CN108330251B - 一种转炉炉后脱碳工艺方法 - Google Patents

Abstract

一种转炉炉后脱碳工艺方法，在转炉冶炼过程按该钢种正常操作工艺进行控制，在转炉终点对钢中的氧和碳进行适当控制，转炉出钢过程加入适量的合适渣料，不加脱氧合金，也不进行合金化，以保证钢水在钢包中合适的氧含量，出钢不允许下渣。出钢完毕，钢包采用大氩气搅拌对钢液脱碳，当钢中的碳含量达到≤0.03%时，再向钢包中加入适量的脱氧合金进行脱氧和合金化，然后将钢包吊到精炼工位进行精炼操作，得到成品碳含量不超过0.05%的超低碳钢。

Description

一种转炉炉后脱碳工艺方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及到成品碳含量低于0.05%的钢种的转炉炉后脱碳工艺方法。

背景技术

随着各行各业的快速发展和技术的不断提高，许多钢种的成分设计也在不断优化，特别是许多低合金高强钢种，随着强度的增加，其韧性、塑性及焊接性能等都在下降，而且碳含量高时钢中的碳偏析更加严重，进一步恶化了钢材的性能。因此，这类钢种在成分设计时，通过增加合金元素含量的同时降低碳含量，以改善钢材的焊接性能及抗腐蚀性能。目前，越来越多的钢种在成分设计时都将碳含量控制在0.05%以下，这显著增加了冶炼难度。现在对这类超低碳要求的钢种，其正常冶炼工艺就是在转炉冶炼后期对钢液进行吹氧脱碳，这使转炉炉衬寿命大大降低，同时也使钢水出现严重的过氧化，钢液脱氧和氧化物夹杂的去除更加困难，不利于洁净钢的冶炼，也大大增加了成本。也有少部分钢铁企业在生产这类钢种时采用真空脱碳，真空脱碳效果很好，但是成本太高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉炉后脱碳工艺方法，采用转炉炉后脱碳工艺，减轻转炉的负担，防止钢液的过氧化，提高钢液的洁净度，在短时间内实现脱碳目标，稳定生产出碳含量为0.05%以下的钢种。

本发明的技术方案：

一种转炉炉后脱碳工艺方法，其工艺步骤如下：

（1）转炉冶炼按该钢种的正常冶炼工艺进行操作，转炉终点氧含量控制 [O]≥500ppm，转炉终点碳含量控制 [C]≤0.08%，终点温度≥1600℃；

（2）出钢过程向钢包中加入石灰100~300kg、精炼合成渣200~400kg，不加脱氧合金也不进行合金化，出钢过程不下渣；

（3）转炉出钢完毕，钢包采用大氩气搅拌对钢液搅拌5~10min进行脱碳操作，当钢水中碳含量小于0.03%时即停止脱碳；

（4）当钢水脱碳温度不够时，可将钢水吊到精炼工位进行升温操作，当温度升高到大于

1560℃时再加入200~300kg石灰，然后大氩气搅拌3~5min对钢液进行进一步的脱碳，当钢液中的碳含量小于0.03%时即停止脱碳；

（5）脱碳结束后，向钢液中加入高铝锰铁、中碳锰铁等脱氧合金对钢液进行脱氧和合金化，然后将钢包吊到精炼工位进行精炼操作；

（6）钢液在精炼工位进行脱氧、造渣及合金化操作，最后得到碳含量不超过0.05%成品钢。

其中精炼过程钢液一般会涨碳0.007%~0.012%，连铸浇注过程中包一般会涨碳0.003%~0.009%，但成品钢中的碳含量不超过0.05%。

本发明通过在转炉冶炼过程按该钢种正常操作工艺进行控制，在转炉终点对钢中的氧和碳进行适当控制，转炉出钢过程加入适量的合适渣料，不加脱氧合金，也不进行合金化，以保证钢水在钢包中合适的氧含量，出钢不允许下渣。出钢完毕，钢包采用大氩气搅拌对钢液脱碳，当钢中的碳含量达到≤0.03%时，再向钢包中加入适量的脱氧合金进行脱氧和合金化，然后将钢包吊到精炼工位进行精炼操作，得到成品碳含量不超过0.05%的超低碳钢。

本发明根据碳-氧反应的基本原理，在满足其反应热力学条件的前提下，通过改善C-O反应的动力学条件，促使C-O反应的进行，达到脱碳的目的。这不仅简化冶炼工艺，降低了生产成本，同时也减少钢中的氧化物夹杂，提高了钢水的洁净度，而且也能使成品钢中的碳含量稳定控制在0.05%以下。

附图说明

图1为采用本工艺冶炼过程碳含量的变化情况图。

具体实施方式

实施例一

转炉入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量[S]=0.013%，温度1298 ℃，铁水入转炉前将铁水预处理渣扒干净。转炉冶炼前一炉结束后将转炉中的残钢残渣倒干净，转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水136t，废钢15t，铁水中碳含量为4.86%，Si含量为0.46%。

转炉冶炼过程控制按常规要求的钢种进行操作，转炉终点温度1628 ℃，终点氧含量为530 ppm，终点碳含量为0.076%，出钢过程实行挡渣操作，严禁出钢下渣，出钢时间5min，出钢过程向钢包中石灰200kg，精炼合成渣300kg，出钢不进行脱氧与合金化操作，出钢完毕对钢液进行大氩气搅拌操作，搅拌6min后进行取样。取样检验碳含量为0.0264%，碳含量合适，向钢包中加入高铝锰铁360kg、中碳锰铁150kg对钢液进行脱氧合金化，然后将钢包吊到LF精炼工位进行进一步脱氧、造渣、合金化等精炼操作。LF精炼完毕进行测温取样，温度为1593℃，碳含量为0.0372%，然后将钢包吊到VD炉进行真空脱气处理，VD处理结束将钢包吊到连铸工位进行浇注，钢水浇注30吨后取中包样，中包样碳含量为0.0426%。

实施例二

转炉入炉铁水先进行铁水预处理，处理后铁水硫含量[S]=0.012%，温度1295 ℃，铁水入转炉前将铁水预处理渣扒干净。转炉冶炼前一炉结束后将转炉中的残钢残渣倒干净，转炉冶炼加入铁水及废钢，铁水133t，废钢16t，铁水中碳含量为4.67%，Si含量为0.44%。

转炉冶炼过程控制按常规要求的钢种进行操作，转炉终点温度1636 ℃，终点氧含量为546 ppm，终点碳含量为0.065%，出钢过程实行挡渣操作,严禁出钢下渣。出钢时间5min，出钢过程向钢包中石灰230kg，合成渣310kg，出钢不进行脱氧与合金化操作，出钢完毕进行大氩气搅拌操作，搅拌6min后进行取样。取样检验碳含量为0.0237%，碳含量合适，向钢包中加入高铝锰铁380kg、中碳锰铁160kg对钢液进行脱氧合金化，然后将钢包吊到LF精炼工位进行进一步脱氧、造渣、合金化等精炼操作。LF精炼完毕进行测温取样，温度为1596℃，碳含量为0.0358%，然后将钢包吊到VD炉进行真空脱气处理，VD处理结束将钢包吊到连铸工位进行浇注，钢水浇注30t后取中包样，中包样碳含量为0.0406%。

Claims (1)

1.一种转炉炉后脱碳工艺方法，其特征在于工艺步骤如下：

（1）转炉冶炼按该钢种的正常冶炼工艺进行操作，转炉终点氧含量控制 [O]≥500ppm，转炉终点碳含量控制 [C]≤0.08%，终点温度≥1600℃；

（2）出钢过程向钢包中加入石灰100~200kg、精炼合成渣310~400kg，不加脱氧合金也不进行合金化，出钢过程不下渣；

（3）转炉出钢完毕，钢包采用大氩气搅拌对钢液搅拌5~10min进行脱碳操作，当钢水中碳含量小于0.03%时即停止脱碳；

（4）当钢水脱碳温度不够时，可将钢水吊到精炼工位进行升温操作，当温度升高到大于1560℃时再加入200~300kg石灰，然后大氩气搅拌3~5min对钢液进行进一步的脱碳，当钢液中的碳含量小于0.03%时即停止脱碳；

（5）脱碳结束后，向钢液中加入高铝锰铁、中碳锰铁脱氧合金对钢液进行脱氧和合金化，然后将钢包吊到精炼工位进行精炼操作；

（6）钢液在精炼工位进行脱氧、造渣及合金化操作，最后得到碳含量不超过0.05%成品钢。

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