CN102634641A - 转炉出钢钢液脱氧方法 - Google Patents

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宋泽啟
魏伟
陈国威
张洪钢
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王安军
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王羽
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Abstract

本发明公开了一种转炉出钢钢液脱氧方法，先在转炉出钢前，将脱氧剂加入钢包内，每吨出钢钢液中脱氧剂的加入量为1.75~4.0kg；然后在温度为1660~1700℃的条件下出钢，同时钢包底吹氩；；待出钢钢液质量占总量的30%~40%时开始加入深脱氧剂，每吨出钢钢液中深脱氧剂的加入量为0.5~2.5kg，并确保出钢钢液质量占总量75%前完成深脱氧剂的加入，进行深脱氧。本发明主要采用价格相对低廉的脱氧剂碳粉、SiC和CaC2进行预脱氧再配合深脱氧剂进行终脱氧，脱氧剂能有效降低钢液表面炉渣氧化性，有利于减少合金元素的氧化损失，有利于减少炉渣对耐材的氧化侵蚀，显著提高合金元素收得率。

Description

转炉出钢钢液脱氧方法
技术领域
本发明属于冶金工业中的转炉炼钢技术，特别是指一种转炉出钢钢液脱氧方法。
技术背景
在氧气转炉炼钢过程中，为了去除钢中溶解氧，需要使用脱氧剂对钢液进行脱氧。通常情况下脱氧的主要方式是向钢液中加入含Si、Mn、Al元素的脱氧剂，使其与钢中溶解氧结合生成氧化物，再通过各种方法使生成的氧化物与钢液分离、排除。此种传统的钢液脱氧方式往往需要消耗较大量的Al，成本较高且必然导致钢中Al2O3的量也比较大难以充分去除。而且传统的钢液脱氧方式主要注重去除钢中溶解氧，未采取有效手段降低炉渣的氧化性，对合金元素氧化损耗、钢的成分稳定、氧化物夹杂含量控制及质量控制不利。
针对合金脱氧无法改善钢包渣的氧化性指数、而且成本非常昂贵的缺陷。国内外科研人员开始尝试使用廉价的非金属复合脱氧剂，如公开号为CN101451177A的中国发明专利申请报道了一种非金属复合炼钢脱氧剂和脱氧方法，该脱氧剂是含SiC和CaC2的非金属脱氧剂，其中的SiC和CaC2是以固定配比预先进行混合加工，并且该发明提及的脱氧方式是先加入合金再加入脱氧剂。该发明脱氧不完全，不能避免钢液浇注过程发生沸腾及铸坯气泡等缺陷的产生，该发明的成本较高且合金元素收得率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉出钢钢液脱氧方法，克服现有技术炼钢脱氧过程所用脱氧剂脱氧效果不好，合金元素得率低且成本高的问题。
为实现上述目的，本发明所设计的一种转炉出钢钢液脱氧方法，包括以下步骤：
1、一种转炉出钢钢液脱氧方法，包括以下步骤：
1）在转炉出钢前，将脱氧剂加入钢包内，每吨出钢钢液中脱氧剂的加入量为1.75~4.0kg；所述脱氧剂按质量由1.5~5.5%的碳粉，30~55%的SiC和40~65%的CaC2组成；
2）在温度为1660~1700℃的条件下出钢，同时钢包底吹氩；
3）待出钢钢液质量占总量的30%~40%时开始加入深脱氧剂，每吨出钢钢液中深脱氧剂的加入量为0.5~2.5kg，并确保出钢钢液质量占总量75%前完成深脱氧剂的加入，进行深脱氧。
进一步地，所述步骤1）中，脱氧剂按质量由1.5~5.5%的碳粉，45~55%的SiC和40~50%的CaC2组成。
再进一步地，所述步骤1）中，碳粉、SiC和CaC2的直径分别为5~10mm、5~20mm和1~10mm。
再进一步地，所述步骤2）中，氩气底吹强度范围为0.125~0.375m3/（t.h）。
再进一步地，所述步骤3）中，在出钢过程中，钢液表面渣层厚度＞150mm时，向钢液表面补加SiC和CaC2，每吨出钢液补加SiC0.2~1.0kg、CaC20.3~1.5kg，再对钢液进行底吹氩。
再进一步地，所述步骤3）中，深脱氧剂为硅铝钡钙和铝铁任选一种或二种。
本发明优点如下：
1、本发明主要采用价格相对低廉的脱氧剂碳粉、SiC和CaC2进行预脱氧再配合深脱氧剂进行终脱氧。
2、本发明的脱氧方式是在出钢前即加入价格相对低廉的扩散脱氧剂碳粉、SiC和CaC2进行预脱氧，再加入含Al的合金如硅铝钡钙、铝铁等进行终脱氧然后再往钢液中加入钢种所需的合金元素，显著提高合金元素收得率。
3、充分利用价格相对低廉的脱氧剂碳粉、SiC和CaC2对钢液进行预脱氧，有效降低脱氧过程中含Al合金的使用量，降低脱氧成本同时减少钢中Al2O3的量。
4、脱氧剂碳粉、SiC和CaC2能有效降低钢液表面炉渣氧化性，有利于减少合金元素的氧化损失，有利于减少炉渣对耐材的氧化侵蚀，有利于提高炉渣的硫容量，从而有利于钢的成分控制及减少钢中氧化物夹杂的产生。另外碳粉、SiC和CaC2脱氧过程中有气体产生，有利于钢液去除夹杂。
5、由于SiC在脱氧过程中有SiO2生成，而CaC2在脱氧过程中则有CaO生成，故合理把握SiC和CaC2的使用量搭配在取得较好脱氧效果的同时可以合理调整炉渣碱度，避免回磷及炉渣对钢包的过度侵蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明一种转炉出钢钢液脱氧方法作进一步的详细说明。
实施例1
碳素结构钢Q235B，冶炼工艺路线：铁水KR法脱硫—转炉—钢包底吹氩精炼—连铸。
转炉出钢量80t，转炉吹炼终点碳含量0.052%，钢液氧含量583ppm，出钢温度1688℃，在转炉将要出钢时先将3.5kg且直径为5mm的碳粉、70kg且直径为20mm的SiC和65kg且直径为20mm的CaC2加入钢包内。转炉采用挡渣球出钢且出钢温度1660℃，出钢开始即开始底吹氩气，出钢过程氩气底吹强度为0.125m3/（t.h），待出钢钢液质量约占总量的35%时开始加入硅铝钡钙合金40kg，进行深脱氧化。然后加入高碳锰铁450kg和硅铁180kg，进行合金化。最后转炉采用取挡渣球方式挡渣出钢。
在确保钢成分合格的前提下含量Al合金使用量比传统工艺减少约50%，转炉出钢渣中TFe含量为19.68%，吹氩处理后渣中TFe含量为1.34%，有效降低了炉渣氧化性。
实施例2
桥梁用结构钢Q370qE，冶炼工艺路线：铁水KR法脱硫—转炉—钢包底吹氩精炼—RH精炼—连铸。
转炉出钢量80t，转炉吹炼终点碳含量0.063%，钢液氧含量464ppm，在转炉将要出钢时先将17.6kg且直径为10mm的碳粉、94.4kg且直径为5mm的SiC和150kg且直径为20mm的CaC2加入钢包内，转炉采用挡渣塞出钢且出钢温度1700℃，出钢开始即开始底吹氩气，出钢过程氩气底吹强度为0.200m3/（t.h），待出钢钢液质量约占总量的35%时开始加入硅铝钡钙合金200kg，进行深脱氧化，然后加入高碳锰铁480kg、中碳锰铁960kg及硅铁220kg，转炉采用取挡渣塞方式挡渣出钢，出钢过程出现下则需往钢液表面补加SiC16kg和CaC280kg后对钢液进行底吹氩。
在确保钢成分合格的前提下含量Al合金使用量比传统工艺减少约60%，转炉出钢渣中TFe含量为16.43%，吹氩处理后渣中TFe含量为1.58%，有效降低了炉渣氧化性。
实施例3
螺纹钢HRB335，冶炼工艺路线：铁水KR法脱硫—转炉—钢包底吹氩精炼—连铸。
转炉出钢量80t，转炉吹炼终点碳含量0.058%，钢液氧含量523ppm，在转炉将要出钢时先将10kg且直径为7mm的碳粉、80kg且直径为10mm的SiC和110kg且直径为15mm的CaC2加入钢包内，转炉采用挡渣塞出钢且出钢温度1680℃，出钢开始即开始底吹氩气，出钢过程氩气底吹强度为0.375m3/（t.h），待出钢钢液质量约占总量的35%时开始加入硅铝钡钙合金100kg，进行深脱氧化，然后加入高碳锰铁500kg和硅铁130kg，最后转炉采用取挡渣塞方式挡渣出钢。
在确保钢成分合格的前提下含量Al合金使用量比传统工艺减少约60%，转炉出钢渣中TFe含量为18.53%，吹氩处理后渣中TFe含量为1.48%，有效降低了炉渣氧化性。

Claims (10)

1.一种转炉出钢钢液脱氧方法，包括以下步骤：
1）在转炉出钢前，将脱氧剂加入钢包内，每吨出钢钢液中脱氧剂的加入量为1.75~4.0kg；所述脱氧剂按质量由1.5~5.5%的碳粉，30~55%的SiC和40~65%的CaC2组成；
2）在温度为1660~1700℃的条件下出钢，同时钢包底吹氩；
3）待出钢钢液质量占总量的30%~40%时开始加入深脱氧剂，每吨出钢钢液中深脱氧剂的加入量为0.5~2.5kg，并确保出钢钢液质量占总量75%前完成深脱氧剂的加入，进行深脱氧。
2.根据权利要求1所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤1）中，脱氧剂按质量由1.5~5.5%的碳粉，45~55%的SiC和40~50%的CaC2组成。
3.根据权利要求1所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤1）中，碳粉、SiC和CaC2的直径分别为5~10mm、5~20mm和1~10mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤2）中，氩气底吹强度范围为0.125~0.375m3/（t.h）。
5.根据权利要求1或2或3所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，在出钢过程中，钢液表面渣层厚度＞150mm时，向钢液表面补加SiC和CaC2，每吨出钢液补加SiC0.2~1.0kg、CaC20.3~1.5kg，再对钢液进行底吹氩。
6.根据权利要求4所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，在出钢过程中，钢液表面渣层厚度＞150mm时，向钢液表面补加SiC和CaC2，每吨出钢液补加SiC0.2~1.0kg、CaC20.3~1.5kg，再对钢液进行底吹氩。
7.根据权利要求1或2或3所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，深脱氧剂为硅铝钡钙和铝铁任选一种或二种。
8.根据权利要求4所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，深脱氧剂为硅铝钡钙和铝铁任选一种或二种。
9.根据权利要求5所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，深脱氧剂为硅铝钡钙和铝铁任选一种或二种。
10.根据权利要求6所述的转炉出钢钢液脱氧方法，其特征在于：所述步骤3）中，深脱氧剂为硅铝钡钙和铝铁任选一种或二种。
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