CN108060289B - 一种rh精炼炉生产if钢的温度补偿精炼工艺 - Google Patents

一种rh精炼炉生产if钢的温度补偿精炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，属于钢铁冶炼技术领域。本发明的步骤为：钢水到站顶升后，测定钢水的进站温度和进站氧含量；判断钢水是否需要进行温度补偿，并确定温度补偿值，同时对钢水进行抽真空处理；判断钢水是否需要进行吹氧处理，确定吹氧量；分批次加入升温铝粒；在升温铝粒加入后，提升气体流量，测定脱碳后氧含量；加入脱氧铝粒及合金化铝粒的量；加入合金料对钢水进行合金化处理；钢水循环后破真空；破真空后吹氩净搅。本发明在脱碳前期加铝进行温度补偿，同时调整真空度，提升气体流量，并增加破除真空后钢包底吹氩，使得Al2O3充分排除，保证了连铸铸坯质量，避免了Al2O3堵塞浇铸水口，具有显著的经济效益。

Description

一种RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其是一种RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺。
背景技术
RH精炼炉是生产IF钢的必需精炼装备，其承担脱碳、脱氧、合金化、温度调整、去除夹杂等冶金功能。IF钢冶炼过程为：KR→转炉→吹氩站→RH→连铸，其中，转炉控制钢水出钢温度，钢水进RH工序后，由于时序、钢包热状况等因素影响，易导致钢水温度低；为了让钢水满足后道连铸工序浇铸要求，需要在RH精炼炉中精炼时进行温度补偿。
国内钢厂IF钢在RH精炼炉中精炼时的温度补偿均采用在RH脱碳结束时加铝，利用铝氧反应产生化学热让钢水升温，此工艺的弱点在于：IF钢冶炼过程，受后道工序连铸时间节点刚性要求，RH精炼炉的精炼时间是有限制的，由于RH精炼炉中加铝时间滞后，对钢水质量有害的铝氧反应产物Al2O3的有效去除时间短，钢水洁净度水平差，生产出的对应铸坯需降级处置；如果有大量的铝氧反应脱氧产物Al2O3滞留在钢水里，连铸浇铸过程容易堵塞水口，容易造成非计划停浇等生产事故；以上两种情况都将造成巨大的经济损失。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，在脱碳前期加铝进行温度补偿，同时调整真空度，提升气体流量，并增加破除真空后钢包底吹氩，促使Al2O3充分排除，保证了连铸铸坯质量，避免了Al2O3堵塞浇铸水口，具有显著的经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用以下温度补偿工艺：
步骤一：钢水到站顶升后，测定钢水的进站温度和进站氧含量；
步骤二：根据测定的进站温度、脱碳过程降温、脱氧过程升温和合金化过程降温，判断钢水是否需要进行温度补偿，并确定温度补偿值；同时对钢水进行抽真空处理；
步骤三：根据温度补偿值、进站氧含量和进站碳含量确定是否需要进行吹氧处理，确定吹氧量；当真空度达到100～150mbar时，利用RH顶枪吹氧；
步骤四：根据温度补偿值确定升温铝粒的量，在吹氧结束后，分批次加入升温铝粒；
步骤五：在升温铝粒加入后，调整真空度≤1.0mbar,提升浸渍管气体流量160～180Nm3/h；当RH精炼炉废气中CO含量≤2％时，脱碳结束，同时测定脱碳后氧含量；
步骤六：根据脱碳后氧含量及目标钢水中酸溶铝的含量确定脱氧铝粒及合金化铝粒的量；在铝粒加入之前，保持真空度≤1.0mbar和气体流量160～180Nm3/h；铝粒加入2min后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h；钢水循环时间为4min；
步骤七：钢水循环4min后加入合金料对钢水进行合金化处理；
步骤八：钢水合金化处理后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h，钢水在此状态下循环6min后破真空；
步骤九：破真空后吹氩净搅，先分别设定2路氩气，氩气流量为25Nm3/h；10秒后降低氩气流量，以渣面轻微蠕动，钢水不裸露为准；吹氩净搅时间为6min。
优选地，所述钢水是否需要进行温度补偿的判断方法为：
根据△T＝T0-(T1-T2+T3-T4)；
式中，T0为出站目标温度；T1为进站温度；T2为脱碳降低温度；T3为铝粒脱氧升高温度；T4为合金化降低温度；
当△T≤0℃，不需进行温度补偿，此时温度补偿值T＝0℃；当△T＞0℃，需进行温度补偿，此时温度补偿值T＝△T。
优选地，所述钢水是否需要进行吹氧处理的判断方法为：
根据△Q＝α×T-(Q1-Q2-Q0)；
式中，T为温度补偿值；Q0为脱碳结束目标氧含量；Q1为进站氧含量；Q2为脱碳消耗氧含量；α为钢水每升高1℃所需氧含量，单位为ppm；
当△Q≤0；不需进行吹氧处理，此时吹氧量为0；当△Q＞0，需进行吹氧处理，此时吹氧量为V。
优选地，所述吹氧量V为：
V＝β×△Q；
式中，β为钢水氧含量每增加1ppm所需吹氧量，单位为Nm3。
优选地，所述升温铝粒的量M为：
M＝γ×T；
式中，T为温度补偿值；γ为钢水温度每升高1℃所添加铝粒量，单位为kg。
与公开的RH温度补偿方法相比：
本发明将温度补偿时间提前至脱碳前期，在不改变RH精炼炉精炼时间的同时，增加了升温反应产物Al2O3的有效去除时间，升温铝粒加入之后，通过调整真空度及提升气体流量，增加破空后钢包底吹氩，使得Al2O3充分排除，使得钢水洁净度高，保证了生产出的对应铸坯质量，避免了Al2O3堵塞浇铸水口；本发明安全可靠，具有显著的经济效益。
具体实施例
下面结合具体的实施实例对本发明作进一步的详细说明，以利于本领域技术人员能够更加清楚的了解。
实施例中计算系数：α为25ppm/1℃，β为0.5Nm3/ppm，γ为12kg/℃。
实施例1
本实施例采用以下工艺步骤：
步骤一：钢水到站顶升后，测定钢水的进站温度和进站氧含量；
步骤二：根据测定的进站温度、脱碳过程降温、脱氧过程升温和合金化过程降温，判断钢水是否需要进行温度补偿，并确定温度补偿值；同时对钢水进行抽真空处理；
步骤三：根据温度补偿值、进站氧含量和进站碳含量确定是否需要进行吹氧处理，确定吹氧量；当真空度达到100～150mbar时，利用RH顶枪吹氧；
步骤四：根据温度补偿值确定升温铝粒的量，在吹氧结束后，分批次加入升温铝粒；
步骤五：在升温铝粒加入后，调整真空度≤1.0mbar,提升浸渍管气体流量160～180Nm3/h；当RH精炼炉废气中CO含量≤2％时，脱碳结束，同时测定脱碳后氧含量；
步骤六：根据脱碳后氧含量及目标钢水中酸溶铝的含量确定脱氧铝粒及合金化铝粒的量；在铝粒加入之前，保持真空度≤1.0mbar和气体流量160～180Nm3/h；铝粒加入2min后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h；钢水循环时间为4min；
步骤七：钢水循环4min后加入合金料对钢水进行合金化处理；
步骤八：钢水合金化处理后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h，钢水在此状态下循环6min后破真空；
步骤九：破真空后吹氩净搅，先分别设定2路氩气，氩气流量为25Nm3/h；10秒后降低氩气流量，以渣面轻微蠕动，钢水不裸露为准；吹氩净搅时间为6min。
本实施例以钢水310吨制备IF钢，出站目标温度T0为1585℃，进站温度T1为1590℃，脱碳降低温度T2为31℃，铝粒脱氧升高温度T3为12℃，合金化降低温度T4为10℃，脱碳结束目标氧含量Q0为300ppm，计算脱碳消耗氧含量Q2为1.33×360ppm＝478.8ppm，进站氧含量Q1为450ppm；
那么，所述钢水是否需要进行温度补偿的判断：△T＝T0-(T1-T2+T3-T4)＝24℃；△T＞0℃，需进行温度补偿，此时温度补偿值T＝24℃。
所述钢水是否需要进行吹氧处理的判断：△Q＝α×T-(Q1-Q2-Q0)＝928.8ppm；△Q＞0，需进行吹氧处理，此时吹氧量为V＝β×△Q＝464.4Nm3；
所述升温铝粒的量M为：M＝γ×T＝288kg。
实施例2
本实施例的具体参数要求、温度补偿判断以及吹氧处理判断如表1～6所示，本实施例处理工艺同实施例1。
实施例3
本实施例的具体参数要求、温度补偿判断以及吹氧处理判断如表1～6所示，本实施例处理工艺同实施例1。
实施例4
本实施例的具体参数要求、温度补偿判断以及吹氧处理判断如表1～6所示，本实施例处理工艺同实施例1。
实施例5
本实施例的具体参数要求、温度补偿判断以及吹氧处理判断如表1～6所示，本实施例处理工艺同实施例1。
实施例6
本实施例的具体参数要求、温度补偿判断以及吹氧处理判断如表1～6所示，本实施例处理工艺同实施例1。
表1 IF钢成分要求(％)
表2 RH是否需温度补偿判断及参数
表3温度补偿实际加铝量及加铝批次
表4精炼过程中真空度、提升气体流量表
表5精炼过程中工艺处理时间
表6精炼工艺处理后的产品情况
本发明所述RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，在钢水精炼过程中根据具体情况对钢水进行相应的处理，如表6所示，所得铸坯质量良好，均未降级。

Claims (5)

1.一种RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：钢水到站顶升后，测定钢水的进站温度和进站氧含量；
步骤二：根据测定的进站温度、脱碳过程降温、脱氧过程升温和合金化过程降温，判断钢水是否需要进行温度补偿，并确定温度补偿值；同时对钢水进行抽真空处理；
步骤三：根据温度补偿值、进站氧含量和进站碳含量确定是否需要进行吹氧处理，确定吹氧量；当真空度达到100～150mbar时，利用RH顶枪吹氧；
步骤四：根据温度补偿值确定升温铝粒的量，在吹氧结束后，分批次加入升温铝粒；
步骤五：在升温铝粒加入后，调整真空度≤1.0mbar,提升浸渍管气体流量160～180Nm3/h；当RH精炼炉废气中CO含量≤2％时，脱碳结束，同时测定脱碳后氧含量；
步骤六：根据脱碳后氧含量及目标钢水中酸溶铝的含量确定脱氧铝粒及合金化铝粒的量；在铝粒加入之前，保持真空度≤1.0mbar和气体流量160～180Nm3/h；铝粒加入2min后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h；钢水循环时间为4min；
步骤七：钢水循环4min后加入合金料对钢水进行合金化处理；
步骤八：钢水合金化处理后，调整真空度为60～100mbar，提升气体流量90～110Nm3/h，钢水在此状态下循环6min后破真空；
步骤九：破真空后吹氩净搅，先分别设定2路氩气，氩气流量为25Nm3/h；10秒后降低氩气流量，以渣面轻微蠕动，钢水不裸露为准；吹氩净搅时间为6min。
2.根据权利要求书1所述RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，其特征在于，所述钢水是否需要进行温度补偿的判断方法为：
根据△T＝T0-(T1-T2+T3-T4)；
式中，T0为出站目标温度；T1为进站温度；T2为脱碳降低温度；T3为铝粒脱氧升高温度；T4为合金化降低温度；
当△T≤0℃，不需进行温度补偿，此时温度补偿值T＝0℃；当△T＞0℃，需进行温度补偿，此时温度补偿值T＝△T。
3.根据权利要求书1或2所述RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，其特征在于，所述钢水是否需要进行吹氧处理的判断方法为：
根据△Q＝α×T-(Q1-Q2-Q0)；
式中，T为温度补偿值；Q0为脱碳结束目标氧含量；Q1为进站氧含量；Q2为脱碳消耗氧含量；α为钢水每升高1℃所需氧含量，单位为ppm；
当△Q≤0；不需进行吹氧处理，此时吹氧量为0；当△Q＞0，需进行吹氧处理，此时吹氧量为V。
4.根据权利要求书3所述RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，其特征在于，所述吹氧量V为：
V＝β×△Q；
式中，β为钢水氧含量每增加1ppm所需吹氧量，单位为Nm3。
5.根据权利要求书2所述RH精炼炉生产IF钢的温度补偿精炼工艺，其特征在于，所述升温铝粒的量M为：
M＝γ×T；
式中，T为温度补偿值；γ为钢水温度每升高1℃所添加铝粒量，单位为kg。
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