧产物的同化和吸收（根据相似相容原理），将精炼终渣成分选定在CaO-Al2O3-SiO2相图的12CaO·7Al2O3生成区域，在该区域Al2O3含量为30%左右或%CaO%/Al2O3=1.8左右时存在Ls较高的区域，并且在该区域精炼渣熔点较低，有利于与夹杂的结合。更重要的是，在这种渣系条件下由SiO2引起的钢水中[Al]的再氧化趋势能得到抑制。
本发明解决了人为渣料配比，因熔点高，精炼造渣时间长，脱硫效率低，钢中的Al2O3等夹杂物不能有效的去除，影响了LF精炼炉冶金功能的发挥；后期为了控制钢中硅铝等成份的要求，渣系流动性差，不利于夹杂物的吸附去除，导致上连铸后中包水口结瘤现象严重，必然影响该钢种在连铸的连浇率的迫眉睫的生产难题，实现了设计构想，彰显技术进步。
 
具体实施方式
本发明结合实施例作进一步说明。
实施例
操作要点：
1、冶炼控制
a）钢水就位后取渣样、钢样检化分析，并通过定氧定铝分析仪，获取钢水中的氧、铝成份，根据定氧仪测定的具体数值，要求将铝成份在冶炼前期一次投入配妥，避免后期补铝致夹杂物吸附时间不足；
b）要求前期采用大渣量高碱度渣脱硫，根据前工序给定条件，保证炉渣的碱度和埋弧效果，避免钢水二次氧化置换钢水中的硅，然后，根据相似相容原理，参考检化分析的初渣样，分批定量加入铝渣球，改善渣系，快速形成白渣，脱氧良好，后期着重调整渣系的流动性和发泡性，通过钙处理工艺，改善夹杂物形态，着重于夹杂物的变性和去除；
2、造渣控制：分析钢中夹杂物的含量及分布情况（或以连铸开浇、连浇率是否大幅上升为判断依据），最终确定渣系的成分比例；
3、渣料的配比原则及过程控制要求：渣料的配比应充分考虑前工序给出的初始条件（即取冶炼初渣样检化分析），根据检化分析现状，实施渣料配比。
渣料选择：石灰、萤石、合成渣；脱氧剂选择;电石、铝渣球;埋弧剂: 高效埋弧剂;白渣形成时间/min≤15;碱度控制（R）≥3.0；
渣料的配比，取冶炼初渣样检化分析，以120T钢水为例：
1）渣料的配比：石灰800 kg;萤石200 kg；合成渣300 kg；电石400 kg；铝渣球180 kg；高效埋弧剂150 kg（以埋电弧为准）；合金化操作合金选择低碳锰铁、铝铁( 加入时机:顶渣还原后，出钢前15min禁止补加铝铁)；
2）氩气控制以流量过程分类：等待90Nl·min-1，钢水不裸露，渣面微微波动；送电500 Nl·min-1，钢水裸露面≤200mm，埋弧效果良好；加渣料300 Nl·min-1，钢水裸露面≤100mm；合金化400 Nl·min-1，钢水裸露面≤300mm；强吹600 Nl·min-1钢水裸露面≤400mm；软吹80 Nl·min-1，钢水不裸露，渣面微微波动； 
3）冶炼时间控制：LF初炼温度≥1540℃；处理周期/min≥30；高档位送电时间/min≤10；软吹时间/min≥8；要求LF精炼白渣成渣时间小于15min，LF精炼脱硫率大于60%。
上述合成渣：适用于钢包精炼时作为钢水净化剂使用，具有很强的脱氧、脱硫能力，可以降低钢中的氧和夹杂物的含量，且熔点低（约1500℃），便于快速形渣化渣，该产品是用多种精料通过均匀搅拌造球高温浇结熔融而成，该精炼渣使用时配加适量的石灰生成7A12.C为主的低熔点铝酸盐产物，能与钢中的氧、硫充分反应并吸附反应产物，达到净化钢液的目的；其供货商：新疆新冶华美科技有限公司。
上述高效埋弧剂：该精炼埋弧渣能够及时、持续、稳定发泡，在电极加热期间始终具有良好的埋弧效果。该产品充分满足以下特点：（1）满足精炼埋弧工艺，降低炉衬烧损，延长电炉使用寿命。（2）有效提高LF炉加热效率，防止电极烧损。（3）减小精炼电弧噪音；供货商：河南郑州万隆冶金炉料有限公司。
生产效果验证：
SPHD钢的夹杂物含量及分布趋于合理，连铸连浇率大幅度提升，连铸中包水口结瘤停机事故，由年初的8-10起/月，降低至0-2起/月，效果明显；渣系改善后不仅满足了该钢钟各项成份指标的要求，而且达到了此类钢的结瘤事故控制和质量控制的双重目标；同类企业冶炼同类的品种钢，可直接实施该项技术。

Claims (4)

1.一种LF炉SPHD钢冶炼渣的控制方法，其特征在于：以120吨钢水的LF精炼炉为例，采用CaO-Al2O3渣系；其精炼终渣的组成为：wt%CaO=55-60；wt%SiO2 =4-7；wt%Al2O3=28-32，wt%CaO/wt%Al2O3 =1.7-1.9；
其中渣料的配比：石灰600-1000 kg、萤石180-200 kg、合成渣280-320 kg、电石350-450 kg、铝渣球150-300 kg，高效埋弧剂130-170 kg，埋弧剂以埋电弧为准；
其中氩气控制段：等待20～100Nl·min-1；送电100～500 Nl·min-1；加渣料100～500 Nl·min-1；合金化100～500 Nl·min-1；强吹600 Nl·min-1；软吹20～100 Nl·min-1； 
其中冶炼时间控制：LF初炼温度≥1540℃；处理周期/min≥30；高档位送电时间/min≤10；软吹时间/min≥8；要求LF精炼白渣成渣时间小于15min，LF精炼脱硫率大于60%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：选用的合成渣为钢水净化剂使用，供应商为新疆新冶华美科技有限公司。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：选用的高效埋弧剂具有良好的埋弧效果，供应商为河南郑州万隆冶金炉料有限公司。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：该法适宜降低低硅低碳系列钢的夹杂物，提高此类钢种在板坯连铸的可浇性。
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