CN108148946A - 一种lf炉精炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LF炉精炼工艺,涉及钢铁冶炼技术领域,解决难以在深脱硫的同时有效地控制增碳的问题。本发明通过在加热、加入白灰和电石时分阶段动态控制氩气流量,以确保有足够的吹氩搅拌功来保证脱硫效果的同时,避免了在加热过程中氩气流量过大而导致钢、渣剧烈翻腾,使得钢、渣与石墨电极接触反应而导致直接或间接增碳,既完成了深脱硫又有效控制了增碳;本发明用仅用白灰、电石和铁钙线等几种常规材料便完成了钢水深脱硫任务,药剂投入少,节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域,更具体地说,它涉及一种LF炉精炼工艺。
背景技术
随着用户对钢材质量要求的日益提高,钢包精炼炉(LadleFurnace简称LF炉)作为改善钢水洁净度、提升钢材质量的手段得到迅速发展,目前已成为现代化钢铁生产短流程中不可缺少的一道工序。LF精炼炉除了采用还原气氛埋弧加热、真空脱气、透气砖吹氩搅拌等较为成熟的二次精炼技术外,还引入了合成渣精炼技术,以通过合理的造渣工艺来达到脱硫、脱氧甚至脱氮的目的,从而有效吸收钢中的夹杂物,控制夹杂物的形态,此外还可利用炼钢所形成的泡沫渣淹没电弧,提高热效率,减少耐火材料侵蚀。
目前,深脱硫技术主要有铁水深脱硫、初炼炉控制增硫、钢水深脱硫、防止回硫等,钢水深脱硫的方式主要采用LF与RH(真空循环脱气精炼)组合技术。LF炉实现超低硫必须依靠良好的动力学条件,即较强的底吹氩搅拌,但底吹氩采用强搅拌会直接造成钢液液面明显波动,液面波动会导致电极与钢水接触而产生接触式增碳;另外,较强的底吹氩搅拌使炉渣与电极接触还会造成钢水产生间接增碳。电极带来的增碳主要有两种形式,其一,剧烈搅拌使得钢液或炉渣冲刷电极表面,致使电极表层部分碳粉脱落而合金化;其二,剧烈搅拌使得电极与炉渣接触,加热时,进入渣中的电极与渣中的氧化物,如:FeO、MnO、V2O5等进行如下反应:C+FeO→CO+Fe,C+MnO→CO+Mn,5C+V2O5→5CO+2V。其结果是,渣中不稳定的氧化物减少,提高了炉渣的还原性与脱硫效果,同时,也进一步使得钢水中产生了增碳。因此,在实际生产低碳超低硫钢时经常会出现因LF炉底吹氩控制不当等操作性因素造成碳含量过高,导致RH炉被迫采用吹氧脱碳模式进行成分挽救,从而对钢水质量以及生产效率造成不利影响。
目前,国内外对LF炉深脱硫精炼工艺有一些研究,如:公开号为CN102002554A,公开日为2011年4月6日的中国专利申请,其采用喷粉冶金的方式脱硫,达到了较好的脱硫效果,但其处理终点硫含量不稳定,而且喷粉冶金增加了设备投入;公开号为JP6145764A,公开日为1994年5月27日的日本专利申请,其主要侧重于精炼渣系的研究和精炼渣的重复利用。因此,LF炉如何实现超深脱硫的同时有效地控制增碳是目前需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种LF炉精炼工艺,通过优化LF炉全程吹氩供气,分阶段动态控制氩气流量和分批调渣,解决难以在深脱硫的同时有效地控制增碳的问题,其具有既完成了深脱硫又有效控制了增碳的优点。
为实现上述目的一,本发明提供了如下技术方案:
一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520-1540℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气;
步骤二,送电加热,电流为25000-35000A,加热造渣时间为10-13min,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000-35000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500-530kg,调整氩气流量为50-100L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分批加入电石进行调渣,电石加入总量为1-1.5kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15-18min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
进一步优选为,所述步骤一中氩气流量为100-150L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa。
进一步优选为,所述步骤二中造渣过程中氩气流量为250-350L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa。
进一步优选为,所述步骤三具体包括:将电流调整为30000-35000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500-530kg,调整氩气流量为50-100L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10-12kg/吨钢,碱度控制在2.0-3.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%。
进一步优选为,所述步骤四具体包括:渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1-1.5kg/吨钢。
进一步优选为,所述步骤五中氩气流量为400-500L/min。
进一步优选为,所述步骤六中软吹时氩气的流量为50-60L/min。
进一步优选为,所述步骤七中钛铁含钛量为28-30%,回收率为60-70%。
本发明通过在加热、加入白灰和电石时分阶段动态控制氩气流量,以确保有足够的吹氩搅拌功来保证脱硫效果的同时,避免了在加热过程中氩气流量过大而导致钢、渣剧烈翻腾,使得钢、渣与石墨电极接触反应而导致直接或间接增碳。从而在整个精炼过程中,既完成了深脱硫又有效控制了增碳。本发明方法脱硫率达93%以上,增碳控制在45ppm以下,可稳定生产硫含量在6ppm以下的钢产品。本发明用仅用白灰、电石和铁钙线等几种常规材料便完成了钢水深脱硫任务,药剂投入少,节约了成本。本发明通过分阶段动态控制氩气流量,降低了每吨钢的氩气的消耗量,节约了成本。
综上所述,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)通过在加热、加入白灰和电石时分阶段动态控制氩气流量,以确保有足够的吹氩搅拌功来保证脱硫效果的同时,避免了在加热过程中氩气流量过大而导致钢、渣剧烈翻腾,使得钢、渣与石墨电极接触反应而导致直接或间接增碳,既完成了深脱硫又有效控制了增碳;
(2)本发明用仅用白灰、电石和铁钙线等几种常规材料便完成了钢水深脱硫任务,药剂投入少,节约了成本;
(3)本发明通过分阶段动态控制氩气流量,降低了每吨钢的氩气的消耗量,节约了成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明进行详细描述。
实施例1:如图1所示,一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.04%,S:0.009%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为100L/min,氩气压力为0.3MPa;
步骤二,送电加热,电流为25000A,加热造渣时间为10min,造渣过程中氩气流量为250L/min,氩气压力为0.3MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500kg,调整氩气流量为50L/min,氩气压力为0.3MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10kg/吨钢,碱度控制在2.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例2:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.041%,S:0.0095%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1530℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为125L/min,氩气压力为0.35MPa;
步骤二,送电加热,电流为25000A,加热造渣时间为10min,造渣过程中氩气流量为250L/min,氩气压力为0.3MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500kg,调整氩气流量为50L/min,氩气压力为0.3MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10kg/吨钢,碱度控制在2.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例3:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.04%,S:0.0088%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1540℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为150L/min,氩气压力为0.4MPa;
步骤二,送电加热,电流为25000A,加热造渣时间为10min,造渣过程中氩气流量为250L/min,氩气压力为0.3MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500kg,调整氩气流量为50L/min,氩气压力为0.3MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10kg/吨钢,碱度控制在2.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例4:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.039%,S:0.0089%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为100L/min,氩气压力为0.3MPa;
步骤二,送电加热,电流为30000A,加热造渣时间为12min,造渣过程中氩气流量为300L/min,氩气压力为0.35MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500kg,调整氩气流量为50L/min,氩气压力为0.3MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10kg/吨钢,碱度控制在2.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例5:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.042%,S:0.0094%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为100L/min,氩气压力为0.3MPa;
步骤二,送电加热,电流为35000A,加热造渣时间为13min,造渣过程中氩气流量为350L/min,氩气压力为0.4MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500kg,调整氩气流量为50L/min,氩气压力为0.3MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10kg/吨钢,碱度控制在2.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例6:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.04%,S:0.0091%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为100L/min,氩气压力为0.3MPa;
步骤二,送电加热,电流为25000A,加热造渣时间为10min,造渣过程中氩气流量为250L/min,氩气压力为0.3MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为33000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为515kg,调整氩气流量为75L/min,氩气压力为0.35MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为11kg/吨钢,碱度控制在2.5,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例7:一种LF炉精炼工艺,包括以下步骤:LF炉进站钢水初始碳和硫的含量为C:0.038%,S:0.0092%;
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520℃,钢水的成分为C0.37-0.42%,Si0.10-0.17%,Mn0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气,氩气流量为100L/min,氩气压力为0.3MPa;
步骤二,送电加热,电流为25000A,加热造渣时间为10min,造渣过程中氩气流量为250L/min,氩气压力为0.3MPa,测温,取样;
步骤三,将电流调整为35000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为530kg,调整氩气流量为100L/min,氩气压力为0.4MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为12kg/吨钢,碱度控制在3.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量,氩气流量为400L/min;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15min,软吹时氩气的流量为50L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,钛铁含钛量为28%,回收率为60%,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
实施例8:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤四中电石加入总量为1.25kg/吨钢。
实施例9:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤四中电石加入总量为1.5kg/吨钢。
实施例10:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤五中氩气流量为450L/min。
实施例11:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤五中氩气流量为500L/min。
实施例12:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六为:温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为16min,软吹时氩气的流量为55L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露。
实施例13:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六为:温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为18min,软吹时氩气的流量为60L/min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露。
实施例14:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤七中钛铁含钛量为29%,回收率为65%。
实施例15:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤七中钛铁含钛量为30%,回收率为70%。
对比例1:一种LF炉精炼工艺,与实施例1的不同之处在于,采用常规的LF炉精炼处理模式,即精炼过程中底吹氩采用强搅拌的方式,氩气流量恒定为600L/min。
检测实施例1-15与对比例1处理后钢水的硫含量和碳含量,计算增碳量和脱硫率,结果如表1所示。由表1数据可知:采用本发明的精炼工艺,脱硫效率可达93%以上,LF炉出站硫含量可以控制在6ppm以内,且增碳量不大于50ppm。而采用常规的LF炉精炼处理模式,LF炉出站硫含量为20ppm,增碳量达170ppm,因此,本发明能在实现钢水深脱硫的同时有效控制增碳量。
表1实施例1-15与对比例1处理后钢水的增碳量和脱硫率
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种LF炉精炼工艺,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,钢水温度控制在1520-1540℃,钢水的成分为C 0.37-0.42%,Si 0.10-0.17%,Mn 0.5-0.6%,P≤0.025%,T[O]≤30ppm,出钢时LF炉底部吹氩气;
步骤二,送电加热,电流为25000-35000A,加热造渣时间为10-13min,测温,取样;
步骤三,将电流调整为30000-35000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500-530kg,调整氩气流量为50-100L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa;
步骤四,渣面采用电石脱氧,分批加入电石进行调渣,电石加入总量为1-1.5kg/吨钢;
步骤五,取样分析,按目标成分进行调整,调整成分后提高氩气流量;
步骤六,温度、成分合格后进行软吹,软吹时间为15-18min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露;
步骤七,钢水温度≥1570℃,炉渣变白后加入钛铁,出站前成分、温度达到工艺要求后,喂铁钙线250m,喂线速度3-5m/s,关闭氩气,完成LF炉炼钢。
2.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤一中氩气流量为100-150L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa。
3.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤二中造渣过程中氩气流量为250-350L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa。
4.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤三具体包括:将电流调整为30000-35000A,分2-3批加入白灰,白灰加入量为500-530kg,调整氩气流量为50-100L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa,再视炉渣的流动性补加萤石,调整炉渣渣量为10-12kg/吨钢,碱度控制在2.0-3.0,白渣保持15分钟以上,FeO+MnO<1.0%。
5.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤四具体包括:渣面采用电石脱氧,分5批加入电石进行调渣,每次加入电石总量的1/5,每批电石加入时间间隔30s,电石加入总量为1-1.5kg/吨钢。
6.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤五中氩气流量为400-500L/min。
7.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤六中软吹时氩气的流量为50-60L/min。
8.根据权利要求1所述的LF炉精炼工艺,其特征在于,所述步骤七中钛铁含钛量为28-30%,回收率为60-70%。
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