CN110747305A - 一种用rh单联工艺生产低硫含磷if钢的转炉炼钢方法 - Google Patents

一种用rh单联工艺生产低硫含磷if钢的转炉炼钢方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，包括以下步骤：优化转炉装入制度、优化造渣制度、转炉终点控制以及脱氧合金化制度；本发明设计的转炉炼钢方法选择合适Si含量和高温铁水，提高铁水配比，有利于提高转炉热量，为提高转炉终点钢水温度和弥补后续工序钢水处理温降创造了条件，为RH处理提供了温度保障；适当提高转炉石灰加入量和提高钢水温度，有利于促进脱硫反应的进行，确保了钢水硫含量符合要求；转炉终点钢水控制较高的含氧量，为在转炉工序加入部分合金并确保RH钢水到站含氧量满足脱碳要求提供了保障，且减轻了RH合金加入负担，有利于缩短RH的处理周期。

Description

一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，具体涉及一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法。
背景技术
低硫含磷高强IF钢是以超低碳钢为基础，通过添加一定量的P、Mn以及Si等元素达到高强度的目的，加入微合金元素Nb、Ti和B等固溶强化元素，获得优良深冲性能和非时效性，其炼钢生产工艺为铁水KR预处理→转炉→RH→连铸。在生产中存在各工序温度以及碳含量、硫含量不易控制，RH处理周期长、与铸机生产周期不匹配等问题。
超低碳低硫含磷高强IF钢用于汽车四个车门的内板加强件等零件，该钢种不仅要求成分精确控制，而且要求钢质纯净。为了达到上述目的，一般采用RH单联工艺生产该钢种，在RH完成深脱碳和去除夹杂。因RH不具备脱硫条件，也缺乏有效的温度调节手段，因此对前一道转炉工序的终点钢水氧含量、硫含量和温度提出了严格的要求。另外，在生产该类钢种时，常规工艺合金加入时机是在RH脱碳完毕后集中加入，因该钢种的合金量较大，如果合金全部在RH工序加入，将需要10分钟左右，延长了RH处理时间，使RH与连铸的生产周期不相匹配，不利于炼钢厂的生产组织。用于该钢种生产的现有工艺主要存在以下缺点：1、碳、硫含量偶尔出现出格现象；2、温度不易精准控制；3、RH的处理周期长，与铸机浇铸周期不匹配。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，包括以下步骤：优化转炉装入制度、优化造渣制度、转炉终点控制以及脱氧合金化制度；
所述优化转炉装入制度为将转炉出钢温度提高至1740℃，较其他钢种高80℃，为此需提高转炉的入炉热量，提高转炉的入炉热量的步骤为：
(1)改变铁水、废钢的配比，即将铁水比例由87％提高至不低于90％，
(2)限定铁水条件，①铁水温度，要求铁水初始温度不低于1450℃，脱硫完毕后铁水温度不低于1400℃，②铁水中S含量，铁水初始S含量≤0.020％，对铁水深脱硫处理，脱硫后铁水S含量≤0.003％，并将脱硫渣扒除干净，确保铁水表面亮液面≥95％，③铁水中Si含量，铁水中的Si氧化后不仅为转炉提供大量的热量，而且决定了石灰、轻烧白云石等造渣料的加入量，亦即决定了转炉渣量的大小，因此铁水中Si含量控制在0.50％～0.70％，
(3)限定废钢条件，采用优质废钢，废钢中的S含量不高于0.020％；
优化造渣制度的步骤为：
(1)控制石灰加入量，高碱度炉渣有利于脱硫反应的进行，为了提高转炉炉渣的脱硫能力，在冶炼该钢种时，增加石灰的加入量5～8kg/吨钢，使炉渣的二元碱度R不小于3.3，
(2)控制轻烧白云石加入量，为缓解对炉衬的侵蚀，在冶炼该钢种时，轻烧白云石的加入量增加3～6kg/吨钢，使转炉终渣中MgO含量不低于10％；
转炉终点控制的步骤为：
(1)控制转炉终点钢水氧含量，为确保钢水RH到站氧含量满足脱碳要求，需要将转炉终点钢水氧含量控制在900ppm～1200ppm，
(2)控制转炉终点钢水温度，因该钢种加入合金量较大，需要吸收大量热量，另外在RH处理过程中，钢水也会产生温降，为了弥补转炉出钢后后续工序处理过程中的温降，须将转炉终点钢水温度控制在1730～1750℃；
脱氧合金化制度的步骤为：
为了减轻RH工序合金加入负担，缩短RH处理周期，在转炉出钢过程中先部分加入脱氧能力弱的金属锰铁和磷铁，根据终点钢水氧含量的高低，锰铁和磷铁的加入量分别为15.0～18.0kg/吨钢和2.5～2.8kg/吨钢，氧含量高时取上限，氧含量低时取下限，确保RH到站钢水氧含量不低于400ppm。
具体的是，所述改变铁水、废钢的配比，转炉炼钢的主原料主要包括铁水和废钢，铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源，废钢作为冷却剂加入炉内。
具体的是，所述铁水中Si含量因转炉渣量影响着炉渣的脱硫的能力，在相同条件下，渣量越大，炉渣脱硫能力越大，越有利于低硫钢的生产，但如果铁水中Si含量过高，易导致吹炼过程中发生喷溅，因此需要选择Si含量合适的铁水，既确保转炉热量和炉渣脱硫能力，又能确保吹炼过程平稳。
具体的是，所述控制轻烧白云石加入量主要目的是提高终渣MgO含量，减少炉渣对炉衬的侵蚀。
具体的是，所述控制转炉终点钢水氧含量在转炉出钢过程中先加入部分合金，达到一定的脱氧作用。
具体的是，所述脱氧合金化制度在加完锰铁和磷铁后，剩余锰铁和磷铁以及其他易氧化的合金如硅铁、钛铁、硼铁或贵重合金如铌铁在RH工序加入。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法选择合适Si含量和高温铁水，提高铁水配比，有利于提高转炉热量，为提高转炉终点钢水温度和弥补后续工序钢水处理温降创造了条件，为RH处理提供了温度保障；选择低硫铁水和低硫废钢，有利于减少原料带来的硫，减轻转炉的脱硫负担；适当提高转炉石灰加入量和提高钢水温度，有利于促进脱硫反应的进行，确保了钢水硫含量符合要求；转炉终点钢水控制较高的含氧量，为在转炉工序加入部分合金并确保RH钢水到站含氧量满足脱碳要求提供了保障，且减轻了RH合金加入负担，有利于缩短RH的处理周期。
附图说明
无
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，包括以下步骤：
1、优化转炉装入制度
因该钢种加入大量的合金吸收热量，引起钢水降温，另外，在RH处理过程中钢水也要降温，为了弥补后续工序的温降，须将转炉出钢温度提高至1740℃，较其他钢种高80℃，为此需提高转炉的入炉热量；
(1)改变铁水、废钢配比
转炉炼钢的主原料主要包括铁水和废钢，铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源，废钢作为冷却剂加入炉内，因此为了获取更多的热量，在保证总装入量不变的情况下，将铁水比例由87％提高至不低于90％；
(2)限定铁水条件
①铁水温度
要求铁水初始温度不低于1450℃，脱硫完毕后铁水温度不低于1400℃，铁水温度高，不仅提高铁水物理热，进而有利于提高转炉热量，而且还有利于促进铁水脱硫反应的进行；
②铁水中S含量
铁水初始S含量≤0.020％。对铁水深脱硫处理，脱硫后铁水S含量≤0.003％，并将脱硫渣扒除干净，确保铁水表面亮液面≥95％；
③铁水中Si含量
铁水中Si氧化后不仅为转炉提供大量的热量，而且决定了石灰、轻烧白云石等造渣料的加入量，亦即决定了转炉渣量的大小，而转炉渣量影响着炉渣的脱硫的能力，在相同条件下，渣量越大，炉渣脱硫能力越大，越有利于低硫钢的生产，但如果铁水中Si含量过高，易导致吹炼过程中发生喷溅，因此需要选择Si含量合适的铁水，既确保转炉热量和炉渣脱硫能力，又能确保吹炼过程平稳，根据生产实际，铁水中Si含量控制在0.50％～0.70％；
(3)限定废钢条件
采用优质废钢，废钢中的S含量不高于0.020％。
2、优化造渣制度
(1)控制石灰加入量
高碱度炉渣有利于脱硫反应的进行，为了提高转炉炉渣的脱硫能力，冶炼该钢种时，增加石灰的加入量5～8kg/吨钢，使炉渣的二元碱度R不小于3.3；
(2)控制轻烧白云石加入量
加入轻烧白云石主要目的是提高终渣MgO含量，减少炉渣对炉衬的侵蚀，因为冶炼该钢种时，终点钢水含氧量和温度都较常规钢种高出很多，对炉衬的侵蚀加剧，为缓解对炉衬的侵蚀，在冶炼该钢种时，轻烧白云石的加入量增加3～6kg/吨钢，使转炉终渣中MgO含量不低于10％。
3、转炉终点控制
(1)控制转炉终点钢水氧含量
为了减轻RH工序合金加入负担，缩短RH处理周期，本发明采用在转炉出钢过程中先加入部分合金，虽然在该工序加入的合金脱氧能力较弱，但仍有一定的脱氧作用，为了确保钢水RH到站氧含量满足脱碳要求，需要将转炉终点钢水氧含量控制在900ppm～1200ppm；
(2)控制转炉终点钢水温度
因该钢种加入合金量较大，需要吸收大量热量，另外在RH处理过程中，钢水也会产生温降，为了弥补转炉出钢后后续工序处理过程中的温降，须将转炉终点钢水温度控制在1730～1750℃。
4、脱氧合金化制度
如上所述，为了减轻RH工序合金加入负担，缩短RH处理周期，在转炉出钢过程中先部分加入脱氧能力弱的金属锰铁和磷铁，根据终点钢水氧含量的高低，锰铁和磷铁的加入量分别为15.0～18.0kg/吨钢和2.5～2.8kg/吨钢，氧含量高时取上限，氧含量低时取下限，确保RH到站钢水氧含量不低于400ppm；剩余锰铁和磷铁以及其他易氧化的合金如硅铁、钛铁、硼铁或贵重合金如铌铁在RH工序加入。
本发明的具体实施例如下：
实施例1
炉次号：191354500，钢种牌号：SR250P1，总装入量：241t。
1、入炉铁水及废钢情况
表1入炉铁水及废钢情况
2、造渣料加入情况
石灰加入量：11.2t，轻烧白云石加入量：4.8t。转炉终渣碱度：3.35，转炉终渣MgO含量：10.3％。
3、转炉终点控制情况
终点氧含量：1002ppm，终点硫含量：0.0028％，终点温度：1738℃。
4、转炉出钢过程中合金加入情况
锰铁加入量：3606kg，磷铁加入量：586kg。
5、RH到站钢水情况
到站钢水氧含量：480ppm，到站温度：1648℃。
6、RH处理情况
RH处理时间为36分钟；RH处理后钢水情况：碳含量：0.0024％，硫含量：0.0032％，温度：1591℃。
实施例2
炉次号：192423600，钢种牌号：SR250P1，总装入量：245t。
1、入炉铁水及废钢情况
表2入炉铁水及废钢情况
Figure BDA0002260322400000061
2、造渣料加入情况
石灰加入量：12.8t，轻烧白云石加入量：5.2t。转炉终渣碱度：3.40，转炉终渣MgO含量：10.5％。
3、转炉终点控制情况
终点氧含量：1142ppm，终点硫含量：0.0040％，终点温度：1745℃。
4、转炉出钢过程中合金加入情况
锰铁加入量：3880kg，磷铁加入量：610kg。
5、RH到站钢水情况
到站钢水氧含量：465ppm，到站温度：1651℃。
6、RH处理情况
RH处理时间为35分钟；RH处理后钢水情况：碳含量：0.0020％，硫含量：0.0035％，温度：1588℃。
实施例3
炉次号：191354600，钢种牌号：SR250P1，总装入量：245t。
1、入炉铁水及废钢情况
表3入炉铁水及废钢情况
Figure BDA0002260322400000062
2、造渣料加入情况
石灰加入量：13.4t，轻烧白云石加入量：5.7t。转炉终渣碱度：3.38，转炉终渣MgO含量：10.4％。
3、转炉终点控制情况
终点氧含量：978ppm，终点硫含量：0.0028％，终点温度：1742℃。
4、转炉出钢过程中合金加入情况
锰铁加入量：3510kg，磷铁加入量：580kg。
5、RH到站钢水情况
到站钢水氧含量：426ppm，到站温度：1643℃。
6、RH处理情况
RH处理时间为37分钟；RH处理后钢水情况：碳含量：0.0022％，硫含量：0.0026％，温度：1590℃。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.一种用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，包括以下步骤：优化转炉装入制度、优化造渣制度、转炉终点控制以及脱氧合金化制度；
所述优化转炉装入制度为将转炉出钢温度提高至1740℃，较其他钢种高80℃，为此需提高转炉的入炉热量，提高转炉的入炉热量的步骤为：
(1)改变铁水、废钢的配比，即将铁水比例由87％提高至不低于90％，
(2)限定铁水条件，①铁水温度，要求铁水初始温度不低于1450℃，脱硫完毕后铁水温度不低于1400℃，②铁水中S含量，铁水初始S含量≤0.020％，对铁水深脱硫处理，脱硫后铁水S含量≤0.003％，并将脱硫渣扒除干净，确保铁水表面亮液面≥95％，③铁水中Si含量，铁水中的Si氧化后不仅为转炉提供大量的热量，而且决定了石灰、轻烧白云石等造渣料的加入量，亦即决定了转炉渣量的大小，因此铁水中Si含量控制在0.50％～0.70％，
(3)限定废钢条件，采用优质废钢，废钢中的S含量不高于0.020％；
优化造渣制度的步骤为：
(1)控制石灰加入量，高碱度炉渣有利于脱硫反应的进行，为了提高转炉炉渣的脱硫能力，在冶炼该钢种时，增加石灰的加入量5～8kg/吨钢，使炉渣的二元碱度R不小于3.3，
(2)控制轻烧白云石加入量，为缓解对炉衬的侵蚀，在冶炼该钢种时，轻烧白云石的加入量增加3～6kg/吨钢，使转炉终渣中MgO含量不低于10％；
转炉终点控制的步骤为：
(1)控制转炉终点钢水氧含量，为确保钢水RH到站氧含量满足脱碳要求，需要将转炉终点钢水氧含量控制在900ppm～1200ppm，
(2)控制转炉终点钢水温度，因该钢种加入合金量较大，需要吸收大量热量，另外在RH处理过程中，钢水也会产生温降，为了弥补转炉出钢后后续工序处理过程中的温降，须将转炉终点钢水温度控制在1730～1750℃；
脱氧合金化制度的步骤为：
为了减轻RH工序合金加入负担，缩短RH处理周期，在转炉出钢过程中先部分加入脱氧能力弱的金属锰铁和磷铁，根据终点钢水氧含量的高低，锰铁和磷铁的加入量分别为15.0～18.0kg/吨钢和2.5～2.8kg/吨钢，氧含量高时取上限，氧含量低时取下限，确保RH到站钢水氧含量不低于400ppm。
2.根据权利要求1所述的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，所述改变铁水、废钢的配比，转炉炼钢的主原料主要包括铁水和废钢，铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源，废钢作为冷却剂加入炉内。
3.根据权利要求1所述的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，所述铁水中Si含量因转炉渣量影响着炉渣的脱硫的能力，在相同条件下，渣量越大，炉渣脱硫能力越大，越有利于低硫钢的生产，但如果铁水中Si含量过高，易导致吹炼过程中发生喷溅，因此需要选择Si含量合适的铁水，既确保转炉热量和炉渣脱硫能力，又能确保吹炼过程平稳。
4.根据权利要求1所述的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，所述控制轻烧白云石加入量主要目的是提高终渣MgO含量，减少炉渣对炉衬的侵蚀。
5.根据权利要求1所述的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，所述控制转炉终点钢水氧含量在转炉出钢过程中先加入部分合金，达到一定的脱氧作用。
6.根据权利要求1所述的用RH单联工艺生产低硫含磷IF钢的转炉炼钢方法，其特征在于，所述脱氧合金化制度在加完锰铁和磷铁后，剩余锰铁和磷铁以及其他易氧化的合金如硅铁、钛铁、硼铁或贵重合金如铌铁在RH工序加入。
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