CN113215476A - 一种生产工业纯铁的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生产工业纯铁的方法，钢的化学组成重量百分配比为C≤0.01%、Si≤0.04%、Mn≤0.10%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≥0.020%，Ti=0.05~0.10%，Cr≤0.03%，Ni≤0.02%；Cu≤0.04%，余量为Fe以及不可避免的杂质；包括以下生产步骤：转炉‑LF炉‑扒渣‑LF炉‑RH炉‑连铸。本发明转炉采用双渣法冶炼，高温和高碱度出钢，降低终点钢水S含量，转炉出钢和LF炉采用硅铁、钛铁脱除钢水中氧，采用铝丸脱除渣中氧，结合大氩气搅拌，实现钢水快速脱硫。该工艺在不经过铁水预处理脱硫下，不采用铝线脱氧，可大幅减少钢水Al2O3夹杂，改善钢水可浇性。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域钢铁材料，尤其涉及一种采用氧气转炉+炉外精炼工艺生产工业纯铁的方法。
背景技术
工业纯铁是一种重要的钢铁基础材料，一般用于制造电磁元件、软磁材料、高温合金、耐热合金、精密合金、马氏体时效钢等航空航天、军工和民用合金或钢材。目前已有技术冶炼超低碳钢工业纯铁主要有两种工艺：第一种是铁水预处理-转炉吹炼-RH真空处理-连铸工艺；第二种是转炉吹炼-LF精炼-RH真空处理-连铸工艺。第二种工艺在LF进行加铝脱氧造渣脱硫操作，在RH真空处理采用强制脱碳控制钢水中的碳含量，此工艺在RH处理过程中，会导致钢水Al2O3夹杂多，最终影响钢水在浇铸过程中水口絮流，影响钢水质量和生产顺行。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生产高纯度工业纯铁的方法，能实现钢水快速脱硫；扒渣可以减少后期钢水返硅返硫；不采用铝线脱氧，可大幅减少钢水中Al2O3夹杂，改善钢水可浇性。
本发明通过以下技术方案实现：
—种生产工业纯铁的方法，钢的化学组成重量百分配比为C≤0.01%、Si≤0.04%、Mn≤0.10%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≥0.020%，Ti=0.05~0.10%，Cr≤0.03%，Ni≤0.02%；Cu≤0.04%，余量为Fe以及不可避免的杂质；包括以下生产步骤：
1）转炉：采用S≤0.030%、Mn≤0.20%、Ni＜0.02%、Cu＜0.03的铁水和专用废钢，转炉采用双渣法操作，终渣碱度CaO/SiO2≥4.0，出钢温度1640-1660℃，出钢时C=0.03%~0.05%，定氧600~1000ppm，P≤0.012%，S≤0.020%，Mn≤0.06%；出钢采用滑板挡渣，出钢过程加入石灰2.0~3.5kg/t钢、合成渣1~2kg/t钢进行造渣，根据出钢定氧加入硅铁1.5~2.5kg/t钢进行脱氧。
2) LF炉：钢水进站后，采用钛铁脱除钢水中氧，采用铝丸脱除渣中氧，铝丸分多批共加入0.3~0.6kg/t钢；结合大氩气搅拌脱硫，当钢水Si＜0.025%，S≤0.008%后，加入石灰2.0~4.0kg/t钢进行稠渣。
3）扒渣：钢水至扒渣工位后，扒渣至钢水裸露面≥90%，扒渣操作完成。
4) LF炉：钢水扒渣后再次进LF炉进行升温造渣操作，加入石灰、预熔渣、铝丸进行造渣，石灰加入量4~6kg/t钢，预熔渣1.5~3.0kg/t钢，萤石0~2.0 kg/t钢，终渣FeO≤2.0%。
5）RH炉：钢水进RH后，采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制，待钢水定氧200~300ppm时，脱碳结束，此时钢水C≤0.004%；然后进行循环脱氧和合金化，吹氩流量115-125Nm3/h，加入铝铁0.95~1.15kg/t钢，循环3~4min加入钛铁（Ti含量为70%）1.3~1.5kg/t钢，循环3~4分钟破空；破空后喂入纯钙线200~300m，软吹8~15min，在渣面均匀洒入铝丸30~40kg后上台浇铸。
6）连铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣、防止浇铸过程增碳，连铸过程采用全保护浇铸，中包过热度控制在40-60℃。
本发明的有益效果：转炉采用适宜铁水和专用废钢，有效控制钢中Cr、Ni、Cu、Mn等元素含量，采用双渣法冶炼，高温和高碱度出钢，降低终点钢水S含量，转炉出钢和LF炉采用硅铁、钛铁脱除钢水中氧，采用铝丸脱除渣中氧，结合大氩气搅拌，实现钢水快速脱硫。扒渣可以减少后期钢水返硅返硫。该工艺在不经过铁水预处理脱硫下，不采用铝线脱氧，可大幅减少钢水中Al2O3夹杂，改善钢水可浇性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
—种生产工业纯铁的方法，钢的化学成分如表1，包括以下生产步骤：
1）转炉：选用适宜铁水和专用废钢，入炉铁水成分：S= 0.028%、Mn= 0.17%、Ni=0.01%、Cu= 0.02%，冶炼时采用双渣法操作，终渣碱度CaO/SiO2=4.8，出钢温度1648℃，出钢C=0.042%，定氧752ppm，出钢P= 0.011%，S= 0.017%，Mn =0.06%。出钢采用滑板挡渣，出钢过程加入石灰2.7kg/t钢、合成渣1.3kg/t钢，根据出钢定氧加入硅铁1.8kg/t钢进行脱氧。
2) LF炉：钢水进站后，加入钛铁1.1kg/ t钢脱除钢水中氧，多批少量加入铝丸0.42kg/t钢脱除渣中氧。结合大氩气搅拌脱硫，当钢水Si= 0.018%，S= 0.006%时，加入石灰2.7kg/t钢进行稠渣，然后进行扒渣操作。
3）扒渣：钢水至扒渣工位后，捞渣至钢水裸露面≥90%，扒渣操作完成。
4) LF炉：钢水扒渣后再次进LF炉进行升温造渣操作，加入石灰4.5kg/t钢，预熔渣2.0kg/t钢，萤石1.2 kg/t钢，终渣FeO 1.65%。
5）RH炉：钢水进RH后，采用吹氧脱碳，吹氧结束后循环12min，钢水定氧252ppm时，钢水C 0.002%，设置提升吹氩流量控制在120Nm3/h，加入铝0.105Kg/t钢，循环3min加入钛铁（Ti=70%）1.4kg/t钢，循环4分钟后破空。破空后喂入纯钙线250m，软吹12min，在渣面洒入铝丸35Kg后上台浇铸。
6）连铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣、防止浇铸过程增碳，过程采用全保护浇铸，减少钢水增氮和二次氧化，中包过热度控制在51-55℃。浇铸过程结晶器液面控制在±5mm。
实施例2
—种生产工业纯铁的方法，钢的化学成分如表1，包括以下生产步骤：
1）转炉：选用适宜铁水和专用废钢，入炉铁水成分：S =0.025%、Mn= 0.18%、Ni=0.01%、Cu =0.02%，冶炼时采用双渣法操作，终渣碱度CaO/SiO2=5.3，出钢温度1655℃，出钢C=0.032%，定氧902ppm，出钢P= 0.010%，S =0.015%，Mn= 0.05%。出钢采用滑板挡渣，出钢过程加入石灰3.2kg/t钢、合成渣1.5kg/t钢，根据出钢定氧加入硅铁2.2kg/t钢进行脱氧。
2) LF炉：钢水进站后，加入钛铁1.3kg/ t钢脱除钢水中氧，多批少量加入铝丸0.53kg/t钢脱除渣中氧。结合大氩气搅拌脱硫，当钢水Si= 0.013%，S =0.007%时，加入石灰3.2kg/t钢进行稠渣，然后进行扒渣操作。
3）扒渣：钢水至扒渣工位后，捞渣至钢水裸露面≥90%，扒渣操作完成。
4) LF炉：钢水扒渣后再次进LF炉进行升温造渣操作，加入石灰5.2kg/t钢，预熔渣2.8kg/t钢，终渣FeO =1.52%。
5）RH炉：钢水进RH后，采用吹氧脱碳，吹氧结束后循环12min，钢水定氧289ppm时，钢水C= 0.002%，设置提升吹氩流量控制在120Nm3/h，加入铝铁0.110kg/t钢，循环3min加入钛铁（Ti=70%）1.4kg/t钢，循环4分钟后破空。破空后喂入纯钙线220m，软吹10min，在渣面洒入铝丸35kg后上台浇铸。
6）连铸：浇铸过程中采用无碳中包、无碳覆盖剂、无碳保护渣、防止浇铸过程增碳，过程采用全保护浇铸，减少钢水增氮和二次氧化，中包过热度控制在42~46℃。浇铸过程结晶器液面控制在±5mm。
表1 实施例钢的化学成分（wt，%）
Claims (1)
1.一种生产工业纯铁的方法，钢的化学组成重量百分配比为C≤0.01%、Si≤0.04%、Mn≤0.10%，P≤0.015%，S≤0.015%，Al≥0.020%，Ti=0.05~0.10%，Cr≤0.03%，Ni≤0.02%；Cu≤0.04%，余量为Fe以及不可避免的杂质；包括以下生产步骤：
1）转炉：采用S≤0.030%、Mn≤0.20%、Ni＜0.02%、Cu＜0.03的铁水和专用废钢，转炉采用双渣法操作，终渣碱度CaO/SiO2≥4.0，出钢温度1640-1660℃，出钢时C=0.03%~0.05%，定氧600~1000ppm，P≤0.012%，S≤0.020%，Mn≤0.06%；出钢采用滑板挡渣，出钢过程加入石灰2.0~3.5kg/t钢、合成渣1~2kg/t钢进行造渣，根据出钢定氧加入硅铁1.5~2.5kg/t钢进行脱氧；
2) LF炉：钢水进站后，采用钛铁脱除钢水中氧，采用铝丸脱除渣中氧，铝丸分多批共加入0.3~0.6kg/t钢；结合大氩气搅拌脱硫，当钢水Si＜0.025%，S≤0.008%后，加入石灰2.0~4.0kg/t钢进行稠渣；
3）扒渣：钢水至扒渣工位后，扒渣至钢水裸露面≥90%，扒渣操作完成；
4) LF炉：钢水扒渣后再次进LF炉进行升温造渣操作，加入石灰、预熔渣、铝丸进行造渣，石灰加入量4~6kg/t钢，预熔渣1.5~3.0kg/t钢，萤石0~2.0 kg/t钢，终渣FeO≤2.0%；
5）RH炉：钢水进RH后，采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制，待钢水定氧200~300ppm时，脱碳结束，此时钢水C≤0.004%；然后进行循环脱氧和合金化，吹氩流量115-125Nm3/h，加入铝铁0.95~1.15kg/t钢，循环3~4min加入钛铁（Ti含量为70%）1.3~1.5kg/t钢，循环3~4分钟破空；破空后喂入纯钙线200~300m，软吹8~15min，在渣面均匀洒入铝丸30~40kg后上台浇铸；
6）连铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣、防止浇铸过程增碳，连铸过程采用全保护浇铸，中包过热度控制在40-60℃。
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