CN114737105B - 一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，步骤为：初炼炉（电炉/转炉）出钢过程中钢水进行铝脱氧，加入硫铁等合金进行合金化，配加石英砂、预熔精炼渣和石灰造低碱度炉渣；LF精炼过程进行渣面复合扩散脱氧操作。本发明通过出钢过程加硫铁提高钢水硫含量，解决铁水硫含量低带来的钢水初始硫含量低问题，同时采用铝强脱氧、造低碱度炉渣，LF精炼过程脱硫量<0.010%，保证钢水硫含量稳定。

Description

一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于冶金领域，具体涉及一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法。
背景技术
随着我国钢铁冶炼业的快速发展，开发了诸多含硫特殊钢，而目前针对含硫特殊钢的生产工艺技术，还处于摸索阶段，尤其是钢水中硫含量的控制技术不够成熟、稳定，生产质量和成本控制水平较差。
如专利CN201510358287公布的一种控制钢中硫含量的方法和专利CN201510158044公布的一种含硫钢的冶炼方法，选择高硫铁水，精炼生产过程喂硫线对钢水进行增硫、VD进行扒渣减少脱硫，这类生产方法工艺制定受铁水限制，精炼过程增硫又扒渣，影响生产操作和钢的纯净度。专利CN201510095647公布的一种含铝含硫系列齿轮钢冶炼工艺，生产过程先脱硫再增硫，生产成本增加，精炼后期增硫同样不利于钢水纯净度的控制。
发明内容
本发明的目的在于：针对初炼炉用的铁水硫含量不稳定，导致钢水初始硫含量不稳定，影响钢的纯净度，提供一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，包括以下步骤：
1）使用铁水和废钢作原料，采用初炼炉（电炉/转炉）冶炼，出钢过程中钢水进行脱氧，合金化，配加石英砂、预熔精炼渣和石灰造低碱度炉渣；所述铁水硫含量≤0.045%；
2）LF精炼过程进行渣面复合扩散脱氧，渣面扩散脱氧为，电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧；
3）钢水精炼结束一是进行真空处理之后软吹，二是直接软吹。
本发明进一步改进方案是，所述步骤1）中，钢水铝脱氧为：出钢量为10t～30t时，根据钢水终点自由氧含量，加入1.1kg/t～1.7kg/t铝块脱氧。
本发明进一步改进方案是，所述步骤1）中，钢水合金化为：根据钢水初始硫含量，在出钢量为20t～40t时，配加硫铁合金，保证精炼到站w ([S])=成品目标值+0.010%～0.020%。
本发明进一步改进方案是，所述步骤1）中，使用石英砂、预熔精炼渣和石灰，出钢结束之前按照石英砂→预熔精炼渣→石灰顺序加入钢包中，用量按照1:2:4配比，石英砂用量1.2kg/t～2.4kg/t。
进一步的，LF进站炉渣成分（质量百分数）：w(CaO)=45%～60%，w(SiO2)=8%～14%，w(MgO)=4%～9%、w(Al2O3)= 20%～30%，炉渣二元碱度R=3～6。
本发明进一步改进方案是，所述步骤2）中，渣面扩散脱氧为，电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧：碳化硅用量0.6kg/t～1.8kg/t，碳化硅和电石用量比为2:1～3:1。
进一步的，控制精炼渣终渣w(CaO)=40%～55%，w(SiO2)=10%～17%，w(MgO)=5%～11%、w(Al2O3)= 22%～35%，炉渣二元碱度R=2～5。
本发明的有益效果在于：
第一、本发明的一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，通过出钢过程增硫，使得钢水中的硫含量更加均匀，钢水中硫的均质化，有利于铸坯中硫化物的分数均匀。
第二、本发明的一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，避免钢水精炼过程增硫，杜绝喂入大量硫线造成钢水的二次污染，以及挥发出的硫磺造成环境污染。
第三、本发明的一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，通过使用石英砂造低碱度炉渣，转炉使用铝进行单一的强脱氧，同时LF精炼使用碳化硅和电石脱氧，保证钢水有效脱氧去夹杂物的同时，保持炉渣的低硫容量，降低钢水硫的损失，LF精炼过程脱硫量<0.010%，使得钢水中硫含量保持稳定，精炼后期钢水不加硫合金。
具体实施方式
实施例1
采用本方法冶炼SAE1117，化学成分质量百分比为：C 0.15%~0.22%、Si 0.15%~0.45%、Mn1.10%~1.55 %、Cr ≤0.40%、Al ≤0.040%、P≤0.020%、S 0.080%～0.130%、Ni≤0.20%、Cu≤0.20%、V≤0.20%、Ti≤0.030%，其余为Fe。其具体包括以下步骤：
1）铁水硫含量0.025%～0.040%，初炼炉冶炼，钢水终点w([S])=0.015%～0.035%。出钢量为10t～30t时，根据钢水终点自由氧含量，加入1.1kg/t～1.7kg/t铝块脱氧；在出钢量为20t～40t时，配加硫铁合金2.0kg/t～4.0kg/t，精炼到站w ([S])=0.100%～0.120%。
出钢结束之前按照石英砂→预熔精炼渣→石灰顺序加入钢包中，用量按照1:2:4配比，石英砂用量1.8kg/t～2.0kg/t。
LF进站炉渣成分（质量百分数）：w(CaO)=45%～50%，w(SiO2)=12%～14%，w(MgO)=4%～9%、w(Al2O3)= 20%～25%，炉渣二元碱度R=3～4。
2）LF精炼过程进行渣面复合扩散脱氧。渣面扩散脱氧为，电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧，碳化硅用量1.1kg/t～1.8kg/t，碳化硅和电石用量比为3:1。精炼渣终渣w(CaO)=40%～55%，w(SiO2)=13%～17%，w(MgO)=5%～11%、w(Al2O3)= 22%～25%，炉渣二元碱度R=2～3。
3）钢水精炼结束后进行真空处理，之后软吹。其余实施如该钢种的常规方法。
通过步骤1）～步骤3）所得的钢，A类硫化物2.5～3.0级、B类氧化物0～0.5级、C类氧化物0级、D类氧化物0.5～1.0级、DS类0～0.5级。
实施例1对比例
铁水硫含量0.025%～0.040%，初炼炉冶炼，钢水终点w([S])=0.015%～0.035%。出钢过程加脱氧剂、合金、渣料。
LF进站炉渣二元碱度R=7～9。LF精炼过程进行脱氧、合金化。精炼渣终渣二元碱度R=7～11。LF出站钢水硫含量<0.012%，钢水精炼结束后进行真空处理，破空后分2～3次喂入硫磺线共500m～700m，之后软吹。
A类硫化物3.5～4.5级、B类氧化物0.5～1.0级、C类氧化物0级、D类氧化物1.5级、DS类1.0～2.0级。
实施例2
采用本方法冶炼C38N2+BY，化学成分质量百分比为：C 0.32%~0.42%、Si 0.40%~0.70%、Mn1.20%~1.70 %、Cr 0.05%~0.25%、Al ≤0.025%、P≤0.025%、S 0.045%～0.070%、Ni≤0.20%、Cu≤0.20%、V 0.02%~0.10%、Ti 0.005%~0.035%，其余为Fe。其具体包括以下步骤：
1）铁水硫含量0.020%～0.035%，初炼炉冶炼，钢水终点w([S])=0.015%～0.030%。出钢量为10t～30t时，根据钢水终点自由氧含量，加入1.1kg/t～1.7kg/t铝块脱氧；在出钢量为20t～40t时，配加硫铁合金0.85kg/t～2.5kg/t，精炼到站w ([S])=0.060%～0.075%；
出钢结束之前按照石英砂→预熔精炼渣→石灰顺序加入钢包中，用量按照1:2:4配比，石英砂用量1.2kg/t～1.5kg/t。
LF进站炉渣成分（质量百分数）：w(CaO)=48%～53%，w(SiO2)=9%～12%，w(MgO)=5%～8%、w(Al2O3)= 22%～27%，炉渣二元碱度R=4～6。
2）LF精炼过程进行渣面复合扩散脱氧。渣面扩散脱氧为，电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧，碳化硅用量0.6kg/t～1.3kg/t，碳化硅和电石用量比为2:1。精炼渣终渣w(CaO)=50%～55%，w(SiO2)=12%～15%，w(MgO)=6%～10%、w(Al2O3)= 25%～33%，炉渣二元碱度R=3～5。
3）钢水精炼结束后进行真空处理，之后软吹。其余实施如该钢种的常规方法。
通过步骤1）～步骤3）所得的钢，A类硫化物2.0～2.5级、B类氧化物0.5级、C类氧化物0级、D类氧化物0.5级、DS类0～0.5级。
实施例2对比例
铁水硫含量0.020%～0.035%，初炼炉冶炼，钢水终点w([S])=0.015%～0.030%。出钢过程加脱氧剂、合金、渣料。
LF进站炉渣二元碱度R=7～9。LF精炼过程进行脱氧、合金化。精炼渣终渣二元碱度R=7～11。LF出站钢水硫含量<0.010%，钢水精炼结束后进行真空处理，破空后分1～2次喂入硫磺线共300m～500m，之后软吹。
A类硫化物3.0～4.0级、B类氧化物1.0～1.5级、C类氧化物0级、D类氧化物1.5级、DS类1.0～2.5级。

Claims (3)

1.一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，其特征在于包括以下步骤：
1）使用铁水和废钢作原料，采用初炼炉冶炼，出钢过程中钢水进行脱氧、合金化，配加石英砂、预熔精炼渣和石灰造低碱度炉渣，出钢结束之前按照石英砂→预熔精炼渣→ 石灰顺序加入钢包中，用量按照1:2:4配比，石英砂用量1 .2kg/t～2.4kg/t；
所述铁水硫含量≤0.045%；
钢水铝脱氧为：出钢量为10t～30t时，根据钢水终点自由氧含量，加入1 .1kg/t～1.7kg/t铝块脱氧；
钢水合金化为：根据钢水初始硫含量，在出钢量为20t～40t时，配加硫铁合金，保证精炼到站w ([S])=成品目标值+0.010%～0.020%；
2）LF精炼过程用电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧；
3）钢水精炼结束：一是进行真空处理之后软吹，二是直接软吹，
LF进站炉渣成分：w (CaO)=45%～60%，w (SiO2)=8%～14%，w (MgO)=4%～9%、w (Al2O3)=20%～30%，炉渣二元碱度R=3～6。
2.如权利要求1所述的一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，其特征在于：所述步骤2）中，电石和碳化硅进行渣面扩散脱氧：碳化硅用量0 .6kg/t～1 .8kg/t，碳化硅和电石用量比为2:1～3:1。
3. 如权利要求2所述的一种低硫铁水生产含硫钢的冶炼方法，其特征在于：控制精炼渣终渣w (CaO)=40%～55%，w (SiO2)=10%～17%，w (MgO)=5%～11%、w (Al2O3)= 22%～35%，炉渣二元碱度R=2～5。
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