CN101698897B - 一种转炉出钢后快速造深脱硫白渣的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉出钢后快速造深脱硫白渣的工艺，属于炼钢精炼领域，主要方法是出钢过程中沿着钢流往钢包加入造渣渣系，或者将一部分炉渣提前加入包底，另外一部分沿着钢流加入，出钢过程氩气搅拌，出钢结束后进行渣面脱氧；最终出钢完毕后快速造成能够进行深脱硫的白渣，利用该种快速造白渣技术，可以使LF精炼炉将转炉结束后硫含量在0.020％以下的钢水处理至硫含量为0.001％～0.002％。

Description

一种转炉出钢后快速造深脱硫白渣的工艺

技术领域：

本发明涉及一种转炉脱硫造渣工艺，特别适用于转炉出钢时快速造脱硫白渣的一种造渣工艺。

背景技术：

硫含量增加热脆性，对冲击韧性也有害，同时使管线钢抗应力腐蚀及抗硫化氢腐蚀性能下降，硫属于易偏析元素，容易偏聚于晶界而导致晶界脆化，在热加工过程中硫化锰夹杂发生变形并沿着轧制方向延伸成条状，这种条状硫化物破坏了钢的连续性，降低了钢材的性能，使钢的各向异性加重，特别是使钢材横断面塑性大幅度下降，严重时还会导致钢板分层；热轧后钢中MnS夹杂物变形为条带状，会导致钢板在非轧制方向厚度和宽度方向上韧性的恶化。此外，钢板中条带状MnS夹杂物周围常常伴随有微裂纹，它是导致钢板超声波探伤不合的原因之一；对于管线钢而言，钢中硫严重恶化钢板的抗氢致裂纹HIC和抗应力腐蚀裂纹SCC的能力。一般认为，氢致裂纹的形成于钢中MnS类夹杂物与基体的界面，这是因为在运输含H₂S的石油和天然气时，在管壁表面会发生电化学侵蚀反应而生成氢原子，氢原子向管壁内扩散，并在管壁中的夹杂物处重新结合成H₂，当钢中存在脆相时比如由于偏析所造成便会形成氢致裂纹，而钢板中存在的条带状的MnS恰恰就是氢致裂纹的主要裂纹源之一热轧后MnS夹杂物变形为细条状，严重影响到非轧制方向的性能。

钢坯硫含量在40ppm～50ppm左右，轧制后做拉伸试验，拉伸断口为脆性断口，有板条状物为MnS夹杂，当钢中硫含量降至20ppm以下时，轧制后很难发现MnS夹杂。鉴于高级别管线钢、低温容器用钢、海洋平台用钢等钢种使用条件的恶劣，它们对钢中硫含量有着非常苛刻的要求，例如用于LNG气体储罐钢板、UOE厚壁油气管线钢板、抗层状撕裂性能钢板等要求硫含量低于10ppm。

目前高级别钢种硫含量的控制采用的是铁水预处理脱硫+转炉控制回硫+LF炉深脱硫工艺，铁水脱硫后硫含量在50ppm左右，经转炉冶炼后钢水硫含量在80ppm～120ppm左右，由于该方法使用的转炉容量只有100吨，大板坯连铸机浇铸周期30min左右，导致LF炉的处理周期只有30～50min左右，这直接影响了钢水脱硫的程度。

通常情况下，脱硫工艺路线采用：铁水脱硫预处理—转炉控制回硫-LF精炼脱硫；单纯利用LF进行脱硫，冶炼极低硫周期长，精炼周期在60min左右，并且脱硫后硫含量一般在30ppm左右，为了使LF炉处理后钢水硫含量在15-20ppm以下，若要将钢水硫含量脱到10ppm以下则需要将目前LF炉的精炼周期增加20～25分钟，从而周期难以匹配。

发明内容：

本发明的目的就是为了克服周期困难，开发了转炉炉后快速造脱硫白渣的工艺。

本发明为实现上述发明目的所涉及的技术方案为一种转炉出钢后快速造深脱硫白渣的工艺，其特征在于：

(1)在转炉炉后出钢过程中向钢包内加入渣料A或B；或者将一部分A或B提前加入钢包底部，提前加入包底的A或B不低于总合成渣量质量百分比的30％，另外一部分渣料A或B在出钢过程中加入钢包，其A成分包括按质量百分比为，CaO≥60％、CaF₂≤25％、SiO₂≤5％、MgO≤10％，该渣系由套筒窑白灰与萤石机械混合而成，其白灰粒度要求15～30mm，白灰活性度大于250，B的成分包括按质量百分比是CaO：85％～95％、SiO₂≤5％、MgO≤10％；

(2)出钢时钢包底吹氩搅拌，出钢时钢包底吹供气强度在0.05L/(t.min)以上，出钢完毕后，在线底吹供气强度在0.03L/(t.min)以上；

(3)出钢完毕后在钢包渣面加入金属铝或含有金属铝的物质，渣面加金属Al量在0.3～0.6kg/t；

(4)出钢完毕后根据顶渣流动性选择是否继续底吹氩气，若渣面结坨则选择继续底吹，若渣面状况良好，则可以不使用底吹；

(5)到达精炼时进行渣面补铝，到达精炼时，渣面补铝量在0.1kg/t～0.4kg/t。

该发明具有以下优点：1、顶渣熔点低，流动性好，曼内斯曼指数可控制在0.18～0.35左右；2、渣中FeO与MnO百分含量低，(FeO+MnO)质量百分含量在3％以下；3、渣中碱度较转炉下渣碱度高，碱度可达5～8；4、LF进行精炼时，化渣速度快，3～5分钟即可将加入的合成渣熔化。利用该种快速造白渣技术，可以使LF精炼炉将转炉结束后硫含量在0.020％以下的钢水处理至硫含量为0.001％～0.002％。

具体实施方式：

对于低硫钢的冶炼，全部采用：铁水脱硫预处理-转炉冶炼控制回硫-炉后造渣-LF精炼脱硫的工艺流程。转炉出钢时进行炉后造渣，炉后脱硫渣加入量在8kg/t，为了使炉渣熔化充分，前3炉脱硫渣全部加入包底，后3炉50％的脱硫渣放在包底，剩余50％伴随钢流加入，出钢过程大氩气搅拌按照0.05L/(t.min)，出钢完毕后渣面加铝脱氧，加入量在表1中的案例1、2为0.3kg/t，案例3、4为0.4kg/t，案例5、6为0.5kg/t，氩气搅拌按照0.03L/(t.min)控制。精炼过程中，适当加大前期，尤其是前十分钟的氩气流量至0.05L/(t.min)，精炼过程中、后期减少氩气流量最低至0.01L/(t.min)，并保证顶渣的还原性，LF到站硫含量在50ppm～110ppm之间，精炼10分钟后大部分炉次可达到20ppm，表1为试验炉次硫含量变化。

表1某管线钢冶炼试验炉次各工位硫含量变化，质量百分比％

采用该工艺的优势如下：

1、顶渣熔点低，流动性好，曼内斯曼指数控制在0.18～0.35左右；2、渣中FeO与MnO百分含量低，(FeO+MnO)质量百分含量在3％以下；3、渣中碱度较转炉下渣碱度高，碱度可达5～8；4、LF进行精炼时，化渣速度快，3～5分钟即可将加入的合成渣熔化，LF精炼10分钟即可将硫降至0.002％；5、利用该种快速造白渣技术，可以使LF精炼炉将转炉结束后硫含量在0.020％以下的钢水处理至硫含量为0.001％～0.002％。

经过处理的顶渣LF到站后，顶渣成分如表2所示：

表2造完渣后顶渣成分

试样	TFe	FeO	SiO2	CaO	MgO	Al2O3	MnO	P2O5	S	F
											1	1.39	1.33	10.52	55.12	10.52	18.72	0.46	0.27	0.25	3.08
2	1.14	0.5	10.55	56.32	6.92	19.54	0.34	0.27	0.23	8.66
											3	1.11	0.72	7.73	52.42	10.03	23.05	0.29	0.28	0.71	3.7
4	1.36	1.33	8.15	58.59	9.32	18.45	0.45	0.25	0.31	3.64
											5	1.12	0.72	10.35	53.46	8.99	21.92	0.46	0.26	0.32	3.97

Claims (1)

1.一种转炉出钢后快速造深脱硫白渣的工艺，包括：炉后造渣、渣面脱氧、底吹氩气，精练到站补铝，其特征在于：

(1)在转炉炉后出钢过程中向钢包内加入渣料A或B；或者将一部分A或B提前加入钢包底部，提前加入包底的A或B不低于总合成渣量质量百分比的30％，另外一部分渣料A或B在出钢过程中加入钢包，其A成分包括按质量百分比为，CaO≥60％、CaF₂≤25％、SiO₂≤5％、MgO≤10％，该渣系由套筒窑白灰与萤石机械混合而成，其白灰粒度要求15～30mm，白灰活性度大于250，B的成分包括按质量百分比为，CaO：85％～95％、SiO₂≤5％、MgO≤10％；

(2)出钢时钢包底吹氩搅拌，出钢时钢包底吹供气强度在0.05L/(t.min)以上，出钢完毕后，在线底吹供气强度在0.03L/(t.min)以上；

(3)出钢完毕后在钢包渣面加入金属铝或含有金属铝的物质，渣面加金属Al量在0.3～0.6kg/t；

(4)出钢完毕后根据顶渣流动性选择是否继续底吹氩气，若渣面结坨则选择继续底吹，若渣面状况良好，则可以不使用底吹；

(5)到达精炼时进行渣面补铝，到达精炼时，渣面补铝量在0.1kg/t～0.4kg/t。