CN109402326B - 一种lf炉添加铁水精炼工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种LF炉添加铁水精炼工艺，属于钢铁冶金领域。本发明通过向LF炉中添加铁水进行炉外精炼，利用铁水中的C与钢液中的O发生氧化还原放热反应加热钢液，从而降低石墨电极的消耗和加热时间，并去除钢液中的O，其,反应式为：[C]+[O]＝CO(g)。同时，产生的气体能促进夹杂物的上浮。因此，铁水能部分代替脱氧剂和氩气，减少了脱氧剂、氩气的使用，减少了石墨电极的消耗及加热时间，节约了电能，缩短了冶炼周期，在保证产品质量的同时，降低了钢材产品的生产成本；铁水中的Si、Mn还可以作为合金元素，从而降低合金用量，且近年来铁矿石价格下降导致铁水价格降低，多利用铁水炼钢更能降低成本，提高效益。

Description

一种LF炉添加铁水精炼工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，尤其是一种LF炉添加铁水精炼工艺。
背景技术
LF炉(Ladle Furnace)即钢包精炼炉，1971年由日本大同钢铁公司开发使用，LF炉的主要冶金功能有：(1)通过石墨电极与钢液间产生的电弧加热升温且能精确控制炉内温度；(2)利用石墨电极在炉内形成还原性气氛脱氧；(3)底吹氩气搅拌，促进夹杂物的上浮；(4)白渣精炼等。因其设备简单、操作灵活、投资费用少、精炼效果好而迅速发展成为钢铁企业不可或缺的炉外精炼工艺。但对于钢铁冶炼来讲，改进现有工艺和技术，从而降低生产成本、生产出高质量产品越来越得到企业的重视。
LF炉精炼过程中采用石墨电极加热升温并创造还原性气氛，采用底吹氩气搅拌钢液，促进夹杂物上浮。但该工艺在精炼过程中不可避免的会大量消耗石墨电极、电能、Ar气、渣料、耐火材料等。
钢铁企业在实际生产过程中，为了减轻转炉的负担，使钢材整体生产流程更加紧凑和高效，铁水预处理脱硫、脱硅、脱磷技术迅速发展，现以成为钢铁企业生产流程中不可或缺的环节。随着铁水预处理工艺的日趋完善，经铁水预处理后的高炉铁水品质不断提高，通过铁水预处理技术便可以使铁水中的S、P等有害元素的质量分数满足最终产品的要求。且经铁水预处理后的高炉铁水中还有Mn等有益元素，如果直接用于LF精炼，能回收铁水中的Mn、Si等元素，减少LF精炼过程中合金用量。通过查阅文献发现，目前国内LF精炼及相关研究主要集中在优化LF生产工艺及生产设备上，对于LF炉+铁水精炼工艺应用还未见文献报道。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种LF炉添加铁水精炼工艺，改善、优化LF炉精炼工艺，解决目前传统LF炉精炼工艺成本偏高，精炼过程中能源、资源消耗大，生产效率低的问题。
一种LF炉添加铁水精炼工艺，步骤如下：
步骤1：转炉出钢过程中，在钢包内加入造渣剂，进行吹氩，待钢包进入LF炉精炼位置，电极下降，通电加热，开始造渣精炼；
步骤2：造渣精炼8～12min后，得到钢液A，对钢液A测温、取样，测定钢液A中氧的质量分数，待钢液A中氧的质量分数为0.06％±0.03％时，根据钢液A中氧的质量分数计算铁水加入量，并将所需铁水加入LF炉；
步骤3：铁水加入后继续精炼4～6min后，得到钢液B，对钢液B进行测温、取样，加入造渣剂，进行合金化操作得到精炼后钢液C；
步骤4：向钢液C中喂入Ca-Si线，进行软吹氩，完成最终精炼，进入下一工序。
所述的步骤2中，铁水加入前LF精炼炉内钢液温度为1500～1550℃。所述的步骤2中，所述的铁水加入量根据(I)、(II)式确定；
m钢×x钢-4％×m铁＝(m钢+m铁)×x目标 (I)
m实际＝α×m铁 (II)
式(I)、(II)中：
m钢—LF炉中钢液的质量，t；
x钢—钢液中O的质量分数，％；
m铁—理论计算加入的铁水量，t；
x目标—精炼后钢液中O的质量分数，取x目标＝0.001％；
m实际—铁水的实际加入量，t；
系数α取1～3。
所述的步骤2中,所加铁水为预处理后铁水的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过向LF炉中添加铁水进行炉外精炼，利用铁水中的C与钢液中的O发生氧化还原放热反应加热钢液，从而降低石墨电极的消耗和加热时间，并去除钢液中的O，其,反应式为：[C]+[O]＝CO(g)。同时，产生的气体能促进夹杂物的上浮。因此，铁水能部分代替脱氧剂和氩气，减少了脱氧剂、氩气的使用，减少了石墨电极的消耗及加热时间，节约了电能，缩短了冶炼周期，在保证产品质量的同时，降低了钢材产品的生产成本；铁水中的Si、Mn还可以作为合金元素，从而降低合金用量，且近年来铁矿石价格下降导致铁水价格降低，多利用铁水炼钢更能降低成本，提高效益。
具体实施方式
本发明的一种LF炉添加铁水精炼工艺的具体实施例如下：
实施例1
120t LF炉添加铁水精炼工艺，具体步骤如下：
步骤1，转炉出钢后，向120t LF炉加入造渣剂，开始连接吹氩，进入LF炉精炼位置后，电极下降，通电加热，使钢液温度升高至1500～1550℃；开始精炼操作；
步骤2，造渣精炼10min后得到钢液A，对钢液A测温，取样检测，测得的钢液A温度为1530℃；采用化学元素全分析方法检测钢液中氧的质量分数为0.065％，根据式(I)、(II)计算铁水加入量，得：
m钢×x钢-4％×m铁＝(m钢+m铁)×x目标 (I)
m实际＝α×m铁 (II)
Figure BDA0001941288720000031
m铁＝1.92t，因此，实际加入铁水量m实际＝α×1.92t，这里α取2.5，m实际＝2.5×1.92t＝4.8t。
步骤3：将4.8t铁水加入后继续精炼，5min后的得到钢液B，对钢液B测温、取样，测得钢液B温度为1570℃，加入造渣剂，进行合金化操作，得到精炼后钢液C；
步骤4：向精炼后钢液C中喂入Ca-Si线，进行软吹氩，完成最终精炼，进入下一工序，冶炼时间约为45min。
相比于传统工艺(即采用全钢水LF精炼工艺)，采用本发明的工艺生产时，LF炉石墨电极加热时间缩短5～15min，软吹氩时间减少8～12min。
实施例2
120t LF炉添加铁水精炼工艺，具体步骤如下：
步骤1，转炉出钢后，120t LF炉开始连接吹氩，并加入造渣剂，进入LF炉精炼位置，电极下降，通电加热，使钢液温度升高至1500～1550℃；开始造渣精炼操作；
步骤2：造渣精炼10min后，得到钢液A，对钢液A取样检测，测得的钢液A温度为1536℃；采用化学元素全分析方法检测得钢液A中氧的质量分数为0.054％，根据式(I)、(II)计算铁水加入量，得：
m钢×x钢-4％×m铁＝(m钢+m铁)×x目标 (I)
m实际＝α×m铁 (II)
Figure BDA0001941288720000032
m铁＝1.59t，因此，实际加入铁水量m实际＝α×1.59t，这里α取2.5，m实际＝2.5×1.59t＝4.77t。
步骤3：将4.77t铁水加入后继续精炼，10min后得到钢液B，对钢液B测温取样检测，测得钢液B温度为1577℃，加入造渣剂，进行合金化操作，得到精炼后钢液C；
步骤4：向精炼后钢液C中喂入Ca-Si线，进行软吹氩，完成最终精炼，进入下一工序，冶炼时间为43min。
相比于传统工艺(即采用全钢水LF精炼工艺)，采用本发明的工艺生产时，LF炉石墨电极加热时间缩短5～15min，软吹氩时间减少8～12min。

Claims (3)

1.一种LF炉添加铁水精炼工艺，其特征在于如下步骤：
步骤1：转炉出钢过程中，在钢包内加入造渣剂，进行吹氩，待钢包进入LF炉精炼位置，电极下降，通电加热，开始造渣精炼；
步骤2：造渣精炼8~12min后，得到钢液A,对钢液A测温、取样，测定钢液A中氧的质量分数，待 钢液A中氧的质量分数为0.06%±0.03%时，根据(I)、(II)式计算铁水加入量，并将所需铁水加入LF炉：
m 钢×x 钢-4%×m 铁=(m 钢+m 铁)×x 目标 (I)
m 实际=α×m 铁 (II)
式(I)、(II)中：
m 钢—LF炉中钢液的质量，t，
x 钢—钢液中O的质量分数，%，
m 铁—理论计算加入的铁水量，t，
x 目标—精炼后钢液中O的质量分数，取x目标=0.001%，
m 实际—铁水的实际加入量，t，
系数α取1~3；
步骤3：铁水加入后继续精炼4-6min后，得到钢液B,对钢液B进行测温、取样，加入造渣剂，进行合金化操作得到精炼后钢液C；
步骤4：向钢液C中吸入Ca-Si线，进行软吹氩，完成最终精炼，进入下一工序。
2.根据权利要求1所述的一种LF炉添加铁水精炼工艺，其特征在于所述的步骤2中，所述的铁水加入前LF精炼炉内钢液温度为1500~1550℃。
3.根据权利要求1所述的一种LF炉添加铁水精炼工艺，其特征在于所述的步骤2中，所述铁水为预处理后铁水的一种或多种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3960547A (en) * 1972-12-18 1976-06-01 Youngstown Sheet And Tube Company Steelmaking process
JPH0617497B2 (ja) * 1987-10-16 1994-03-09 株式会社神戸製鋼所 キュポラ溶解用鋳物用銑鉄の製造方法
CN102839255A (zh) * 2012-09-07 2012-12-26 南京钢铁股份有限公司 一种电炉二次加铁水快速脱氧保碳方法

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