CN113528757A

CN113528757A - 一种钢包精炼渣及其冶炼方法

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Publication number: CN113528757A
Application number: CN202110704835.5A
Authority: CN
Inventors: 刘兵; 赵冠夫; 戈文英; 梁娜; 况兴宇; 王升; 魏兵兵
Original assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2021-10-22

Abstract

本发明属于炼钢技术领域，具体地，本发明涉及一种钢包精炼渣及其冶炼方法。所述钢包精炼渣，按重量百分比计，包括：SiO₂：6～8.5％，Al2O3：23～27.5％，CaO：45～51％，MgO：5～8％，T(Fe+Mn)≤0.5％，其中，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内。本发明合理控制了精炼渣碱度与三氧化二铝含量，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内，在保证脱硫效果的同时，兼顾了渣系的脱氧能力，有利于夹杂物的吸附。

Description

一种钢包精炼渣及其冶炼方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体地，本发明涉及一种钢包精炼渣及其冶炼方法。

背景技术

随着我国的不断发展，用户对钢材质量要求的日益提高，钢包精炼炉作为改善钢水洁净度、提升钢材质量的手段得到迅速发展，目前已成为现代化钢铁生产短流程中不可缺少的一道工序。LF精炼以通过合理的造渣工艺来达到脱硫、脱氧的目的，进而有效吸收钢中的夹杂物，控制夹杂物的形态，此外还可利用炼钢所形成的泡沫渣淹没电弧，提高热效率，减少耐火材料侵蚀。因而在LF炉精炼工艺中，采用合理的造渣工艺对钢水洁净度的改善起着至关重要的作用。

由于精炼渣的重要作用，研究人员纷纷对精炼渣的组成、配比进行研究。如专利申请CN 109338036A公开了一种高性能LF精炼渣，提供了一种高性能LF精炼渣的组分，该精炼渣具有适宜的黏度和熔点并且由于良好地控制了高熔点矿相的析出而在精炼过程中不会出现精炼渣结壳现象，有效降低了钢中夹杂物的数量。专利申请 CN107177718A公开了一种新型低碳低硅钢精炼渣，也是仅提供了精炼渣组分和造渣原料。以上专利申请仅提供了精炼渣的组成、造渣原料等，并没有对造渣方法进行说明，在实际的炼钢生产过程中，造渣原料的加入顺序、钢水的精炼时间、脱氧材料的使用以及钢包耐材的侵蚀等都对精炼渣系的组成有着非常显著的影响。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种钢包精炼渣及其冶炼方法，量化炼钢过程中具体的加料量、加料顺序、加料时机以及精炼过程中的具体工艺参数，实现精炼渣组分的精准命中，进而保证钢水的冶炼效果。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种钢包精炼渣，所述钢包精炼渣，按重量百分比计，包括：SiO₂：6～8.5％，Al₂O₃：23～27.5％，CaO：45～51％，MgO：5～ 8％，T(Fe+Mn)≤0.5％，其中，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内。

本发明采用了以下技术方案：包括以下步骤：

1)初炼炉出钢，出钢温度控制在1610～1680℃，出钢量达到1/4～1/2时，开始合金化，然后加入石灰、预熔渣，加入顺序为：纯铝块-硅铁-锰铁-铬铁-钼铁-镍板-石灰-预熔渣，加入合金、石灰、预熔渣时需间隔10～15秒，初炼炉出钢过程采用必要的措施控制下渣，总下渣量≤10kg。出钢过程中，控制每路的钢包底吹氩气流量≥800NL/min，出钢完毕后延时30～60秒后关闭。使用的钢包内衬采用镁碳砖砌筑，其中渣线砖要求MgO≥76％，显气孔率≤3.5％，体积密度≥2.95g/cm³，包壁砖要求 MgO≥80％，显气孔率≤4.0％，体积密度≥3.02g/cm³。

出钢过程，石灰加入量为：0.6～0.8kg/吨钢，预熔渣加入量为：0.6～0.8kg/吨钢，石灰成分为：SiO₂：1～2％，CaO：≥88％，预熔渣成分为：SiO₂：≤6％，Al₂O₃：28～ 36％，CaO：44～54％，MgO：3～7％，Fe₂O₃≤2％。纯铝块加入量为：0.8～1.5kg/吨钢。

2)钢包到达精炼位后，送电过程中向钢包内加入50～100kg石灰，炉内电弧稳定后，使用碳化硅进行扩散脱氧，少量多次加入，取一次样前碳化硅用量控制在0.6～ 1.5kg/吨钢，取一次样后，少量多次加入碳化硅维持炉内还原气氛。根据一次样分析结果配加合金、增碳，配加合金和增碳过程中，每路底吹氩气流量控制在500～ 800NL/min，每次搅拌时间1～2min。精炼出钢前，根据炉内成分可适当微调补喂铝线。出钢前，钢水软吹3～5min。钢水总LF精炼周期控制在40～70min。

3)精炼完毕，钢包精炼渣控制在SiO₂：6～8.5％，Al₂O₃：23～27.5％，CaO： 45～51％，MgO：5～8％，T(Fe+Mn)≤0.5％，二元碱度控制在6～8.5， CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内。

本发明步骤1)中初炼炉出钢过程采用必要的措施需要根据不同的初炼炉来确定，电炉可以是偏心底出钢，出钢留钢操作，转炉可以是出钢过程采用挡渣球、挡渣板挡渣等。

本发明中其它的合金加入量为本领域公知的技术，需要根据具体的钢种确定，其中，铝是脱氧材料，会有部分进入渣料。

本发明明确了初炼炉出钢过程中的渣料、脱氧材料及合金材料的加入时机、加入顺序，稳定了脱氧条件，提高了渣洗效果。

本发明明确了精炼扩散脱氧碳化硅的使用量，其对渣中SiO₂的含量有较大影响，固化碳化硅的用量可以更好的控制精炼渣的成分，稳定炉渣碱度和流动性。

本发明明确了精炼过程的时间、搅拌氩气强度、以及钢包耐材质量等，充分考虑了精炼过程中钢水及炉渣对耐材的侵蚀造成的渣中MgO含量的增加。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明提供了一种精炼渣系的造渣方法，明确了冶炼的工艺参数，减少了冶炼工艺变化对精炼渣组分的影响，明确了钢包耐材质量，充分考虑了精炼过程对钢包耐材的侵蚀对精炼渣组分的影响。

2)本发明合理控制了精炼渣碱度与三氧化二铝含量，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内，在保证脱硫效果的同时，兼顾了渣系的脱氧能力，有利于夹杂物的吸附。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

1)使用100吨电炉+120吨LF冶炼20CrMnTiH齿轮钢，电炉炉出钢，出钢温度控制在1624℃，出钢量达到1/3时，开始合金化，加入顺序为：纯铝块-硅铁-锰铁 -铬铁-石灰-预熔渣，加入合金、石灰、预熔渣时需间隔10～15秒，电炉采用偏心底出钢，留钢留渣操作，留钢量＞20吨。使用双透气砖钢包，出钢时每路的钢包底吹氩气流量控制在1000NL/min，出钢完毕后延时30秒后关闭。

使用镁碳砖钢包，渣线砖MgO为76.3％，显气孔率为3.5％，体积密度2.96g/cm³，包壁砖要求MgO为80.5％，显气孔率为4.05％，体积密度为3.03g/cm³。

电炉出钢量为105吨，出钢过程，石灰加入量为600kg，预熔渣加入量为600kg，石灰成分为：SiO₂：1～2％，CaO：≥88％，，预熔渣成分为：SiO₂：≤6％，Al₂O₃：28～ 36％，CaO：44～54％，MgO：3～7％，Fe₂O₃≤2％。铝块加入量为90kg。

2)钢包到达精炼位后，送电过程中向钢包内加入100kg石灰，炉内电弧稳定后，使用碳化硅进行扩散脱氧，少量多次加入，取一次样前碳化硅用量控制在80kg，取一次样后，少量多次加入碳化硅维持炉内还原气氛。根据一次样分析结果配加合金、增碳，配加合金和增碳过程中，每路底吹氩气流量控制在800NL/min，每次搅拌时间 1～2min。精炼出钢前，根据炉内成分可适当补喂铝线。出钢前，钢水软吹3min。精炼周期为55min。

3)精炼完毕，取钢包精炼渣检验SiO₂：6.8％，Al₂O₃：25.5％，CaO：48％，MgO：6.8％，T(Fe+Mn)：0.35％，二元碱度7.05，CaO/Al₂O₃控制在1.88。

实施例2

1)使用50吨电炉+60吨LF冶炼42CrMoA合结钢，出钢温度控制在1612℃，出钢量达到1/3时，开始合金化，加入顺序为：纯铝块-硅铁-锰铁-铬铁-钼铁-石灰-预熔渣，加入合金、石灰、预熔渣时需间隔10秒，电炉采用偏心底出钢，留钢留渣操作，留钢量＞10吨。使用单透气砖钢包，出钢时钢包底吹氩气流量控制在8000NL/min，出钢完毕后延时60秒后关闭。

使用镁碳砖钢包，渣线砖MgO为76.2％，显气孔率为3.51％，体积密度2.96g/cm³，包壁砖要求MgO为80.4％，显气孔率为4.04％，体积密度为3.03g/cm³。

出钢过程，石灰加入量为：300kg，预熔渣加入量为：300kg/吨钢，石灰成分为：SiO₂：1～2％，CaO：≥88％，预熔渣成分为：SiO₂：≤6％，Al₂O₃：28～36％，CaO： 44～54％，MgO：3～7％，Fe₂O₃≤2％。铝块加入量为：50kg。

2)钢包到达精炼位后，送电过程中向钢包内加入80kg石灰，炉内电弧稳定后，使用碳化硅进行扩散脱氧，少量多次加入，取一次样前碳化硅用量控制在60kg/吨钢，取一次样后，少量多次加入碳化硅维持炉内还原气氛。根据一次样分析结果配加合金、增碳，配加合金和增碳过程中，每路底吹氩气流量控制在800NL/min，每次搅拌时间1min。精炼出钢前，根据炉内成分可适当补喂铝线。出钢前，钢水软吹3min。钢水总LF精炼周期控制在45min。

3)精炼完毕，钢包精炼渣控制在SiO₂：7.2％，Al₂O₃：26.5％，CaO：48.6％， MgO：6.8％，T(Fe+Mn)4.3％，二元碱度控制在6.75，CaO/Al₂O₃控制在1.83。经过检验上述钢种的氧含量和夹杂物控制情况见下表。

钢种	氧含量	A细	A粗	B细	B粗	C细	C粗	D细	D粗
										20CrMnTiH	11	1.0	0	0.5	0	0	0	0.5	0
42CrMoA	12	1.0	0	0.5	0	0	0	0.5	0

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种钢包精炼渣，其特征在于，所述钢包精炼渣，按重量百分比计，包括：SiO₂：6～8.5％，Al₂O₃：23～27.5％，CaO：45～51％，MgO：5～8％，T(Fe+Mn)≤0.5％，其中，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内。

2.一种钢包精炼渣的冶炼方法，包括以下步骤：

1)初炼炉出钢，出钢温度控制在1610～1680℃，出钢量达到1/4～1/2时，开始合金化，然后加入石灰和预熔渣，其中，加入合金、石灰、预熔渣时需间隔10～15秒，石灰加入量为：0.6～0.8kg/吨钢，预熔渣加入量为：0.6～0.8kg/吨钢；

2)在步骤1)的钢包到达精炼位后，送电过程中向钢包内加入50～100kg石灰，炉内电弧稳定后，使用碳化硅进行扩散脱氧，取一次样前碳化硅用量控制在0.6～1.5kg/吨钢，钢水总精炼周期控制在40～70min；

3)精炼完毕，钢包精炼渣控制在SiO₂：6～8.5％，Al₂O₃：23～27.5％，CaO：45～51％，MgO：5～8％，T(Fe+Mn)≤0.5％，CaO/Al₂O₃控制在1.5～1.9范围内。

3.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述步骤1)中合金的加入顺序为：纯铝块-硅铁-锰铁-铬铁-钼铁-镍板，初炼炉出钢过程总下渣量≤10kg；控制每路的钢包底吹氩气流量≥800NL/min，出钢完毕后延时30～60秒后关闭；其中，纯铝块加入量为：0.8～1.5kg/吨钢。

4.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述步骤1)中使用的钢包内衬采用镁碳砖砌筑，其中，渣线砖要求MgO≥76％，显气孔率≤3.5％，体积密度≥2.95g/cm³，包壁砖要求MgO≥80％，显气孔率≤4.0％，体积密度≥3.02g/cm³。

5.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述步骤1)中石灰成分为：SiO₂：1～2％，CaO：≥88％，预熔渣成分为：SiO₂：≤6％，Al₂O₃：28～36％，CaO：44～54％，MgO：3～7％，Fe₂O₃≤2％。

6.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述步骤2)中每次搅拌时间1～2min；出钢前，钢水软吹3～5min。

7.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述步骤3)中二元碱度控制在6～8.5。