CN108588342A

CN108588342A - 一种rh炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法

Info

Publication number: CN108588342A
Application number: CN201810782062.0A
Authority: CN
Inventors: 邹春锋; 韩蕾蕾
Original assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2018-09-28

Abstract

本发明公开了一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，所述改质冶炼方法包括以下步骤：1)RH炉环流深脱碳后，加入铝粒/钛铁进行脱氧合金化，真空槽真空度降低至20～30kpa，真空槽内钢水与钢包上层钢水形成闭环流；2)从合金料仓称量200～300kg改质剂，利用合金真空料斗加入真空槽内；3)打开钢包底吹氩，压力调整在0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min，保证钢包顶渣微动而不裸露钢水；4)加入改质剂环流3～4min，关闭钢包底吹氩，真空槽真空度控制在67pa以下，纯环流8‑10min后复压出站。本发明使炉渣全铁控制在2％以内，钢水纯净度得到提升，连铸浇注连拉炉数达到10炉次，铸坯及轧材质量明显改善。

Description

一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢领域，具体涉及一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法。

背景技术

随着国内冶金设备与工艺的同步飞速发展，钢材特殊产品得到了更广阔的研发与应用。RH真空炉起源于德国，发展于日本，近些年国内得到了快速应用发展，冶炼产品日益增多，包括厚板高强、管线、船板、压力容器以及宽带冷轧超低碳深冲钢及硅钢等。其中在冶炼超低碳等深冲钢种时，采用转炉—RH炉—板坯连铸机冶炼工艺，不采用LF精炼炉进行脱氧、造渣作业，钢包顶渣的全铁及炉渣改质工艺成为制约产品质量的重要环节。钢包顶渣脱氧、改质处理不足，直接影响到钢水夹杂物的数量及大小；或者对钢水在RH炉前期的深脱碳效率产生较大影响；直接表现为连铸机钢水的可浇性及连浇炉数；甚者轧材表面易出现起皮、孔洞等质量缺陷，产品性能指标的稳定性同样受到影响。

上述具体产品缺陷机理如下：

深脱碳效率：在生产超低碳钢时(DCO4等)，终点成分碳要求控制在30ppm以内，依据碳氧反应机理，降低钢水碳氧反应上压力，打破碳氧平衡。真空度达到67pa以内，氧控制在300ppm～400ppm，钢水平衡碳在30ppm以内，最终实现钢水的自然脱碳满足产品要求。但因钢包顶渣改质剂前期加入过多，脱氧过剩，钢渣界面将发生传氧、铝脱氧反应，钢水的氧与碳的反应速率将减慢，脱碳效果及终点碳易出现偏高情况，对产品的成分稳定性及合格率造成较大影响。

钢包顶渣改质不足：采用转炉—RH炉—板坯连铸机冶炼工艺，改质剂通常在RH炉复压出站时加入，因顶渣易出现结壳问题，改质剂加入后不能充分与渣面反应，改质效果明显不足。同时此时进行改质，按照工艺推理加入偏晚，因合金化后钢水全部脱氧、但顶渣全氧较高，势必造成钢渣界面进行直接反应，影响到钢水的纯净度。

炼钢短流程低成本冶炼工艺开发研究成为较多钢厂选择应用推广的思路，为提升转炉脱碳、脱磷后钢水及炉渣的脱氧改质速率，如何快速实现炉渣的脱氧改质成为该工艺研究的关键环节，根据冶炼钢种特点对炉渣改质工艺进行了全面研究试验。

因此，亟需一种能够克服上述缺陷的顶渣改质方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法。本发明利用钢渣界面的快速反应，对钢包顶渣进行脱氧改质。该发明使顶渣全铁控制在2％以内，钢水纯净度得到提升，连铸浇注连拉炉数达到10炉次，铸坯及轧材质量明显改善。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明应用于冶炼超低碳等钢种，冶炼工艺流程为：转炉—RH炉—板坯连铸机。本发明在RH炉深脱碳合金化后进行炉渣改质，真空度控制在20～30pa以内，浸渍管***钢水250～300mm之间，钢包4钢水从真空槽上升管2利用氩气环流气体上升到真空槽1内，钢水脱气后从下降管3流入钢包4内，钢水在钢包4上层形成闭环流，同时钢包上升管位置底吹5氩气吹气(压力为0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min)，在真空槽内1加入改质剂200～300kg/炉，利用钢渣界面的快速反应，对钢包炉渣进行脱氧改质。

一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，所述方法包括以下步骤：

1)RH炉进站环流3min测温定氧，依据测量数据进行强制脱碳或者自然脱碳作业。钢水环流深脱碳后，加入铝粒/钛铁等脱氧合金化，真空泵由全泵转为只开5B/5A，真空度降低为20～30kpa之间，真空槽内钢水与钢包上层钢水形成闭环流；

2)从合金料仓称量200～300kg改质剂，利用合金真空料斗加入真空槽内；改质剂随着钢水闭环流在钢包上层钢水与顶渣之间发生脱氧及改质反应，利用高效环流实现钢包顶渣的充分处理；

3)打开钢包底吹氩(真空槽上升管侧)，压力调整在0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min，保证钢包炉渣微动而不裸露钢水；利用钢包底吹氩气的动力学条件加强了顶渣与改质剂之间的反应速率，改质效果更加明显；

4)加入改质剂环流时间在3～4min之间，利用改质剂在真空槽与钢包上层钢水的强动力学与钢渣界面的强传氧过程，快速对钢包顶渣进行脱氧改质；改质完后关闭钢包底吹氩，同时真空泵转为全泵，真空度控制在67pa以内，纯环流时间在8-10min后复压，测温出站。

优选地，所述改质剂成分：Al粒25～30％、颗粒石灰10～15％、预熔渣55～60％，预熔渣主要成分：Al₂O₃25～35％，CaO55～65％，MgO，5～8％。

优选地，真空槽环流气体为氩气，流量为110～120Nm³/h。

优选地，真空槽浸渍管(上升管和下降管)***钢水深度在250～300mm之间。

本发明采用深处理模式冶炼高级别深冲用钢等品种钢时，既确保了RH炉前期钢水深脱碳处理效果不受钢包顶渣的影响，又确保了深脱碳后钢包顶渣进行快速脱氧改质的效果。为RH炉夹杂物上浮去除提供了较好的动力学与炉渣吸附能力，钢水纯净度得到改善，钢包顶渣全铁含量得到降低，避免了浇注过程钢渣界面的传氧对钢水的二次氧化污染。

本发明提供了一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，解决现有冶炼过程炉渣改质不及时、改质效果不稳定问题。

本发明利用钢渣界面的快速反应，对钢包顶渣进行脱氧改质。使顶渣全铁控制在2％以内，钢水纯净度得到提升，连铸浇注连拉炉数达到10炉次，铸坯及轧材质量明显改善。

本发明提供了一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法。通过真空槽上升管与下降管在不同真空度下在钢包内流畅差异，降低真空槽真空度提升钢包顶渣与钢水的界面动力学条件和反应能力。同时结合钢包底吹氩流畅布置特性，进一步加强了钢包顶渣反应能力。该发明提升了冶炼高深冲钢钢水的质量，解决了RH炉钢水不需LF精炼脱氧造渣步骤情况下夹杂物去除功能的提升。

附图说明

图1为本发明高效改质冶炼方法结构示意图；

附图标记：1、真空槽；2、上升管；3、下降管；4、钢包；5、钢包底吹；6、改质剂。

具体实施方式

本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明局限在实施实例描述的范围之内。

实施例1

结合图1所示，一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法。本发明在RH炉深脱碳合金化后进行炉渣改质；真空槽真空度控制在20～30pa以内；浸渍管***钢水深度在250～300mm之间；钢包4钢水从真空槽的上升管2利用氩气环流气体上升到真空槽1内，钢水脱气后从下降管3流入钢包4，钢水在钢包4上层形成闭环流；同时钢包上升管位置的钢包底吹5底吹氩气(压力为0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min)；在真空槽1内加入改质剂6的量为200～300kg，利用钢渣界面的快速反应，对钢包炉渣进行脱氧改质。

2)从合金料仓称量200～300kg改质剂6，利用合金真空料斗加入真空槽内；改质剂随着钢水闭环流在钢包上层钢水与顶渣之间发生脱氧及改质反应，利用高效环流实现钢包顶渣的充分处理；

3)打开钢包底吹5开始底吹氩(真空槽上升管侧)，压力调整在0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min，保证钢包炉渣微动而不裸露钢水；利用钢包底吹氩气的动力学条件加强了顶渣与改质剂之间的反应速率，改质效果更加明显；

4)加入改质剂环流时间在3～4min之间，利用改质剂在真空槽与钢包上层钢水的强动力学与钢渣界面的强传氧过程，快速对钢包顶渣进行脱氧改质；改质完后关闭钢包底吹氩，同时真空泵转为全泵，真空度控制在67pa以内，纯环流时间在9min后复压，测温出站。

所述改质剂成分：Al粒30％；颗粒石灰10％；预熔渣60％，预熔渣主要成分：Al₂O₃25～35％，CaO55～65％，MgO，5～8％。

所述真空槽环流气体为氩气，流量为110Nm³/h。

实施例2

冶炼板带超低碳钢时(牌号：DCO4-S)，采用转炉-RH炉-CC工艺，RH炉采用深处理冶炼模式。炉号H183-1250，连铸机断面175×1270mm，进站温度1601℃，氧450ppm；吹氧升温25℃；真空泵转全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水自然脱碳后终点碳：13ppm；加入铝粒140kg+高钛110kg脱氧合金化；按发明步骤操作，复压出站对钢包顶渣取样分析，结果如下表1：

表1钢包顶渣取样分析结果

TFe	SiO₂	CaO	MgO	碱度	Al₂O₃
						1.78	7.42	43.03	7.85	5.8	17.4

实施例3

冶炼板带超低碳钢时(牌号：DCO4)，采用转炉-RH炉-CC工艺，RH炉采用深处理冶炼模式。炉号H181-1420，连铸机断面175×1270mm；进站温度1611℃，氧480ppm；吹氧升温15℃；真空泵转全泵(5级)，真空度控制67pa以内，钢水自然脱碳后终点碳：14ppm；加入铝粒150kg+高钛110kg脱氧合金化；按发明步骤操作，复压出站对钢包顶渣取样分析，结果如下表2：

表2钢包顶渣取样分析结果

TFe	SiO₂	CaO	MgO	碱度	Al₂O₃
						1.59	6.0	36.75	6.76	6.13	23.12

从发明实施例结果来看，冶炼超低碳钢时，RH出站钢包顶渣全铁(TFe)控制在2.0％以内；RH出站终点成分碳控制在20ppm以内；连铸机拉速正常，平均拉速为1.35m/min；生产该类钢种，连铸机可浇性较好，连拉炉数达到10炉次；冶炼铸坯及轧材质量较好，性能指标稳定，完全可满足客户需求。

采用本发明进行钢包顶渣改质，工业应用效果明显。对于RH真空炉工艺的短板环节技术改进具有较好的推广应用价值；为品种质量的提升创造了稳定的技术支撑；同时应用该技术对RH炉进行深脱硫工艺的优化改进提供了较好的前提条件；钢水纯净度得到进一步的提升。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都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

1.一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，所述改质冶炼方法包括以下步骤：

1)RH炉环流深脱碳后，加入铝粒/钛铁进行脱氧合金化，真空槽真空度降低至20～30kpa，真空槽内钢水与钢包上层钢水形成闭环流；

2)从合金料仓称量200～300kg改质剂，利用合金真空料斗加入真空槽内；

3)打开钢包底吹氩，压力调整在0.2～0.4Mpa、流量为30～50NL/min，保证钢包顶渣微动而不裸露钢水；

4)加入改质剂环流3～4min，关闭钢包底吹氩，真空槽真空度控制在67pa以下，纯环流8-10min后复压出站。

2.根据权利要求1所述一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，其特征在于，所述改质剂成分：Al粒25～30％、颗粒石灰10～15％、预熔渣55～60％。

3.根据权利要求1所述一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，其特征在于，真空槽环流气体为氩气，流量为110～120Nm³/h。

4.根据权利要求1所述一种RH炉钢包顶渣高效环流改质冶炼方法，其特征在于，真空槽浸渍管***钢水深度为250～300mm。