CN103403194B - 钢的脱硫方法 - Google Patents

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Abstract

一种钢脱硫的方法，其包括以下步骤：在熔融钢上形成炉渣，对炉渣和熔融钢上方进行抽真空至低于5托，搅拌熔融钢和炉渣，并且将熔融钢和炉渣脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融钢中的氧活度降低至小于30ppm。该方法包括在钢脱气之后形成炉渣组合物，其包括：50～70重量%的CaO、20～28重量%的SiO2、5～15重量%的CaF2、不多于8重量%的MgO、不多于1重量%的Al2O3、以及不多于2重量%的FeO+MnO的组合，其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量%。

Description

钢的脱硫方法
本发明涉及钢的脱硫。
背景技术
某些商业钢组合物要求相对较低含量的碳(低于0.05%)、氮(低于50ppm)和硫(低于30ppm)。过去，使用炼钢炉和脱气装置的工艺组合来制造这些低碳和低硫钢。该现有方法涉及在炼钢炉(例如电弧炉(EAF))中降低钢组合物的碳水平，在出钢过程(tappingprocess)中制备合金添加剂以进行钢的脱硫和合金化，并且之后将该钢运输到脱气装置，例如真空罐脱气装置(vacuumtankdegasser)(VTD)。这样的处理路线简单且相当直接。
过去，为了达到上述商业等级钢组合物的要求，炼钢炉所出的钢具有非常低的碳水平，例如低于0.025%。在出钢之前，炉中与这些低碳量相关的溶解氧含量为1200ppm～1400ppm数量级。脱气装置距离炉子有一段距离，在约1700℃出钢以补偿运输到脱气装置的过程中的温度损失。在出钢过程中，用铝和硅铁(FeSi)对该钢进行脱氧。也加入石灰和铝渣(aluminumdross)以产生流动的、脱氧的、脱硫的炉渣。通过这些添加，在运输到脱气装置的过程中，在钢包中开始脱硫反应。在脱气装置中进一步添加铝、石灰、铝酸钙以及白云石石灰以确保在脱气周期中除去期望量的硫。
现有方法是有缺陷的，包括对炼钢炉的高耐火材料损耗。在炼钢炉出钢之前，所需的高出钢温度以及高氧含量对于炉子的生产能力会产生负面影响。高温和高氧条件使得在高温下炉渣中的FeO量高，引起炉壁耐火材料的过度损耗。尽管利用喷浆(gunite)对炉耐火材料进行修补，这仍会导致炉子停机时间的增加。炉渣中的高FeO含量还会导致炼钢的效率更低，这是因为更多的铁单元在炉渣中损失。
现有方法还需要在从炼钢炉到整个后续处理中使用低碳合金和添加剂，以保持低于0.05重量%的低碳水平。需要低碳合金成分(例如低碳FeMn)来提供所需的成分，从而不会损害钢的最终碳含量。近年来，低碳铁合金的价格明显升高，从而致使该方法无法经济地生产出上述这样的低碳钢。此外，在炼钢炉中降低钢组合物中的碳量需要额外的脱碳时间，这也会负面影响炼钢炉的生产能力。由于氧含量更高，因此需要更多的硅和铝来对钢组合物进行脱氧，从而导致成本进一步增加。
另外，在现有的脱碳和脱硫方法中，铝是主要的脱氧剂。在某些应用中，在钢产品中铝是不期望的，需要加入额外的组分和步骤以将铝留在炉渣中。仍然需要降低低碳、低氮和低硫钢的生产成本。
我们已经发现了生产具有低于0.05重量%的低碳含量钢的另外的方法，该方法避免了对铝添加剂的需求，降低了耐火材料(refractory)的损耗，并且提高了炼钢效率。
一种硅脱氧钢(siliconkilledsteel)的脱硫方法，其包括以下步骤：
在熔融金属上形成炉渣，
对炉渣和熔融金属的组合上方进行抽真空至低于5托，
搅拌熔融金属和炉渣，
对熔融金属和炉渣进行脱氧和脱硫以使金属脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融金属中的氧活度(activityofoxygen)降低至小于30ppm，以及
在金属脱气之后形成炉渣组合物，且该炉渣包括：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量%。
一种硅脱氧钢的脱硫方法，其包括以下步骤：
在熔融钢(moltensteel)上形成炉渣，
对炉渣和熔融钢的组合(thecombinationofslagandmoltensteel)上方进行抽真空至低于5托，
搅拌熔融钢和炉渣，
对熔融钢和炉渣进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融钢中的氧活度降低至小于30ppm，以及
在钢脱气之后形成炉渣组合物，其包括：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量%。
抽真空步骤包括抽真空至低于1托。
搅拌步骤可降低熔融钢组合物中铅、锌、铋、锑的含量。
搅拌步骤涉及在一炉次熔融钢(inaheat)以0.1～1.0SCFM/吨熔融钢的速率鼓泡惰性气体10～40分钟。搅拌步骤可降低硫至低于30ppm，任选降低至低于10ppm，降低氮至低于50ppm，降低氧活度至低于15ppm，以及降低氢至低于3ppm。
一种硅脱氧钢的脱硫方法，其包括以下步骤：
在熔融金属上形成炉渣，
对炉渣和熔融金属的组合上方进行抽真空至低于5托，
搅拌熔融金属和炉渣，
对熔融金属和炉渣进行脱氧和脱硫以使金属脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融金属中的氧活度降低至小于30ppm，以及
在金属脱气之后形成炉渣组合物，且炉渣包括：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，
不多于15重量%的Cr2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO+Cr2O3的总量至少为85重量%。
一种硅脱氧钢的脱硫方法，包括以下步骤：
在熔融钢上形成炉渣，
对炉渣和熔融钢的组合上方进行抽真空至低于5托，
搅拌熔融钢和炉渣，
对熔融钢和炉渣进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融钢中的氧活度降低至小于30ppm，以及
在钢脱气之后形成炉渣组合物，其包括：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，
不多于15重量%的Cr2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO+Cr2O3的总量至少为85重量%。
一种钢脱硫的方法，其可包括以下步骤：
(a)在炼钢炉中，准备达到出钢温度的一炉次熔融钢组合物(aheatofmoltensteelcomposition)，该出钢温度是在真空罐脱气装置中进行脱硫所需的温度，
(b)将氧水平为250～1200ppm的熔融钢组合物打开出钢至钢包，
(c)向钢包提供造渣化合物以形成覆盖钢包中熔融钢组合物的炉渣，
(d)将钢包中的熔融钢组合物运输至真空罐脱气装置，
(e)通过抽真空至0.5～300托，在真空罐脱气装置对熔融钢组合物进行脱碳，
(f)脱碳后，抽真空至低于5托并且在熔融钢中加入形成具有低于1%Al2O3的炉渣组合物的熔剂组分(fluxcomponent)、脱氧剂(deoxidizer)和合金填加剂(alloyingagent)，以对钢进行脱氧和脱硫，以及
(g)搅拌熔融钢和炉渣组合物并且对熔融钢和炉渣组合物进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且能够将氧活度降低至小于30ppm。
抽真空步骤包括抽真空至低于1托。
对熔融钢进行脱碳的步骤为2～10分钟。
根据最终的化学性质，该方法进一步包括在脱碳之前，加入额外的氧源的步骤。
加入熔剂组分、脱氧剂、以及合金添加剂的步骤可包括：在脱氧之前提供初始炉渣组合物(initialslagcomposition)以适于在钢脱气之后提供包括如下成分的炉渣组合物：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量%。
加入熔剂组分、脱氧剂、以及合金添加剂的步骤可包括：在脱氧之前提供初始炉渣组合物以适于在钢脱气之后提供包括如下成分的炉渣组合物：
50～70重量%的CaO，
20～28重量%的SiO2，
5～15重量%的CaF2，
不多于8重量%的MgO，
不多于1重量%的Al2O3，
不多于15重量%的Cr2O3，以及
不多于2重量%的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO+Cr2O3的总量至少为85重量%。
一种生产钢的方法，其包括上述段落中所描述的钢的脱硫方法。
附图说明
图1是本发明的硅脱氧钢的脱硫方法的一实施方式中所使用的工艺流程图，
图2是显示出钢温度对于多个炉次(heats)的分布的图表，
图3是显示出钢氧含量对于多个炉次的分布的图表，
图4A-4F是分别显示在EAF中所测定的炉渣中组分的量对于多个炉次的分布的图表，
图5A-5H是分别显示在熔融钢脱气后所测定的炉渣中组分的量对于多个炉次的分布的图表，以及
图6A-6H是分别显示在铸造之前所测定的炉渣中组分的量对于多个炉次的分布的图表。
发明详述
参考图1所图示的本发明的用于铸造的硅脱氧钢的脱硫方法的实施方式中，在铸造前，通常在电弧炉(EAF)中制备熔融钢，将熔融钢从EAF转移至真空罐脱气装置(VTD)并在VTD中加工，然后从VTD转移至钢包冶金炉(LMF)并在LMF中加工。
按照本文公开的本发明方法的实施方式所生产的钢种(steelgrade)通常具有低于约0.05重量%的碳。该钢种通常还具有低于约0.005重量%的低氮以及低于约0.003重量%，或低于约0.0015重量%的低硫。
熔钢车间通常具有一个或多个电弧炉，例如配有110兆伏安(MVA)变压器的120吨(公吨)EAF。这种电弧炉的容量可在约30吨～400吨，但对于连续铸造，其容量通常在60吨～120吨。每个炉可包括气体喷射头(gasinjectionlance)以及碳喷射管，气体喷射头例如More牌气体喷射***，通过气体喷射头可将氧气和天然气的组合吹入到炉子中。在整个钢加热期间，可以使用这些设备按照不同比例注入碳和氧以制造出泡末状的EAF炉渣。泡末状炉渣的制造已经描述于Pretorius,E.B.和R.C.Carlisle,FoamySlagFundamentalsandTheirPracticalApplicationtoElectricFurnaceSteelmaking,ISS-AIME,EFConferenceProceedings,1998,pp.275-291之中。EAF还可以装配有顶部进料流***，通过该***可以加入石灰、白云石和碳，从而在熔融时控制炉渣的碱度和粘度以更适合于炉渣起泡。本发明的方法也可以用于其它炼钢炉，例如氧气顶吹转炉(basicoxygenfurnace)。
在本文公开的本发明方法的实施方法中，当钢组合物中的氧含量和温度在期望的参数范围内时，打开出钢一炉次EAF中的熔融钢。由于EAF可距离VTD一段距离，选择钢组合物在EAF的出钢温度，以允许在从EAF传送至VTD的过程中温度的降低，并从而在VTD提供所期望的适于脱碳以及氮和硫还原的温度。从炉子打开出钢的钢组合物可通过偏心炉底出钢孔(EBT)***进入钢包中，通常该***是为了实现使出钢过程中由EAF携带进入钢包的炉渣最小化而设计的。例如，在120吨容量的EAF中，约95吨的钢从炉子出钢进入钢包。
当VTD与炼钢炉相距一段距离时，出钢温度可以为约3100°F～3180°F(约1700℃～1750℃)以允许在由炉子传送至VTD过程中的温度下降。另外，当传送至VTD的时间较短时，出钢温度可以为约2900°F～3000°F(约1590℃～1650℃)，或任选约3000°F～3100°F(约1650℃～1700℃)。图2显示了EAF出钢温度的典型分布。在图2所显示的示例中，大部分的出钢温度在约3040°F～3120°F(约1670℃～1715℃)。在本发明的出钢步骤中，关闭氩塞从而不再搅拌钢组合物。一旦完成从炉子出钢至钢包的过程，对钢样品进行取样，并且向钢包中添加造渣化合物(例如石灰)以覆盖钢，从而降低在运输至VTD过程中的热损耗以及氧化作用。在将钢包运输到VTD之前，可在钢包上放置盖子。
在本文公开的本发明方法的实施方法中，与现有方法不同，脱碳并不在EAF中完成。取而代之的是，在本文所公开的实施方法中，降低EAF出钢氧并相应地具有更高的出钢碳水平。这种改进的方法包括炼钢炉的打开出钢步骤以及随后在VTD的脱碳、脱氧以及脱硫步骤。打开出钢(或出钢打开)是指未有意地加入脱氧剂的出钢。在本文公开的实施方式中，钢的出钢氧含量在约250～1200ppm，并且更期望在约700～1000ppm。对于低于约700ppm的出钢氧含量，在脱碳步骤之前，可将额外的氧源(例如轧钢皮(millscale))添加至钢包。图3显示了EAF的出钢氧含量的典型分布。
通常钢包装配有两个能够根据期望将氩引入到钢组合物中的多孔塞。多孔塞接合可以使用通过相应钢包耳轴(trunnion)的自动连接。出钢点(tapstation)还装配有能够在出钢后直接测量并记录钢温，并且能够测量并记录其它信息，例如钢组合物中的氧水平的测量***。一旦完成出钢过程，从EAF中取出炉渣样品以测量EAF炉渣中的FeO含量。图4A-4F显示了在EAF的对于多个炉次的炉渣组分所测量的量。
现有方法在出钢的过程中将石灰、铝酸钙、铝、炉渣脱氧剂以及硅铁加入至钢组合物中，并且在整个出钢过程中搅拌钢包中的钢组合物以使添加剂与钢组合物混合。与之相反，在本文所公开的实施方式中，在出钢过程中不希望搅拌钢组合物。另外，除了加入石灰或白云石石灰以覆盖钢包中的钢，在本发明的出钢步骤过程中，不需要加入其它熔剂。
在本文公开的实施方式中，在炉子处打开出钢钢组合物，且不加入脱氧剂。如下所述，打开出钢步骤降低了在VTD之前的钢包中的脱硫能力。在现有方法中，在VTD步骤之前，钢包中钢组合物的硫含量通常从约350ppm降低至160ppm(从0.035重量%降低至0.016重量%)，上述现有方法涉及在VTD之前向钢包中添加脱氧剂并且搅拌金属和炉渣以提供一些脱硫量。
在本文公开的实施方式中，在出钢步骤之后，将钢组合物(在钢包中)运输至VTD进行进一步处理以降低碳、氢和氮含量并且对钢组合物进行脱硫。虽然本文所公开的实施方式是根据VTD进行描述的，应当理解的是本发明的方法并不限于此。本发明的方法可适用于其它脱气***，包括：真空电弧脱气(VAD)以及真空氧脱碳(VOD)。可以通过车辆或高架起重机运输钢包。在到达VTD上方后，可通过高架起重机移动钢包并且将钢包放置到VTD罐中。
一旦在VTD中进行多孔塞连接，打开塞子并且通过多孔塞通常以小于1m3/min，即约10～35SCFM的流速使用氩气将氩引入到钢包中的钢组合物中，但对于某些应用流速可以高至2.3m3/min(约80SCFM)。氩的流动引起初始搅动从而破碎并液化炉渣，并且使整个钢包的钢温更加均匀。当炉渣破裂和/或液化时，关闭多孔塞，并且记录测量的温度和含量。可使用在出钢之前和/或之后记录的，在VTD处的这些测量值和在炉子处的这些测量值来确定加入钢组合物中的合金和熔剂，并确定VTD中的脱碳步骤的时间长度。
在本文所公开的实施方式中，在VTD进行脱碳步骤，然后在VTD进行脱氧步骤、炉渣建造步骤、脱硫步骤、以及气体去除步骤。
脱碳步骤可以在关闭氩搅拌之后开始并且记录VTD处的钢组合物温度和氧量的测量值。盖子置于钢包之上，并且开始对罐进行抽真空。随着钢包上被抽真空，气体从钢包中的钢组合物中被去除，气体包括一氧化碳(CO)、氢气以及氮气。随着钢组合物上的CO蒸气压下降，额外的碳和氧反应形成CO，并将其从钢组合物中吸出。我们已经发现碳和氧的反应提供了足够的搅拌作用并且不需要氩搅拌。但是，对于某些应用，期望一些氩搅拌。在脱碳过程中，使用低于300托(约400毫巴)的真空度。在开始脱碳时，真空度期望为例如约150～300托(约200～400毫巴)，并且之后，随着脱碳步骤的进行，根据熔融钢中的脱碳活性(decarburizingactivity)的需要，抽真空至约0.5托或更高或更低。在一个实施例中，脱碳在约200托(约270毫巴)开始进行约4分钟，之后抽真空至约0.5托或更低，以进行其余的脱碳。
在VTD中脱碳之后，向钢组合物中加入期望的添加剂以进行脱氧和脱硫。还加入石灰、白云石石灰、硅锰、硅锰铁(FeSiMn)以及其它熔剂的期望组合以形成脱硫炉渣。选择添加剂以控制并限制炉渣和钢中的铝量。在生产中，在期望的时间，通过压力均衡料斗向钢包中的钢组合物中加入添加剂。在真空下加入的脱氧添加剂可以是反应性的。在加入脱氧剂之前，根据添加剂组分的需要，可以将真空度调节至约20～150托(约25～200毫巴)。
随着期望的添加剂从料斗中进料，罐盖置于工作位置。多孔塞被打开并且开始对罐抽真空。为了脱硫和脱气，抽真空至低于约5托，至少降低硫、氮、氧以及氢的含量。另外，脱硫和脱气可以在0.2～2托的真空度下进行。部分地根据罐的热史，抽真空至2托的时间通常小于7分钟。完成脱硫和脱气步骤的时间为约20分钟。
在本文公开的实施方式中，在脱硫和脱气过程中，可以对钢包施加搅拌。该搅拌步骤包括以0.1～1.0SCFM/吨炉次中的熔融金属的速率鼓泡惰性气体10～40分钟。搅拌步骤可将熔融钢中的硫降低至低于30ppm、或者降低至低于10ppm，氮降低至低于50ppm，氧活度降低至低于15ppm，以及氢降低至低于3ppm。与现有的硅脱氧钢的脱硫方法相比，脱气后所测量的熔融金属的氧活度更低。
作为示例，图5A-5H显示了脱硫和脱气步骤之后对于多个炉次所测量的炉渣组分的量。
之后，将钢包运输至钢包冶金炉(LMF)以进行进一步的合金化并且加热至所需的铸造温度。在LMF，可以提供额外的炉渣调节剂以降低在吹氧过程中返回至钢中的硫。在吹氧之前，可以加入钙以破坏(kill)炉渣。
在LMF中，在加入期望的合金元素并且炉渣被调节之后，根据期望的钢性能，向熔融钢中加入氧。在一种应用中，加入氧以提供高至70ppm的氧活度水平。
可以利用通过喷头注入氧气将氧加入至熔融钢中。或者，氧气可以通过一个或多个多孔塞加入到钢中。在这种选择中，氧可以以与氩或其它惰性气体混合的形式通过多孔塞加入。在另一种选择中，根据期望的钢组合物，可以通过加入金属氧化物，例如氧化铁、氧化镁、氧化钼、或其它氧化物、或其组合将氧加入至熔融钢中。在一种应用中，可以通过使用本领域公知的典型送丝装置(wirefeeder)，将由焊芯中的氧化物粉末提供的氧化物送料至熔融钢中。在这种应用中，氧化物可任选通过喷头注入。针对通过喷头投料氧化物粉末，载气(例如氩)可以与氧化物一起通过喷头提供。对于需要较少氧加入量的应用，可以使用焊芯投料注入氧化物，然而通过喷头注入氧化物能够实现更大的氧加入量。
在本文公开的实施方式中，脱硫和脱气之后，炉渣组合物包括约50～70重量%的CaO，约20～28重量%的SiO2，约5～15重量%的CaF2，不多于8重量%的MgO，不多于1重量%的Al2O3，以及不多于2重量%的FeO+MnO的组合，其中CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为炉渣组合物的85重量%。炉渣组合物可以包括低于4%的SO3。在真空下，本发明的炉渣组合物通常为液体。作为示例，图6A-6H显示了在LMF中的加工后对于多个炉次所测量的炉渣组分的量。
在本文公开的实施方式中，虽然炉渣组合物中的铝限量是可接受的(通常Al2O3不高于1重量%)，但对于大多数应用，不需要在炉渣组合物中刻意加入铝。钢中的铝含量低于0.01重量%，并且可以低于0.002重量%。钢中锰与硅的比可以为约3.5～6。锰与硫的比高于200。另外，熔融钢具有15～70ppm的氧活度。
虽然本发明在附图和前述说明书中进行了举例说明和详细描述，但其只是举例性的并且不具有限制性，应当理解的是仅说明和表述了优选的实施方式并且在本发明范围内所有的变形和修改都期望被保护。

Claims (20)

1.一种硅脱氧钢的脱硫方法，其包括以下步骤：
在熔融钢上形成炉渣，
对炉渣和熔融钢的组合上方进行抽真空至低于5托，
搅拌熔融钢和炉渣，
对熔融钢和炉渣进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融钢中的氧活度降低至小于30ppm，以及
在钢脱气之后形成炉渣组合物，其包括：
50～70重量％的CaO，
20～28重量％的SiO2，
5～15重量％的CaF2，
不多于8重量％的MgO，
不多于1重量％的Al2O3，以及
不多于2重量％的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量％。
2.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中抽真空步骤包括抽真空至低于1托。
3.根据权利要求1或权利要求2的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤降低熔融钢组合物中铅、锌、铋、锑的含量。
4.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤涉及在一炉次熔融钢中以0.1～1.0SCFM/吨熔融钢的速率鼓泡惰性气体10～40分钟。
5.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤降低硫至低于30ppm、降低氮至低于50ppm、降低氧活度至低于15ppm以及降低氢至低于3ppm。
6.一种硅脱氧钢的脱硫方法，其包括以下步骤：
在熔融钢上形成炉渣组合物；
对炉渣和熔融钢的组合上方进行抽真空至低于5托；
搅拌熔融钢和炉渣，
对熔融钢和炉渣进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将熔融钢中的氧活度降低至小于30ppm，以及
在钢脱气之后形成炉渣组合物，其包括：
50～70重量％的CaO，
20～28重量％的SiO2，
5～15重量％的CaF2，
不多于8重量％的MgO，
不多于1重量％的Al2O3，
不多于15重量％的Cr2O3，以及
不多于2重量％的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO+Cr2O3的总量至少为85重量％。
7.根据权利要求6的钢的脱硫方法，其中抽真空步骤包括抽真空至低于1托。
8.根据权利要求6或权利要求7的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤降低熔融钢组合物中铅、锌、铋、锑的含量。
9.根据权利要求6或权利要求7的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤涉及在一炉次熔融钢中以0.1～1.0SCFM/吨熔融钢的速率鼓泡惰性气体10～40分钟。
10.根据权利要求6或权利要求7的钢的脱硫方法，其中搅拌步骤降低硫至低于30ppm、降低氮至低于50ppm、降低氧活度至低于15ppm、以及降低氢至低于3ppm。
11.一种钢的脱硫方法，其包括以下步骤：
(a)在炼钢炉中，准备达到出钢温度的一炉次熔融钢组合物，该出钢温度是在真空罐脱气装置中进行脱硫所需的温度，
(b)将氧水平为250～1200ppm的熔融钢组合物打开出钢至钢包，
(c)向钢包提供造渣化合物以形成覆盖钢包中熔融钢组合物的炉渣，
(d)将钢包中的熔融钢组合物运输至真空罐脱气装置，
(e)通过抽真空至0.5～300托，在真空罐脱气装置对熔融钢组合物进行脱碳，
(f)脱碳后，抽真空至低于5托并且在熔融钢中加入形成具有低于1％Al2O3的炉渣组合物的熔剂组分、脱氧剂和合金填加剂，以对钢进行脱氧和脱硫，以及
(g)搅拌熔融钢和炉渣组合物并且对熔融钢和炉渣组合物进行脱氧和脱硫以使钢脱气，至少降低硫、氮、氧以及氢含量，并且将氧活度降低至小于30ppm。
12.根据权利要求11的钢的脱硫方法，其中抽真空步骤(f)包括抽真空至低于0.5托。
13.根据权利要求11或权利要求12的钢的脱硫方法，其中对熔融钢进行脱碳的步骤为2～10分钟。
14.根据权利要求11或权利要求12的钢的脱硫方法，根据最终的化学性质，该方法进一步包括如下步骤：
在脱碳步骤之前，加入额外的氧源。
15.根据权利要求14的钢的脱硫方法，其中额外的氧源选自氧气、金属氧化物或它们的组合。
16.根据权利要求11或权利要求12的钢的脱硫方法，其中加入熔剂组分、脱氧剂、以及合金添加剂的步骤包括：
在脱氧之前提供初始炉渣组合物以适于在钢脱气之后提供包括如下成分的炉渣组合物：
50～70重量％的CaO，
5～15重量％的CaF2，
20～28重量％的SiO2，
不多于8重量％的MgO，
低于1重量％的Al2O3，以及
不多于2重量％的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO的总量至少为85重量％。
17.根据权利要求11或权利要求12的钢的脱硫方法，其中加入熔剂组分、脱氧剂、以及合金添加剂的步骤包括：
在脱氧之前提供初始炉渣组合物以适于在钢脱气之后提供包括如下成分的炉渣组合物：
50～70重量％的CaO，
5～15重量％的CaF2，
20～28重量％的SiO2，
不多于8重量％的MgO，
低于1重量％的Al2O3，
不多于15重量％的Cr2O3，以及
不多于2重量％的FeO+MnO的组合，
其中，CaO+CaF2+SiO2+MgO+Cr2O3的总量至少为85重量％。
18.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中在方法步骤末端的钢组合物包含低于0.05％的碳。
19.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中在方法步骤末端的钢组合物包含低于50ppm的氮。
20.根据权利要求1的钢的脱硫方法，其中在方法步骤末端的钢组合物包含低于30ppm的硫。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130167688A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-04 Gregory Dressel Method of making low carbon steel using ferrous oxide and mineral carbonates
BR112015025465B1 (pt) * 2013-04-11 2019-07-02 Posco Método de produção de aço fundido que contém manganês, forno de retenção de temperatura e equipamento de produção de aço fundido que contém manganês
CZ2013531A3 (cs) * 2013-07-08 2015-02-04 Ecofer, S.R.O. Tavidlo pro aglomeraci, způsob výroby tavidla, aglomerační směs pro výrobu aglomerátu a použití strusek sekundární metalurgie jako tavidel pro přípravu aglomerační směsi
CN111194357A (zh) * 2017-08-24 2020-05-22 纽科尔公司 低碳钢的改进制造
CN107904410B (zh) * 2017-11-03 2019-10-08 中信锦州金属股份有限公司 一种复合脱气剂制备高温合金和靶材专用高纯金属铬的生产方法
CN112795721A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 唐山燕山钢铁有限公司 L415m-hlt钢种的冶炼方法
CN114086052B (zh) * 2021-12-03 2022-11-15 宝钢德盛不锈钢有限公司 一种低密度不锈钢的冶炼方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074712A (zh) * 1991-12-24 1993-07-28 川崎制铁株式会社 精炼高纯度钢的方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3793000A (en) 1972-06-12 1974-02-19 Nat Steel Corp Process for preparing killed low carbon steel and continuously casting the same, and the solidified steel shapes thus produced
AT331438B (de) 1973-06-14 1976-08-25 Voest Ag Kontinuierliches stahlstranggiessverfahren sowie anlage zur durchfuhrung des verfahrens
US4043798A (en) 1974-09-20 1977-08-23 Sumitomo Metal Industries Limited Process for producing steel having improved low temperature impact characteristics
IT1047585B (it) 1975-09-26 1980-10-20 Centro Speriment Metallurg Perfezionamento alla disossidazione e desolforazione dell acciaio
AU517323B2 (en) 1976-07-28 1981-07-23 Nippon Steel Corporation Producing killed steels for continuous casting
US4612043A (en) 1984-03-29 1986-09-16 Pennsylvania Engineering Corporation Steel making method
US4695318A (en) 1986-10-14 1987-09-22 Allegheny Ludlum Corporation Method of making steel
US5110351A (en) 1991-01-10 1992-05-05 Usx Corporation Method of promoting the decarburization reaction in a vacuum refining furnace
JP3002593B2 (ja) 1992-02-19 2000-01-24 川崎製鉄株式会社 極低炭素鋼の溶製方法
AU653294B2 (en) 1992-08-26 1994-09-22 Nippon Steel Corporation Process for vacuum degassing molten steel
US5228902A (en) 1992-09-03 1993-07-20 Usx Corporation Method of desulfurization in vacuum processing of steel
US5472479A (en) * 1994-01-26 1995-12-05 Ltv Steel Company, Inc. Method of making ultra-low carbon and sulfur steel
US5520718A (en) 1994-09-02 1996-05-28 Inland Steel Company Steelmaking degassing method
KR100227252B1 (ko) 1994-11-25 1999-11-01 다나카 히사노리 금속 용탕의 정련방법
JPH0941028A (ja) * 1995-07-28 1997-02-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 高清浄性極低炭素鋼の製造方法
US6179895B1 (en) 1996-12-11 2001-01-30 Performix Technologies, Ltd. Basic tundish flux composition for steelmaking processes
JPH11131132A (ja) * 1997-10-27 1999-05-18 Daido Steel Co Ltd 鋼の脱硫方法
JP3896713B2 (ja) 1998-12-16 2007-03-22 住友金属工業株式会社 清浄性に優れた極低炭素鋼の溶製方法
JP2001342510A (ja) 2000-06-02 2001-12-14 Nisshin Steel Co Ltd 金属の精錬方法
RU21915U1 (ru) * 2001-07-16 2002-02-27 Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова Установка для производства низкоуглеродистой стали
JP4753504B2 (ja) 2001-09-14 2011-08-24 日新製鋼株式会社 高純度Ｆｅ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金の製造方法
KR100711410B1 (ko) 2004-12-09 2007-04-30 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 연성이 높은 박강판 및 그 제조방법
UA77127C2 (en) * 2005-05-30 2006-10-16 Anatolii Tymofiiovych Neklesa Method for out-of-furnace steel treatment
CN100436603C (zh) 2007-03-28 2008-11-26 北京科技大学 一种脱氧、脱硫、控制钢中非金属夹杂物的方法
CN100529111C (zh) 2007-10-16 2009-08-19 攀枝花新钢钒股份有限公司 一种钒钛铁水镁脱硫专用调渣剂
CN101545027A (zh) 2008-03-24 2009-09-30 宝山钢铁股份有限公司 一种低碳速熔的钢包精炼渣
UA104595C2 (uk) * 2008-08-04 2014-02-25 Ньюкор Корпорейшн Спосіб виробництва низьковуглецевої низькосірчистої низькоазотистої сталі з використанням звичайного сталеплавильного обладнання
US8105415B2 (en) * 2008-08-04 2012-01-31 Nucor Corporation Low cost making of a low carbon, low sulfur, and low nitrogen steel using conventional steelmaking equipment
CN102171370A (zh) * 2008-08-04 2011-08-31 纽科尔公司 利用传统炼钢设备低成本地制造低碳、低硫以及低氮钢

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1074712A (zh) * 1991-12-24 1993-07-28 川崎制铁株式会社 精炼高纯度钢的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"硅镇静钢脱硫渣系的实验室研究";郝宁等;《钢铁钒钛》;20061230;第27卷(第4期);第25-28页 *

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