CN110804685A - 一种转炉出钢渣洗精炼工艺 - Google Patents

一种转炉出钢渣洗精炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种转炉出钢渣洗精炼工艺，属于炼钢技术领域，该工艺的强脱硫脱氧是：转炉出钢当钢水铺满包底时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入渣洗料和白灰小渣；转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为1.5~2.5kg/t钢；出钢过程钢包底吹氩气流量≥500NL/min；出钢结束向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.3~0.5kg/t；钢渣氧化性（FeO+MnO）≤2%，炉渣性能指数w（CaO）/w（Al2O3）=1.5~2.0；本发明实现了在无精炼炉条件下，通过出钢渣洗工艺脱硫、脱氧，有效去除钢中夹杂，改善连铸可浇性，提高铸坯洁净度。

Description

一种转炉出钢渣洗精炼工艺
技术领域
本发明涉及一种转炉出钢渣洗精炼工艺，属于炼钢技术领域。
背景技术
目前，绝大多数钢厂在生产品种钢或者铝镇静钢时，为保证产品质量或者保证连铸多炉连浇，出炉的钢水都要经过LF炉、RH、VD等一系列炉外精炼处理，钢水精炼的作用为脱氧、脱硫及去除夹杂等，以确保品种钢质量。如某些品种钢或铝镇静钢不经过精炼处理，由于脱氧过程中会生成较多的Al2O3类夹杂物，而这种夹杂物不有效去除在连铸浇钢过程中这种Al2O3类夹杂物会附着在连铸上水口和浸入式水口内壁上，从而造成连铸絮水口，影响连铸顺浇性，从而影响正常生产，且钢的产品质量也得不到保证。而采取钢水精炼设备投资大，生产成本高，所以开发了炼钢出钢渣洗精炼工艺。
中国专利 201010146899.X公开了一种转炉出钢渣洗预脱硫精炼工艺，该发明采用出钢前在钢包底部加入合成渣，出钢2min时随钢流连续均匀的加入白灰，该方法的特点是对渣洗工艺脱硫进行研究，但未对渣洗工艺的脱氧和去除夹杂进行分析，且渣洗料成分组成及渣洗工艺参数存在差异。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转炉出钢渣洗精炼工艺，通过对转炉出钢过程脱氧方式、渣洗料成分、渣洗量、渣洗配比、渣洗料加入时机等因素进行***分析，确定了转炉出钢渣洗精炼工艺，使渣洗工艺操作更简单，适用性广，无需专用设备，不占用工序时间，与其他精炼工艺（LF、RH、VD）相比能够降低生产成本，节约工序时间，在生产某些钢种时完全可以利用合成渣渣洗替代其他精炼装置，实现脱硫、脱氧、改变夹杂物形态、去除钢中夹杂的目的，提高钢的洁净度，改善连铸可浇性，改善钢的质量。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种转炉出钢渣洗精炼工艺，包括原料准备，转炉出钢，强脱硫脱氧，渣脱氧；
（1）原料准备
采用含铝预熔性渣洗料、铝粒、白灰小渣为脱硫、脱氧原料，其中：含铝预熔性渣洗料，由以下原料按重量百分比组成：CaO 39%~45%，Al2O3 28~35%，SiO2 0%~5%，MgO 0%~5%，Al 7%~10%，CaF2 4%~10%；铝粒，Al≥99.9%；白灰小渣，由以下原料按重量百分比组成：CaO 85%~93%，SiO2 0%~3%；
（2）强脱硫脱氧
（ⅰ）转炉出钢30S时钢水铺满包底，此时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入含铝预熔性渣洗料1~3kg/t钢和白灰小渣3~5kg/t钢，同时加入萤石0.25kg/t钢；
（ⅱ）转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为1.5~2.5kg/t钢；
（ⅲ）转炉出钢3~4min时钢包底吹流量≥500NL/min，通过钢包底吹氩强大的搅拌动能，使渣洗料、白灰小渣与钢水混匀，液态的渣洗料液滴能立即与脱氧产物结合、吸附并快速上浮排除；
（ⅳ）转炉出钢到3/4时进行出钢挡渣，直至转炉出钢结束；
（3）渣脱氧
转炉出钢结束后向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.3~0.5kg/t；铝粒加入后，立即将钢包运送到吹氩站，钢水进入软吹氩阶段，过程持续时间≥12min，软吹氩液面裸露直径100~200mm；
（4）顶渣成分控制
钢渣氧化性（FeO+MnO）≤2%，炉渣性能指数w（CaO）/w（Al2O3）=1.5~2.0；顶渣碱度＞6。
进一步的优选方案是：含铝预熔性渣洗料的粒度为10~30mm；白灰小渣的粒度为10~40mm，活性度≥320。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
（1）去除夹杂净化钢液作用：出钢过程中加入的渣洗料在钢包底吹氩强大的搅拌动能下，与钢水迅速混合并进行充分的热交换而融化，这些熔化了的合成渣含有大量Al2O3的铝酸钙。对固相的脱氧产物Al2O3有较好的吸附能力，从而凝聚在一起长大，迅速上浮，从而使成品钢中夹杂物数量减少。
（2）钢水脱氧作用：钢水渣洗后，钢中全氧含量由之前40-50ppm降低到30ppm左右，且钢包渣FeO和MnO总和也由之前6%下降到1~2%。
（3）钢水脱硫作用：渣洗工艺提高钢包渣碱度和降低氧化铁含量，有效提高了出钢过程的脱硫，渣洗工艺的脱硫率可达25%~35%。
（4）提高连铸可浇性：渣洗工艺使得钢中Al2O3夹杂得到有效降低，钢水洁净度得到了提升，夹杂絮水口情况大大降低，连浇炉数由之前15炉/中包提高到27炉/中包。
（5）生产成本低：通过出钢渣洗精炼工艺，减少了精炼设备，降低生产成本。
具体实施方式
以下结合实施例详述本发明。
实施例1：
钢种SPHC，120t转炉出钢，出钢温度1650℃。
（1）原料准备
主要原料采用含铝预熔性渣洗料、铝粒以及白灰小渣进行脱硫、脱氧。其中，含铝预熔性渣洗料，由以下原料按重量百分比组成：CaO：39%~45%，Al2O3：28~35%，SiO2：0%~5%，MgO：0%~5%，Al：7%~10%，CaF2：4%~10%， 粒度10~30mm;铝粒，由以下原料按重量百分比组成：Al≥99.9%；白灰小渣，由以下原料按重量百分比组成：CaO：85%~93%，SiO2：0%~3%，活性度≥320，粒度10~40mm。
（2）强脱硫脱氧
转炉出钢与强脱硫脱氧几乎同时进行，故强脱硫脱氧按照转炉出钢时间进行控制：
（ⅰ）转炉出钢30S时钢水铺满包底，此时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入含铝预熔性渣洗料2.5kg/t钢和白灰小渣3.5kg/t钢，同时加入萤石0.25kg/t钢。
（ⅱ）转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为2.2kg/t钢。
（ⅲ）转炉出钢3.7min时进行强脱硫脱氧，钢包底吹流量应达到780NL/min，通过钢包底吹氩强大的搅拌动能，让渣洗料、白灰小渣与钢水进行充分搅拌混匀，液态的渣洗料液滴能立即与脱氧产物结合、吸附并快速上浮排除，实现净化钢液、提高钢水质量、改善钢水流动性的作用。
（ⅳ）转炉钢水出到3/4时进行出钢挡渣，直至转炉出钢结束，杜绝出钢过程下渣，保证钢水质量。
（3）渣脱氧
转炉出钢结束后向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.4kg/t。铝粒加入后，立即将钢包运送到吹氩站，钢水进入软吹氩阶段，过程持续时间17min，软吹氩液面裸露直径100~200mm。
钢包顶渣成分情况：CaO：53.68%，w（CaO）/w（Al2O3）=1.65，（FeO+MnO）=1.5%，顶渣碱度10.2。钢中S含量由炉前150ppm脱除到100ppm，出钢渣洗的脱硫率达33.33%。钢中全氧含量26ppm，通过轧成带钢进行夹杂物评级，夹杂物等级为0.5级。
实施例2：
钢种Q235BL，120t转炉出钢，出钢温度1643℃。
（1）原料准备
主要原料采用含铝预熔性渣洗料、铝粒以及白灰小渣进行脱硫、脱氧。其中，含铝预熔性渣洗料，由以下原料按重量百分比组成：CaO：39%~45%，Al2O3：28~35%，SiO2：0%~5%，MgO：0%~5%，Al：7%~10%，CaF2：4%~10%， 粒度10~30mm;铝粒，由以下原料按重量百分比组成：Al≥99.9%；白灰小渣，由以下原料按重量百分比组成：CaO：85%~93%，SiO2：0%~3%，活性度≥320，粒度10~40mm。
（2）强脱硫脱氧
转炉出钢与强脱硫脱氧几乎同时进行，故强脱硫脱氧按照转炉出钢时间进行控制：
（ⅰ）转炉出钢30S时钢水铺满包底，此时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入含铝预熔性渣洗料2kg/t钢和白灰小渣3kg/t钢，同时加入萤石0.25kg/t钢。
（ⅱ）转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为1.7kg/t钢。
（ⅲ）转炉出钢3.5min时进行强脱硫脱氧，钢包底吹流量应达到658NL/min，通过钢包底吹氩强大的搅拌动能，让渣洗料、白灰小渣与钢水进行充分搅拌混匀，液态的渣洗料液滴能立即与脱氧产物结合、吸附并快速上浮排除，实现净化钢液、提高钢水质量、改善钢水流动性的作用。
（ⅳ）转炉钢水出到3/4时进行出钢挡渣，直至转炉出钢结束，杜绝出钢过程下渣，保证钢水质量。
（3）渣脱氧
转炉出钢结束后向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.3kg/t。铝粒加入后，立即将钢包运送到吹氩站，钢水进入软吹氩阶段，过程持续时间14min，软吹氩液面裸露直径100~200mm。
钢包顶渣成分情况：CaO：51.57%，w（CaO）/w（Al2O3）=1.56，（FeO+MnO）=1.8%，顶渣碱度9.5。钢中S含量由炉前230ppm脱除到170ppm，出钢渣洗的脱硫率达26.09%。钢中全氧含量32ppm，通过轧成带钢进行夹杂物评级，夹杂物等级为1.5级。
实施例3：
钢种Q195L，120t转炉出钢，出钢温度1648℃。
（1）原料准备
主要原料采用含铝预熔性渣洗料、铝粒以及白灰小渣进行脱硫、脱氧。其中，含铝预熔性渣洗料，由以下原料按重量百分比组成：CaO：39%~45%，Al2O3：28~35%，SiO2：0%~5%，MgO：0%~5%，Al：7%~10%，CaF2：4%~10%， 粒度10~30mm;铝粒，由以下原料按重量百分比组成：Al≥99.9%；白灰小渣，由以下原料按重量百分比组成：CaO：85%~93%，SiO2：0%~3%，活性度≥320，粒度10~40mm。
（2）强脱硫脱氧
转炉出钢与强脱硫脱氧几乎同时进行，故强脱硫脱氧按照转炉出钢时间进行控制：
（ⅰ）转炉出钢30S时钢水铺满包底，此时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入含铝预熔性渣洗料1.5kg/t钢和白灰小渣4kg/t钢，同时加入萤石0.25kg/t钢。
（ⅱ）转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为1.9kg/t钢。
（ⅲ）转炉出钢3min时进行强脱硫脱氧，钢包底吹流量应达到726NL/min，通过钢包底吹氩强大的搅拌动能，让渣洗料、白灰小渣与钢水进行充分搅拌混匀，液态的渣洗料液滴能立即与脱氧产物结合、吸附并快速上浮排除，实现净化钢液、提高钢水质量、改善钢水流动性的作用。
（ⅳ）转炉钢水出到3/4时进行出钢挡渣，直至转炉出钢结束，杜绝出钢过程下渣，保证钢水质量。
（3）渣脱氧
转炉出钢结束后向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.3kg/t。铝粒加入后，立即将钢包运送到吹氩站，钢水进入软吹氩阶段，过程持续时间15min，软吹氩液面裸露直径100~200mm。
钢包顶渣成分情况：CaO：52.68%，w（CaO）/w（Al2O3）=1.68，（FeO+MnO）=1.6%，顶渣碱度10.2。钢中S含量由炉前210ppm脱除到150ppm，出钢渣洗的脱硫率达28.57%。钢中全氧含量29ppm，通过轧成带钢进行夹杂物评级，夹杂物等级为1.0级。
以上仅是本发明的优选实施例，应当指出，尽管参照优选实施例对本发明作了详细说明，对于本领域的普通技术人员来说，可以对本发明的技术方案进行若干改进和润饰，但不脱离本发明技术方案的实质和范围，这些改进和润饰也视为本发明专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种转炉出钢渣洗精炼工艺，包括原料准备，转炉出钢，强脱硫脱氧，渣脱氧；其特征在于：
（1）原料准备
采用含铝预熔性渣洗料、铝粒、白灰小渣为脱硫、脱氧原料，其中：含铝预熔性渣洗料，由以下原料按重量百分比组成：CaO 39%~45%，Al2O3 28~35%，SiO2 0%~5%，MgO 0%~5%，Al 7%~10%，CaF2 4%~10%；铝粒，Al≥99.9%；白灰小渣，由以下原料按重量百分比组成：CaO 85%~93%，SiO2 0%~3%；
（2）强脱硫脱氧
（ⅰ）转炉出钢30S时钢水铺满包底，此时，通过合金溜槽向钢包中连续均匀的投入含铝预熔性渣洗料1~3kg/t钢和白灰小渣3~5kg/t钢，同时加入萤石0.25kg/t钢；
（ⅱ）转炉出钢1min时加入铝粒强脱氧，铝粒加入量为1.5~2.5kg/t钢；
（ⅲ）转炉出钢3~4min时钢包底吹流量≥500NL/min，通过钢包底吹氩强大的搅拌动能，使渣洗料、白灰小渣与钢水混匀，液态的渣洗料液滴能立即与脱氧产物结合、吸附并快速上浮排除；
（ⅳ）转炉出钢到3/4时进行出钢挡渣，直至转炉出钢结束；
（3）渣脱氧
转炉出钢结束后向钢包渣面加铝粒进行渣脱氧，加入量0.3~0.5kg/t；铝粒加入后，立即将钢包运送到吹氩站，钢水进入软吹氩阶段，过程持续时间≥12min，软吹氩液面裸露直径100~200mm；
（4）顶渣成分控制
钢渣氧化性（FeO+MnO）≤2%，炉渣性能指数w（CaO）/w（Al2O3）=1.5~2.0；顶渣碱度＞6。
2.根据权利要求1所述的一种转炉出钢渣洗精炼工艺，其特征在于：含铝预熔性渣洗料的粒度为10~30mm；白灰小渣的粒度为10~40mm，活性度≥320。
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