CN112322837A - 一种lf铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，包括如下步骤：S1、转炉炼钢，转炉终点温度控制范围1610‑1660℃；废钢加入量≤70吨；转炉吹炼后期采用强底吹模式，加强熔池搅拌。该LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，通过工艺设计调整转炉出钢、吹氩站和LF精炼任务分工，形成转炉出钢、吹氩站和LF精炼的“三位一体”精炼工艺，使LF造渣工作前移，并制定快速化渣工艺制度，通过设计优化，出钢过程添加80％以上的造渣渣料，充分利用出钢钢流冲击动能、钢水显热和钢包底吹氩搅拌动力学条件促进渣料熔化；氩站采用顶底强搅和适当的脱氧工艺，快速成渣促使钢渣反应，实现顶渣还原预脱硫，减少LF造渣脱硫负担；LF目标一次升温基本完成造渣和脱硫任务。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，具体为一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺。
背景技术
LF炉精炼作为一道重要的冶炼工艺，其造渣脱硫是主要功能之一，虽然已能满足生产20ppm硫以下钢种，但工序精炼过程时间长，且脱硫率有进一步提升的空间。精炼周期偏长导致电耗、电极消耗、氩气消耗的增加以及钢包耐材寿命的降低、，同时也常常因为节点原因导致连铸降拉速生产甚至断浇事故的发生，拉速频繁变动也会对铸坯质量产生较大影响。相比转炉冶炼和连铸工序，当前LF工序处理时间已成为制约整个炼钢流程实现整体高效化的瓶颈。
此外，从精炼作业标准化和智能化发展趋势看，目前的LF作业模式主要依赖操作工个人经验，存在多次强搅拌反复造渣，影响处理周期和消耗的增加，不利于推广作业标准化和精炼智能化。因此，从缩短冶炼周期、降低成本和合理分配造渣脱硫等精炼任务，推动精炼作业标准化和智能化出发，有必要开发一种LF路径铝镇静钢高效造渣脱硫的工艺。
专利CN105950828A公布了一种减少钢液进LF炉冶炼时间的方法，通过出钢过程加入一定量的预配造渣材料(包含石灰为35％-55％，三氧化二铝粉末为35％-40％，铝粒12％-20％，金属钙2％-5％，二氧化硅粉3％-5％)，出钢结束后在钢液总中加入0.05-0.08kg/吨钢的活性金属Ca，将钢液中的S置换出来，降低钢液中的S含量，缩短LF脱硫时间。但金属钙是较活泼元素，转炉出钢后加金属钙很难控制不被氧化，造成生产过程脱硫不稳定，同时增加了生产成本。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，该工艺通过转炉出钢、吹氩站和LF精炼的“三位一体”精炼工艺，实现早化渣、化透渣，钢包顶渣早还原和高效精炼的目的，实现了LF高效精炼工艺升级和标准化作业，提高过程及LF脱硫效率，降低LF精炼作业时间、电耗、电极消耗等经济技术指标的目的。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，包括如下步骤：
S1、转炉炼钢，转炉终点温度控制范围1610-1660℃；废钢加入量≤70吨；转炉吹炼后期采用强底吹模式，加强熔池搅拌，降低顶渣氧化性，降低转炉终点氧和终点碳含量；
S2、出钢过程利用红外下渣检测，采用挡渣锥+气动挡渣，严格控制转炉下渣量；出钢1/5时通过旋转料槽加入合金、辅料，加入过程动态调整旋转料槽对准钢流，并控制石灰加料速度，避免石灰加入过快来不及熔化而结坨。加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；其中预脱氧碳粉加入量为0.1kg/吨钢，石灰、铝粒和铝矾土则根据转炉终点副枪定氧结果加入，石灰加入量为5.0-7.5kg/吨钢，铝矾土为0.35-1.0kg/吨钢，铝粒为1.7-2.8kg/吨钢，全部在出钢结束前加完；
S3、出钢过程全程开钢包底吹氩，合金、渣料加完前保持强底吹，避免钢包内渣料堆积结大块，渣料加完后可适当调小底吹；
S4、吹氩站进站后先测温、定氧，根据定氧结果加入铝粒，铝粒加入量按出站Als成分目标范围为0.04-0.08％控制。铝粒加完后，钢包开底吹并下顶枪吹氩搅拌，搅拌强度以钢水不溅出钢包为宜，顶底吹氩搅拌3-6min后提顶枪并测温定氧出站，钢包底吹氩气待起吊时关停；
S5、LF进站后开钢包底吹氩气，吹氩流量600-1200Nl/min，待渣层吹破后调整吹氩流量为100-250Nl/min，然后测温取样1。升温前加入铝粒，铝粒加入量根据吹氩站出站Als成分，并按照钢种Als成分目标值中上限控制，吨钢加入量为0-0.8kg/吨；
S6、开始升温，底吹流量调整为200-400Nl/min，升温速率按照4℃/min，一次升温至造渣目标温度1600-1610℃，在二级模型计算温度达到1590℃时加入石灰，石灰加入量根据吹氩站出站S含量确定，吨钢加入量为0-2.5kg/吨钢；
S7、升温结束进行一次合金化，强搅3min后捞取渣样观察，根据渣样颜色及截面厚度判断是否需要补加适量铝切丸或石灰，当渣样呈白色、黄白或绿白色时，造渣结束；
S8、造渣结束后进行测温取样2，根据样2结果进行微调成分至目标值，合金加入并搅拌3min后按出站目标温度+5-15℃进行升温，升温结束后弱搅3min开始喂钙线380-450m，喂线速度160-220m/min，喂线结束后进行弱搅，氩气流量30-120Nl/min，钢水亮面控制在100-150mm，弱搅时间≥8min后起吊上连铸台浇注。
(三)有益效果
本发明提供了一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺。具备以下有益效果：
该LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，通过工艺设计调整转炉出钢、吹氩站和LF精炼任务分工，形成转炉出钢、吹氩站和LF精炼的“三位一体”精炼工艺，使LF造渣工作前移，并制定快速化渣工艺制度。通过设计优化，出钢过程添加80％以上的造渣渣料，充分利用出钢钢流冲击动能、钢水显热和钢包底吹氩搅拌动力学条件促进渣料熔化；氩站采用顶底强搅和适当的脱氧工艺，快速成渣促使钢渣反应，实现顶渣还原预脱硫，减少LF造渣脱硫负担；LF目标一次升温基本完成造渣和脱硫任务，大幅缩短LF炉处理周期，降低渣耗和能耗，整体实现LF路径铝镇静钢的高效精炼工艺升级和标准化作业。
具体实施方式
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，包括如下步骤：
S1、转炉炼钢，转炉终点温度控制范围1610-1660℃；废钢加入量≤70吨；转炉吹炼后期采用强底吹模式，加强熔池搅拌，降低顶渣氧化性，降低转炉终点氧和终点碳含量；
S2、出钢过程利用红外下渣检测，采用挡渣锥+气动挡渣，严格控制转炉下渣量；出钢1/5时通过旋转料槽加入合金、辅料，加入过程动态调整旋转料槽对准钢流，并控制石灰加料速度，避免石灰加入过快来不及熔化而结坨。加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；其中预脱氧碳粉加入量为0.1kg/吨钢，石灰、铝粒和铝矾土则根据转炉终点副枪定氧结果加入，石灰加入量为5.0-7.5kg/吨钢，铝矾土为0.35-1.0kg/吨钢，铝粒为1.7-2.8kg/吨钢，全部在出钢结束前加完；
S3、出钢过程全程开钢包底吹氩，合金、渣料加完前保持强底吹，避免钢包内渣料堆积结大块，渣料加完后可适当调小底吹；
S4、吹氩站进站后先测温、定氧，根据定氧结果加入铝粒，铝粒加入量按出站Als成分目标范围为0.04-0.08％控制。铝粒加完后，钢包开底吹并下顶枪吹氩搅拌，搅拌强度以钢水不溅出钢包为宜，顶底吹氩搅拌3-6min后提顶枪并测温定氧出站，钢包底吹氩气待起吊时关停；
S5、LF进站后开钢包底吹氩气，吹氩流量600-1200Nl/min，待渣层吹破后调整吹氩流量为100-250Nl/min，然后测温取样1。升温前加入铝粒，铝粒加入量根据吹氩站出站Als成分，并按照钢种Als成分目标值中上限控制，吨钢加入量为0-0.8kg/吨；
S6、开始升温，底吹流量调整为200-400Nl/min，升温速率按照4℃/min，一次升温至造渣目标温度1600-1610℃，在二级模型计算温度达到1590℃时加入石灰，石灰加入量根据吹氩站出站S含量确定，吨钢加入量为0-2.5kg/吨钢；
S7、升温结束进行一次合金化，强搅3min后捞取渣样观察，根据渣样颜色及截面厚度判断是否需要补加适量铝切丸或石灰，当渣样呈白色、黄白或绿白色时，造渣结束；
S8、造渣结束后进行测温取样2，根据样2结果进行微调成分至目标值，合金加入并搅拌3min后按出站目标温度+5-15℃进行升温，升温结束后弱搅3min开始喂钙线380-450m，喂线速度160-220m/min，喂线结束后进行弱搅，氩气流量30-120Nl/min，钢水亮面控制在100-150mm，弱搅时间≥8min后起吊上连铸台浇注。
本发明通过合理设计转炉出钢、吹氩站及LF精炼任务分工，确定了转炉出钢合金、渣料种类配比、及加入量以及加入顺序，制定了出钢快速化渣工艺及吹氩站顶底搅拌工艺，制定了LF升温、渣料加入标准等工艺参数，使得造渣脱硫工作前移，提高了转炉出钢过程脱硫率，减少了LF造渣脱硫负担，形成了转炉出钢、吹氩站、LF精炼的“三位一体”精炼工艺；LF造渣脱硫时间、吨钢电耗以及渣料消耗均明显降低；转炉、吹氩站、LF工序过程脱硫率及总脱硫率明显提高；增加了LF工序的缓冲能力，因LF工序节点原因导致的铸机降低比例同比降低1.39％，具有较好的经济效益。
实施例1
本实施例为“300t转炉→吹氩站→RH→连铸”工艺路径的一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼方法，实施钢种为SPHC，具体步骤如下：
(1)转炉炼钢：入炉废钢53.2吨/炉，入炉铁水272吨/炉；转炉吹炼终点温度1624℃，终点氧546ppm；转炉吹炼后期增加底吹强度，加强熔池搅拌；
(2)出钢过程利用红外下渣检测，采用挡渣锥+气动挡渣，严格控制转炉下渣量；出钢1/5时通过旋转料槽加入合金、辅料，加入过程动态调整旋转料槽对准钢流，并控制石灰加料速度，避免石灰加入过快来不及熔化而结坨。加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；其中预脱氧碳粉加入量为0.1kg/吨钢，石灰加入量为7.13kg/吨钢，铝矾土为0.73kg/吨钢，铝粒为2.27kg/吨钢，全部在出钢结束前加完；转炉终点S含量0.0118％
(3)出钢过程全程开钢包底吹氩，合金、渣料加完前保持强底吹，避免钢包内渣料堆积结大块，渣料加完后可适当调小底吹；
(4)吹氩站进站后先测温、定氧，根据定氧结果加入铝粒0.22kg/吨钢，铝粒加完后，钢包开底吹并下顶枪进行顶底吹氩搅拌，搅拌强度以钢水不溅出钢包为宜，搅拌4min后后提顶枪并测温定氧出站，钢包底吹氩气待起吊时关停。吹氩站出站钢水[Als]和[S]含量分别为0.045％、0.0066％；
(5)LF进站后开钢包底吹氩气，吹氩流量800Nl/min，待渣层吹破后调整吹氩流量为150Nl/min，然后测温1568℃，取样1，升温前加入铝粒量为0.45kg/吨；
(6)开始升温，底吹流量调整为330Nl/min，升温速率按照4℃/min，一次升温至造渣目标温度1603℃，升温后期石灰加入量为0.60kg/吨钢；
(7)升温结束后加入锰铁、增碳剂按照目标值调整成分，强搅3min后根据观察渣样情况增加石灰0.54kg/吨钢，继续强搅5min造渣结束；
(8)造渣结束后进行测温取样2，根据样2结果加入中碳锰铁、增碳剂及铝粒调整成分至目标值，合金加入并搅拌3min后按出站目标温度+5℃进行升温，升温结束后弱搅3min开始喂无缝包芯线389m，喂线速度200m/min，喂线结束后进行弱搅，氩气流量50Nl/min，钢水亮面控制在约120mm，弱搅时间9min后起吊上连铸台浇注；
终点S含量为0.0015％，总脱硫率达到87％，较原工艺提高17％。冶炼周期同比降低6min，吨钢电耗降低、渣料消耗均有所降低。
实施例2
本实施例为“300t转炉→吹氩站→RH→连铸”工艺路径的一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼方法，实施钢种为SPHC，具体步骤如下：
(1)转炉炼钢：入炉废钢60.8吨/炉，入炉铁水267吨/炉；转炉吹炼终点温度1656℃，终点氧471ppm；转炉吹炼后期增加底吹强度，加强熔池搅拌；
(2)出钢过程利用红外下渣检测，采用挡渣锥+气动挡渣，严格控制转炉下渣量；出钢1/5时通过旋转料槽加入合金、辅料，加入过程动态调整旋转料槽对准钢流，并控制石灰加料速度，避免石灰加入过快来不及熔化而结坨。加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；其中预脱氧碳粉加入量为0.1kg/吨钢，石灰加入量为7.3kg/吨钢，铝矾土为0.64kg/吨钢，铝粒为2.18kg/吨钢，全部在出钢结束前加完；转炉终点S含量0.024％
(3)出钢过程全程开钢包底吹氩，合金、渣料加完前保持强底吹，避免钢包内渣料堆积结大块，渣料加完后可适当调小底吹；
(4)吹氩站进站后先测温、定氧，根据定氧结果加入铝粒0.19kg/吨钢，铝粒加完后，钢包开底吹并下顶枪进行顶底吹氩搅拌，搅拌强度以钢水不溅出钢包为宜，搅拌3min后后提顶枪并测温定氧出站，钢包底吹氩气待起吊时关停。吹氩站出站钢水[Als]和[S]含量分别为0.088％、0.0165％；
(5)LF进站后开钢包底吹氩气，吹氩流量设定800Nl/min，待渣层吹破后调整吹氩流量设定为150Nl/min，然后测温1575℃，取样1，根据吹氩站出站样Als成分升温前未加铝粒；
(6)开始升温，底吹流量调整为330Nl/min，升温速率按照4℃/min，一次升温至造渣目标温度1602℃；升温结束后加入锰铁、增碳剂按照目标值调整成分，强搅3min后成白渣；
(7)造渣结束后进行测温取样2，根据样2结果加入铝粒调整成分至目标值，合金加入并搅拌3min后按出站目标温度+5℃进行升温，升温结束后弱搅3min开始喂无缝包芯线397m，喂线速度200m/min，喂线结束后进行弱搅，氩气流量50Nl/min，钢水亮面控制在约120mm，弱搅时间10min后起吊上连铸台浇注；
终点S含量为0.0022％，总脱硫率达到89％，较原工艺提高19％。冶炼周期同比降低5min，吨钢电耗降低、渣料消耗均有所降低。
综上所述，该LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，通过工艺设计调整转炉出钢、吹氩站和LF精炼任务分工，形成转炉出钢、吹氩站和LF精炼的“三位一体”精炼工艺，使LF造渣工作前移，并制定快速化渣工艺制度。通过设计优化，出钢过程添加80％以上的造渣渣料，充分利用出钢钢流冲击动能、钢水显热和钢包底吹氩搅拌动力学条件促进渣料熔化；氩站采用顶底强搅和适当的脱氧工艺，快速成渣促使钢渣反应，实现顶渣还原预脱硫，减少LF造渣脱硫负担；LF目标一次升温基本完成造渣和脱硫任务，大幅缩短LF炉处理周期，降低渣耗和能耗，整体实现LF路径铝镇静钢的高效精炼工艺升级和标准化作业。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种LF铝镇静钢高效造渣脱硫的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、转炉炼钢，转炉终点温度控制范围1610-1660℃；废钢加入量≤70吨；转炉吹炼后期采用强底吹模式，加强熔池搅拌，降低顶渣氧化性，降低转炉终点氧和终点碳含量；
S2、出钢过程利用红外下渣检测，采用挡渣锥+气动挡渣，严格控制转炉下渣量；出钢1/5时通过旋转料槽加入合金、辅料，加入过程动态调整旋转料槽对准钢流，并控制石灰加料速度，避免石灰加入过快来不及熔化而结坨。加入顺序为：预脱氧碳粉→铝粒→合金→渣料(石灰+铝矾土)；其中预脱氧碳粉加入量为0.1kg/吨钢，石灰、铝粒和铝矾土则根据转炉终点副枪定氧结果加入，石灰加入量为5.0-7.5kg/吨钢，铝矾土为0.35-1.0kg/吨钢，铝粒为1.7-2.8kg/吨钢，全部在出钢结束前加完；
S3、出钢过程全程开钢包底吹氩，合金、渣料加完前保持强底吹，避免钢包内渣料堆积结大块，渣料加完后可适当调小底吹；
S4、吹氩站进站后先测温、定氧，根据定氧结果加入铝粒，铝粒加入量按出站Als成分目标范围为0.04-0.08％控制。铝粒加完后，钢包开底吹并下顶枪吹氩搅拌，搅拌强度以钢水不溅出钢包为宜，顶底吹氩搅拌3-6min后提顶枪并测温定氧出站，钢包底吹氩气待起吊时关停；
S5、LF进站后开钢包底吹氩气，吹氩流量600-1200Nl/min，待渣层吹破后调整吹氩流量为100-250Nl/min，然后测温取样1。升温前加入铝粒，铝粒加入量根据吹氩站出站Als成分，并按照钢种Als成分目标值中上限控制，吨钢加入量为0-0.8kg/吨；
S6、开始升温，底吹流量调整为200-400Nl/min，升温速率按照4℃/min，一次升温至造渣目标温度1600-1610℃，在二级模型计算温度达到1590℃时加入石灰，石灰加入量根据吹氩站出站S含量确定，吨钢加入量为0-2.5kg/吨钢；
S7、升温结束进行一次合金化，强搅3min后捞取渣样观察，根据渣样颜色及截面厚度判断是否需要补加适量铝切丸或石灰，当渣样呈白色、黄白或绿白色时，造渣结束；
S8、造渣结束后进行测温取样2，根据样2结果进行微调成分至目标值，合金加入并搅拌3min后按出站目标温度+5-15℃进行升温，升温结束后弱搅3min开始喂钙线380-450m，喂线速度160-220m/min，喂线结束后进行弱搅，氩气流量30-120Nl/min，钢水亮面控制在100-150mm，弱搅时间≥8min后起吊上连铸台浇注。
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