CN106399641B - 一种rh快速脱碳及减少钢液温降的方法 - Google Patents

一种rh快速脱碳及减少钢液温降的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，属于钢铁冶金技术领域。所述RH快速脱碳及减少钢液温降的方法包括：转炉冶炼终点进行高拉碳操作；转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳；强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。采用上述方法，能够在15min内将碳含量脱到0.0015％以下，同时RH到站至RH破空温降控制在15℃以内。

Description

一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法。
背景技术
随着汽车工业的快速发展，目前低碳和超低碳冷轧钢板需求逐年增加。国内冶炼低碳和超低碳冷轧钢板采取的主要工艺为转炉—真空循环精炼炉精炼(RH精炼)—连铸，以超低碳钢为例，RH精炼工艺大多数采用自然脱碳工艺，将[C]脱除至15～20ppm以下，脱碳结束后加入Al，Ti合金化。目前国内钢厂在冶炼低碳和超低碳冷轧钢板过程中，普遍存在着转炉终点温度高、RH在站周期长、RH温降大等问题，这些问题直接导致转炉出钢温度高进而使得转炉终点溶解氧和炉渣TFe含量高，为后续的洁净度控制带来负面影响。而这些问题之间又存在着内在的逻辑关系：RH在站周期长直接导致RH精炼过程温降大，而RH精炼过程大的温降将会需要高的转炉终点温度来进行弥补。而影响RH在站周期的重要环节在于RH精炼过程的脱碳速率，脱碳速率高意味着周期短、RH温降少，最终转炉终点温度低。如何利用RH快速脱碳同时减少钢液温降正在成为RH精炼面临的主要挑战。
发明内容
本发明的目的在于提供一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，解决了现有技术中存在的RH精炼过程脱碳速率低、RH温降大的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，包括：
转炉冶炼终点进行高拉碳操作；
转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳；
强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。
进一步地，所述转炉冶炼终点进行高拉碳操作，包括：控制转炉终点碳含量在0.06～0.08％。
进一步地，所述强制脱碳和二次燃烧两个阶段采用相同的枪位。
进一步地，所述RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳具体为：当RH真空度达到180mbar时开始进行吹氧。
进一步地，所述强制脱碳的吹氧量与RH到站C含量和RH到站O含量满足如下关系：Y＝-0.15*M+2000*N+29；
其中，Y代表吹氧量，m3；M代表RH到站O含量，ppm；N代表RH到站C的质量百分含量。
进一步地，所述二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量的不同呈现(900～1200)-(500～800)-(200～500)-(0～300)Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
进一步地，通过所述方法进行RH处理15min，RH结束C含量为0.0015％以下，RH到站至RH破空温降控制在15℃以内。
进一步地，所述方法适用于冶炼最终成品碳含量的质量分数要求在0.0060％以下的钢种。
进一步地，所述方法适用于100-300吨RH精炼炉。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例中提供的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，通过采取转炉冶炼终点进行高拉碳操作，获得较高的终点碳含量从而为RH强制脱碳创造条件；转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳，将吹氧脱碳时机提前从而达到前期快速脱碳的目的；强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。如此，解决了现有技术中存在的RH精炼过程脱碳速率低、RH温降大的技术问题，进而取得RH能够在15min内将碳含量脱到0.0015％以下，同时RH到站至RH破空温降控制在15℃以内的技术效果。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，解决了现有技术中存在的RH精炼过程脱碳速率低、RH温降大的技术问题；能够有效提高RH脱碳速率，同时降低RH过程温降。
为解决上述技术问题，本发明实施例总体思路如下：
提供一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，包括：
转炉冶炼终点进行高拉碳操作；
转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳；
强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。
通过上述内容可以看出，通过采取转炉冶炼终点进行高拉碳操作，获得较高的终点碳含量从而为RH强制脱碳创造条件；转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳，将吹氧脱碳时机提前从而达到前期快速脱碳的目的；强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。如此，解决了现有技术中存在的RH精炼过程脱碳速率低、RH温降大的技术问题。
采用上述方法，能够取得以下技术效果：RH能够在15min内将碳含量脱到0.0015％以下，同时RH到站至RH破空温降控制在15℃以内。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
本发明实施例提供一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，主要用于冶炼最终成品碳含量的质量分数要求在0.0060％以下的钢种，适用于100-300吨RH精炼炉，所述方法包括：
转炉冶炼终点进行高拉碳操作；
转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳；
强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。
本发明实施例中，转炉冶炼终点进行高拉碳操作，包括：控制转炉终点碳含量在0.06～0.08％。
本发明实施例中，RH吹氧过程分为强制脱碳和二次燃烧两个阶段，并采用相同的枪位。
本发明实施例中，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳具体为：当RH真空度达到180mbar时开始进行吹氧。选择真空度达到180mbar时开始进行吹氧是因为当真空度过大时钢液未能充分循环，当真空度过小时将会避开前期的快速脱碳阶段，无法达到快速脱碳的效果。
本发明实施例中，强制脱碳的吹氧量与RH到站C含量和RH到站O含量满足如下关系：Y＝-0.15*M+2000*N+29；
其中，Y代表吹氧量，m3；M代表RH到站O含量，ppm；N代表RH到站C的质量百分含量，％。
强制脱碳吹氧量是根据脱碳结束氧含量为190ppm所设计，并考虑到钢液中溶解氧的增加而最终确定，能够保证碳燃烧所需的吹氧量，从而充分脱碳。
本发明实施例中，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量的不同呈现(900～1200)-(500～800)-(200～500)-(0～300)Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
每个阶段的吹氧流量大小根据RH到站C含量不同而不同，当RH到站C含量高时，对应产生的CO量高，因此需要更大的吹氧流量来对CO进行燃烧。例如：当RH到站C含量为0.04％时，此时二次燃烧吹氧流量一般按照900-500-200-60Nm3/h阶梯状分布；当RH到站C含量为0.06％时，此时二次燃烧吹氧流量一般按照1200-800-500-300Nm3/h阶梯状分布。吹氧时间主要是根据废气曲线，需要燃烧CO的时间约为160s，吹氧流量按照四个阶段阶梯状分布，每个阶段时间为40s。时间过长，导致阶梯少，与废气曲线吻合不好，时间过短，在实际生产中氧枪操作不容易控制。
通过上述内容可以看出，本发明实施例与传统RH脱碳过程的区别主要存在以下方面：1)转炉冶炼终点进行高拉碳操作，终点C含量控制在0.06～0.08％，相比较传统工艺终点碳含量要高，为RH强制脱碳创造条件；2)将RH精炼过程分为强制脱碳和二次燃烧两个阶段，RH精炼前期真空度达到180mbar时开始吹氧，将RH强制吹氧脱碳时机提前，充分利用RH强制脱碳前期氧含量是脱碳的控速环节的特点，进行快速脱碳；3)强制脱碳吹氧结束后进入二次燃烧阶段，根据RH到站C含量采用阶梯流量继续进行吹氧，以燃烧后续产生的CO并放热以补偿温降。
采用上述方法，能够取得以下技术效果：RH能够在15min内将碳含量脱到0.0015％以下，同时RH到站至RH破空温降控制在15℃以内。
以下通过实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
以下实施例采用210吨RH精炼炉进行精炼。
实施例1
1)转炉冶炼终点进行高拉碳操作，转炉终点碳含量在0.06％，为RH强制脱碳创造条件。
2)RH吹氧过程分为强制脱碳和二次燃烧两个阶段，均采用6.6m枪位。
3)RH到站温度1624℃，到站C含量为0.04％，到站O含量为400ppm，当RH真空度达到180mbar时开始吹氧，吹氧流量为2000Nm3/h，吹氧量为49m3。
4)强制脱碳结束后进入二次燃烧阶段，二次燃烧分为4个阶段，吹氧流量按照900-500-200-100Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
5)RH结束温度为1610℃，RH处理时间15min时，RH结束C含量为0.0012％。
实施例2
1)转炉冶炼终点进行高拉碳操作，转炉终点碳含量为0.07％，为RH强制脱碳创造条件。
2)RH吹氧过程分为强制脱碳和二次燃烧两个阶段，均采用6.6m枪位。
3)RH到站温度1621℃，到站C含量为0.05％，到站O含量为400ppm，当RH真空度达到180mbar时开始吹氧，吹氧流量为2000Nm3/h，吹氧量为69m3。
4)强制脱碳结束后进入二次燃烧阶段，二次燃烧分为4个阶段，吹氧流量按照1000-600-300-200Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
5)RH结束温度为1608℃，RH处理时间15min时，RH结束C含量为0.0013％。
实施例3
1)转炉冶炼终点进行高拉碳操作，转炉终点碳含量为0.08％，为RH强制脱碳创造条件。
2)RH吹氧过程分为强制脱碳和二次燃烧两个阶段，均采用6.6m枪位。
3)RH到站温度为1619℃，到站C含量为0.06％，到站O含量为400ppm，当RH真空度达到180mbar时开始吹氧，吹氧流量为2000Nm3/h，吹氧量为88m3。
4)强制脱碳结束后进入二次燃烧阶段，二次燃烧分为4个阶段，吹氧流量按照1100-700-400-300Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
5)RH结束温度为1609℃，RH处理时间15min时，RH结束C含量为0.0015％。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例中提供的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，通过采取转炉冶炼终点进行高拉碳操作，获得较高的终点碳含量从而为RH强制脱碳创造条件；转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期开始吹氧进行强制脱碳，将吹氧脱碳时机提前从而达到前期快速脱碳的目的；强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿。如此，解决了现有技术中存在的RH精炼过程脱碳速率低、RH温降大的技术问题，进而取得RH能够在15min内将碳含量脱到0.0015％以下，同时RH到站至RH破空温降控制在15℃以内的技术效果。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，包括：
转炉冶炼终点进行高拉碳操作；
转炉出钢后进入RH精炼，RH精炼前期当真空度达到180mbar时开始吹氧进行强制脱碳；
强制脱碳结束后，进入二次燃烧阶段继续进行吹氧，二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量不同呈现阶梯分布，通过燃烧生成的CO气体放热来进行温降补偿；
其中，所述强制脱碳的吹氧量与RH到站C含量和RH到站O含量满足如下关系：Y＝-0.15*M+2000*N+29；其中，Y代表吹氧量，m3；M代表RH到站O含量，ppm；N代表RH到站C的质量百分含量；
所述二次燃烧阶段的吹氧流量根据RH到站C含量的不同呈现(900～1200)-(500～800)-(200～500)-(0～300)Nm3/h阶梯状分布，每个阶段吹氧时间为40s。
2.如权利要求1所述的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，所述转炉冶炼终点进行高拉碳操作，包括：控制转炉终点碳含量在0.06～0.08％。
3.如权利要求1所述的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，所述强制脱碳和二次燃烧两个阶段采用相同的枪位。
4.如权利要求1所述的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，通过所述方法进行RH处理15min，RH结束C含量为0.0015％以下，RH到站至RH破空温降控制在15℃以内。
5.如权利要求1所述的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，所述方法适用于冶炼最终成品碳含量的质量分数要求在0.0060％以下的钢种。
6.如权利要求1所述的RH快速脱碳及减少钢液温降的方法，其特征在于，所述方法适用于100-300吨RH精炼炉。
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