CN101157965B - 一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺 - Google Patents

一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺，该工艺的特征是使用廉价的碳粉在出钢前期进行预脱氧，用较为便宜的硅铁在出钢中期进行浅脱氧，出钢后期用脱氧能力非常强的铝块来进行深脱氧，从而使钢液最终变成铝镇静钢，使钢液中的氧活度控制在洁净钢的控制范围内。本发明的技术特点是：(1)通过出钢脱氧操作过程的优化来控制钢水在出钢过程的脱氧，并消除出钢过程增碳、减少出钢过程钢水的吸气；(2)使用廉价的碳粉、硅铁代替部分昂贵的铝来进行出钢脱氧控制，可大大降低电弧炉出出钢脱氧成本。

Description

一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺
技术领域
本发明涉及电弧炉洁净钢生产技术领域，具体是电弧炉出钢降低脱氧成本和脱氧工艺优化的生产工艺。
背景技术
现代冶金技术已经进入高新技术阶段，洁净钢对钢液的要求越来越高：∑T.O+[S]+[P]+[N]+[H]＜100PPM，并对钢液中的氧含量提出高要求。因此，如何低成本降低钢液中氧活度是一项冶金关键技术。目前国内外主要的电弧炉出钢脱氧技术主要有全铝脱氧、硅铝脱氧、硅铝钡钙脱氧等。这些脱氧方法主要不足在于脱氧成本高。
广州珠江钢铁有限责任公司(以下简称“珠钢”)是电炉——精炼炉——薄板坯连铸连轧短流程生产线，产品主要是中低碳钢系列。紧凑的CSP生产线对钢液的成份控制、洁净度以及时间要求很高。外方交付使用的脱氧工艺是全铝脱氧，这种工艺脱氧效果好，能满足洁净钢的要求。但对珠钢的主要产品中低碳钢来说，铝的消耗很高，而铝的市场价格一直在1600元每吨左右，这种消耗大大增加了产品的成本，不能满足生产的要求。因此，珠钢一直在研发一种能既能保证钢水质量又比较廉价的脱氧工艺技术来满足生产的要求。最初珠钢曾试用电石脱氧，但电石存放不方便，有很大的刺激异味，而且使用的效果也不理想。后来尝试在精炼炉使用成本较低的石墨粉渣面脱氧，在电炉出钢时用，有一定的脱氧效果，但容易出现碳高的质量事故。从2005年开始，珠钢有计划地分步进行采用小袋装碳粉、硅铁、铝块复合脱氧的“三步法”复合脱氧工艺技术的试验，取得了很好的实际效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种电弧炉出钢成本低、效果好、并有利于钢水洁净生产的脱氧工艺。
本发明的目的是通过采取以下技术方案予以实现的：一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺，其特征是使用廉价的碳粉在出钢前期进行预脱氧，用较为便宜的硅铁在出钢中期进行浅脱氧，出钢后期用脱氧能力非常强的铝块来进行深脱氧，从而使钢液最终变成铝镇静钢，使钢液中的氧活度控制在洁净钢的控制范围内。
本发明所述的碳粉、硅铁和铝块的添加量是每150吨出钢中加入30～200kg碳粉、80～100kg硅铁和200～350kg铝块，在实际应用中根据钢种的不同进行具体调节。
本发明的电弧炉出钢过程采用碳粉、硅铁、铝块复合脱氧的“三步法”复合脱氧工艺，所谓的“三步法”就是预脱氧、浅脱氧和深度脱氧三步脱氧。在出钢过程中，由于在钢液的冲击动能和钢包底吹氩的促进下，各种化学反应是一个非常迅速和完全的过程。因此，便使用廉价的小袋装碳粉在出钢前期进行预脱氧，用较为便宜的硅铁在出钢中期进行浅脱氧，出钢后期用脱氧能力非常强的铝块来进行深脱氧，从而使钢液最终变成铝镇静钢，使钢液中的氧活度控制在洁净钢的控制范围内。根据现场使用的经验，在考虑使用过程中的烧损情况，150吨电炉出钢过程使用小袋装碳粉20～25kg约降低钢水(按150吨计算)中[O]约100ppm，但当钢水中氧活度降低到600～700ppm以下，碳粉的增碳机会大大增加，增碳比较明显。
本发明的特点是：
(1)、通过出钢脱氧操作过程的优化来控制钢水在出钢过程的脱氧，并消除出钢过程增碳、减少出钢过程钢水的吸气；
(2)、使用廉价的碳粉、硅铁代替部分昂贵的铝来进行出钢脱氧控制，可大大降低电弧炉出出钢脱氧成本。
具体实施方式
以下列举具体实施例对本发明进行说明。实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼；
对象钢种：SPA-H(珠钢代号)
钢的主要化学成分范围为：C：0.04～0.06.％、Si：0.32～0.39％、S≤0.010％；
电炉终点工艺参数要求：1630℃≤电炉出钢温度≤1650℃，
900ppm≤出钢定氧；
本实施例电炉终点参数：温度1635℃，定氧1190ppm；
出钢脱氧操作：
1、钢包底部加入60Kg小袋装碳粉；
2、出钢至50吨时加入：石灰1500kg，锰铁500kg；
3、依次加入40Kg小袋装碳粉；
4、出钢至120吨时加入：硅铁90kg(先称取置于低部)，铝块300kg，合成渣500kg；
5、至出钢结束。
出钢后钢水情况：
  钢水定氧   钢水中碳  钢水中[N]
  4ppm   0.030％  30.21ppm
LF炉冶炼脱S速度快，渣系好，冶炼快。
实施例2
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼；
对象钢种：ZJ330B(珠钢代号)
钢的主要化学成分范围为：C：0.03～0.07.％、Si：0.32～0.39％、S≤0.010％；
电炉终点工艺参数要求：1620℃≤电炉出钢温度≤1650℃，
800ppm≤出钢定氧；
本实施例电炉终点参数：温度1630℃，定氧1100ppm；
出钢脱氧操作：
1、钢包底部加入90Kg小袋装碳粉；
2、出钢至80吨时加入：石灰1000kg，硅铁80kg；
3、依次加入20Kg小袋装碳粉；
4、出钢至120吨时加入：铝块250kg，合成渣500kg；
5、至出钢结束。
出钢后钢水情况：
  钢水定氧   钢水中碳  钢水中[N]
  5ppm   0.035％  32.21ppm
LF炉冶炼脱S速度快，渣系好，冶炼快。
实施例3
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼；
对象钢种：ZJ330B(珠钢代号)
钢的主要化学成分范围为：C：0.03～0.07.％、Si：0.32～0.39％、S≤0.010％；
电炉终点工艺参数要求：1620℃≤电炉出钢温度≤1650℃，
800ppm≤出钢定氧；
本实施例电炉终点参数：温度1645℃，定氧1400ppm；
出钢脱氧操作：
1、钢包底部加入90Kg小袋装碳粉；
2、出钢至80吨时加入：石灰1000kg，硅铁80kg；
3、依次加入80Kg小袋装碳粉；
4、出钢至120吨时加入：铝块250kg，合成渣500kg；
5、至出钢结束。
出钢后钢水情况：
  钢水定氧   钢水中碳   钢水中[N]
  8ppm   0.038％   34.21ppm
LF炉冶炼脱S速度快，渣系好，冶炼快。

Claims (1)

1.一种低成本电弧炉出钢脱氧工艺，其特征是使用廉价的碳粉在出钢前期进行预脱氧，用较为便宜的硅铁在出钢中期进行浅脱氧，出钢后期用脱氧能力非常强的铝块来进行深脱氧，从而使钢液最终变成铝镇静钢，使钢液中的氧活度控制在洁净钢的控制范围内；所述的碳粉、硅铁和铝块的添加量是每150吨出钢中加入30～200kg碳粉、80～100kg硅铁和200～350kg铝块。
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