CN102952923B - 一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金领域的一种炼钢工艺，是一种不需要全程用铝脱氧的电石脱氧冶炼含铝钢工艺，通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石加铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，利用电石和铝线的特点，充分把冶炼过程扩散脱氧与沉淀脱氧合理结合，该工艺转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80kg左右，大大提高生产含铝钢的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域的一种炼钢工艺，具体的说是一种不需要全程用铝脱氧的电石脱氧冶炼含铝钢工艺。
背景技术
冶炼过程脱氧制度是生产优质钢的关键工艺，铝作为炼钢过程中的最常见的活跃脱氧剂，被广泛应用在各大炼钢厂。特别是在生产含铝钢种时，铝即作为脱氧剂，同时也作为钢水中的合金元素之一使用，导致含铝钢的生产过程吨钢铝的消耗高达2kg左右，使生产成本增加，降低了钢铁厂家的经济效益。随着钢铁市场的波动，降低生产成本成为各家钢铁公司效益增长点的主要途径。降低含铝钢生产时铝的消耗，可以作为挖潜增益降本的一个亮点，效益可观。然而含铝钢中需要铝和降低铝的使用出现了矛盾，现有技术无法突破这个限制性环节。
发明内容
本发明的目的是：突破含铝钢中需要铝和降低铝的限制性环节，在不影响铸坯质量的前提下，将含铝钢吨钢铝耗降低了左右，吨钢降低，解决含铝钢生产时铝消耗较高的突出问题。
实现以上发明目的的技术方案是：
一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺，包括：
㈠转炉冶炼工艺：
⑴深脱硫操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求钢水中[S]的含量≤0.005%（0.005%是钢水的重量百分比），控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担；
⑵挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t钢（是每吨钢加入渣量2kg），防止钢包顶渣过氧化，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；
⑶出钢脱氧：出钢过程采用电石脱氧，电石在出钢过程必须尽量早加，最大限度提高其利用率，确保开始出钢30秒内加入电石，按40kg电石平衡钢水中0.010%（重量百分比）氧的量加入电石，即：电石加入量=终点氧含量（TSO值）×0.4，出钢渣料顺序：出钢开始→电石→出钢30秒加渣料→出钢至1/3加合金（合金种类和用量根据所冶炼含铝钢种质保书要求的合金元素范围的下限配加，合金收得率按100%计算）→出钢结束；
⑷炉后脱氧：出钢结束喂入200米铝线，喂线速度180m/min，为了便于喂铝线同时防止钢水二次氧化，喂线过程钢包底吹氩气流量控制在50～80Nl/min；
㈡精炼炉冶炼工艺：
⑴LF炉前期操作：LF炉钢水到站后，供电化渣2～3min后加入石灰300kg和电石40～70kg，为了防止二次氧化，加热升温及造渣脱硫过程氩气流量350～500Nl/min，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，软搅氩气流量10～60Nl/min，以钢水不裸露为原则；
⑵LF炉过程控制：加入合适石灰400～600kg、萤石70～80kg和铝丝20～40kg造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于4 Kg，脱硫过程氩气流量350～500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅大于12min（时间越长越好，12分钟是最低要求），软搅氩气流量10～60Nl/min，以钢水不裸露为原则，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.030～0.040%（重量百分比）范围来控制铝线喂入量。
本发明突破含铝钢中需要铝和降低铝的限制性环节，把冶炼过程扩散脱氧与沉淀脱氧充分结合，开发一种电石脱氧生产含铝钢的工艺，在不影响铸坯质量的前提下，含铝钢吨钢铝耗降低了0.80kg左右，吨钢降本11～14元，成功解决了含铝钢生产时铝消耗较高的突出问题。
本发明的有益效果是：本发明成功解决了冶炼含铝钢时转炉出钢顶渣改质和LF炉精炼造渣需全程铝脱氧的难点，采用转炉出钢电石脱氧进行顶渣改质和转炉炉后喂铝线增钢水中铝，LF炉电石配合铝丝脱氧造渣以及LF炉喂铝线微调钢水中铝的工艺生产含铝钢，大幅降低吨钢铝耗。本发明的工艺冶炼过程稳定，铸坯质量良好，铝耗由平均2.10kg/t降到1.30kg/t钢，降低了0.80kg/t钢，降本11～14元/t钢，从而降低了生产成本，大幅度提高经济效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺，流程如图1所示，该工艺采用：铁水倒罐→铁水预处理→转炉电石脱氧→炉后喂铝线→LF炉电石、铝丝、铝线脱氧→CCM流程，通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石、铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80 kg左右，提高生产含铝钢的经济效益；本发明是由电石脱氧扩散脱氧和铝线沉淀脱氧相结合进行优化来实现。
㈠转炉冶炼工艺：
⑴深脱硫操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]：0.005%，控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担；
⑵挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量2kg/t，防止钢包顶渣过氧化，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；
⑶出钢脱氧：出钢过程采用电石脱氧，电石在出钢过程必须尽量早加，最大限度提高其利用率，确保开始出钢30秒内加入电石，按40kg电石平衡钢水中0.010%氧的量加入电石，即：电石加入量=终点氧含量（TSO值）×0.4，出钢渣料顺序：出钢开始→电石→出钢30秒加渣料→出钢至1/3加合金→出钢结束；
⑷炉后脱氧：出钢结束喂入200米铝线，喂线速度185m/min，为了便于喂铝线同时防止钢水二次氧化，喂线过程钢包底吹氩气流量控制在50Nl/min；
㈡精炼炉冶炼工艺：
⑴LF炉前期操作：LF炉钢水到站后，供电化渣2min后加入石灰300kg和电石40kg，为了防止二次氧化，加热升温及造渣脱硫过程氩气流量350Nl/min，喂铝线控制氩气流量30Nl/min，软搅氩气流量10Nl/min，以钢水不裸露为原则；
⑵LF炉过程控制：加入合适石灰400kg、萤石70kg和铝丝20kg造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢3Kg，脱硫过程氩气流量350Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅15min，软搅氩气流量10Nl/min，以钢水不裸露为原则，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.030来控制铝线喂入量。
通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石加铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，利用电石和铝线的特点，充分把冶炼过程扩散脱氧与沉淀脱氧合理结合，该工艺转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80kg左右，大大提高生产含铝钢的经济效益。
实施例2
本实施例是一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺，流程如图1所示，该工艺采用：铁水倒罐→铁水预处理→转炉电石脱氧→炉后喂铝线→LF炉电石、铝丝、铝线脱氧→CCM流程，通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石、铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80 kg左右，提高生产含铝钢的经济效益；本发明是由电石脱氧扩散脱氧和铝线沉淀脱氧相结合进行优化来实现。
㈠转炉冶炼工艺：
⑴深脱硫操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]：0.004%，控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担；
⑵挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量1.5kg/t，防止钢包顶渣过氧化，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；
⑶出钢脱氧：出钢过程采用电石脱氧，电石在出钢过程必须尽量早加，最大限度提高其利用率，确保开始出钢30秒内加入电石，按40kg电石平衡钢水中0.010%氧的量加入电石，即：电石加入量=终点氧含量（TSO值）×0.4，出钢渣料顺序：出钢开始→电石→出钢30秒加渣料→出钢至1/3加合金→出钢结束；
⑷炉后脱氧：出钢结束喂入200米铝线，喂线速度195m/min，为了便于喂铝线同时防止钢水二次氧化，喂线过程钢包底吹氩气流量控制在65Nl/min；
㈡精炼炉冶炼工艺：
⑴LF炉前期操作：LF炉钢水到站后，供电化渣2.5min后加入石灰300kg和电石50kg，为了防止二次氧化，加热升温及造渣脱硫过程氩气流量400Nl/min，喂铝线控制氩气流量45Nl/min，软搅氩气流量40Nl/min，以钢水不裸露为原则；
⑵LF炉过程控制：加入合适石灰500kg、萤石75kg和铝丝30kg造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢2Kg，脱硫过程氩气流量400Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量45Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅25min，软搅氩气流量35Nl/min，以钢水不裸露为原则，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.035%来控制铝线喂入量。
通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石加铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，利用电石和铝线的特点，充分把冶炼过程扩散脱氧与沉淀脱氧合理结合，该工艺转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80kg左右，大大提高生产含铝钢的经济效益。
实施例3
本实施例是一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺，流程如图1所示，该工艺采用：铁水倒罐→铁水预处理→转炉电石脱氧→炉后喂铝线→LF炉电石、铝丝、铝线脱氧→CCM流程，通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石、铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80 kg左右，提高生产含铝钢的经济效益；本发明是由电石脱氧扩散脱氧和铝线沉淀脱氧相结合进行优化来实现。
㈠转炉冶炼工艺：
⑴深脱硫操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]：0.002%，控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担；
⑵挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量1kg/t，防止钢包顶渣过氧化，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；
⑶出钢脱氧：出钢过程采用电石脱氧，电石在出钢过程必须尽量早加，最大限度提高其利用率，确保开始出钢30秒内加入电石，按40kg电石平衡钢水中0.010%氧的量加入电石，即：电石加入量=终点氧含量（TSO值）×0.4，出钢渣料顺序：出钢开始→电石→出钢30秒加渣料→出钢至1/3加合金→出钢结束；
⑷炉后脱氧：出钢结束喂入200米铝线，喂线速度200m/min，为了便于喂铝线同时防止钢水二次氧化，喂线过程钢包底吹氩气流量控制在80Nl/min；
㈡精炼炉冶炼工艺：
⑴LF炉前期操作：LF炉钢水到站后，供电化渣3min后加入石灰300kg和电石70kg，为了防止二次氧化，加热升温及造渣脱硫过程氩气流量500Nl/min，喂铝线控制氩气流量60Nl/min，软搅氩气流量60Nl/min，以钢水不裸露为原则；
⑵LF炉过程控制：加入合适石灰600kg、萤石80kg和铝丝40kg造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢1Kg，脱硫过程氩气流量500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅30min，软搅氩气流量60Nl/min，以钢水不裸露为原则，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.040%来控制铝线喂入量。
通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉炉后喂铝线调节钢水中铝，LF炉电石加铝丝脱氧造渣并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，利用电石和铝线的特点，充分把冶炼过程扩散脱氧与沉淀脱氧合理结合，该工艺转炉出钢脱氧稳定，LF炉造渣脱硫效果明显，铸坯质量良好，钢板探伤合格率稳定，使生产含铝钢的吨钢铝耗降低了0.80kg左右，大大提高生产含铝钢的经济效益。
试验例
本试验例是一种冶炼过程电石脱氧生产含铝钢的控制工艺，该工艺通过转炉出钢脱氧制度和造渣制度的优化，转炉出钢根据终点氧值加入合适量的电石，炉后喂200米铝线调节钢水中铝，LF炉电石、铝丝脱氧造渣脱硫并配合LF炉喂铝线微调钢水中铝的生产工艺，钢水中铝含量保持在0.030～0.040%范围来控制铝线喂入量，脱硫合金化结束后软搅12分钟以上。
本试验例选择S355J-1钢种，在150吨转炉、150吨钢包炉冶炼情况，其S355J-1化学成分见表1，整个冶炼过程控制如下：
表1 S355J-1主要化学成份（%）
| 成分 | C | Mn | Si | P | S | Alt | Ti |
| 内控 | 0.155～0.180 | 1.35～1.50 | 1.35～1.50 | ≤0.020 | ≤0.005 | 0.02～0.05 | 0.008～0.020 |
| 目标 | 0.17 | 1.45 | ≤0.02 | ≤0.015 | ≤0.003 | 0.04 | 0.015 |
转炉吹炼：吹炼终点成分和温度控制见表2，
表2 转炉终点成分（%）
| 炉号 | 温度 | 氧 | 碳 | 磷 | 硫 | 硅 |
| 01 | 1640℃ | 0.0270% | 0.059% | 0.0121% | 0.031% | 0.006% |
| 02 | 1620℃ | 0.0359% | 0.055% | 0.0060% | 0.024% | 0.008% |
转炉炉后脱氧造渣合金化：出钢过程辅料加过顺序：开始出钢→电石（30秒内）→石灰、精炼渣→硅锰、高碳锰铁，加入量和炉后成分控制见表3，
表3 炉后成分
| 炉号 | 精炼渣 | 石灰 | 硅锰 | 电石 | 碳 | 磷 | 硫 |
| 01 | 501kg | 215kg | 2089kg | 150kg | 0.081% | 0.0136% | 0.030% |
| 02 | 496kg | 210kg | 2094kg | 180kg | 0.077% | 0.0070% | 0.023% |
精炼脱氧及造渣脱硫：去夹杂工艺。LF炉钢水到站定氧→控制底吹氩气300～500Nl/min、加热升温3min→加入电石、石灰、萤石、喂铝线→加热→加还原剂、铝丝脱硫、喂铝线→加热→合金化→加热→喂铝线调铝→钙处理→软搅拌，具体用量见表4，精炼处理结束渣样成分见表5，精炼炉终点成分见表6，
表4 精炼炉加料情况（kg）
| 炉号 | 硅铁 | 低碳锰铁 | 铝丝 | 石灰 | 萤石 | 铝线 | 还原剂 | 钙铁线（m） |
| 01 | 119 | 475 | 20 | 700 | 149 | 126 | 130 | 450 |
| 2 | 168 | 483 | 20 | 600 | 182 | 120 | 105 | 450 |
；
表5 精炼炉结束渣成份（%）
| 炉号 | TFe | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | TiO2 | MnO | R | 渣颜色 |
| 01 | 0.75 | 12.03 | 63.93 | 3.13 | 19.69 | 0.74 | 0.29 | 5.31 | 灰白 |
| 02 | 0.85 | 12.05 | 63.34 | 3.14 | 19.58 | 0.74 | 0.3 | 5.26 | 灰白 |
；
表6 精炼炉终点钢水主要成份（%）
| 炉号 | C | Mn | P | S | Si | Alt | Ca |
| 01 | 0.154 | 1.396 | 0.0153 | 0.0023 | 0.261 | 0.036 | 0.0022 |
| 02 | 0.158 | 1.399 | 0.0103 | 0.0012 | 0.302 | 0.039 | 0.0019 |
效果总结：①提高铝收得率：使用电石脱氧剂配合转炉炉后喂铝线，能够控制LF精炼到站铝含量，LF炉到站平均铝含量为0.029%，铝的收得率为59.5%，基本达到精炼喂铝线水平。②降低脱氧成本：吨钢铝耗降0.8kg，剔除电石成本，脱氧成本降低12元/吨。③改善精炼渣况：使用电石脱氧能够有效改善精炼到站炉渣状况，为精炼快速造白渣提供良好条件，脱硫效果明显，精炼炉终点钢水中平均硫含量0.0026%，脱硫效率92.6%，有利于铸坯质量提高。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (1)
1.一种电石脱氧冶炼含铝钢工艺，其特征在于：包括：
㈠转炉冶炼工艺：
⑴深脱硫操作：入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求钢水中[S]的重量百分比含量≤0.005%，控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫负担；
⑵挡渣操作：严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t钢，防止钢包顶渣过氧化，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难；
⑶出钢脱氧：出钢过程采用电石脱氧，电石在出钢过程必须尽量早加，最大限度提高其利用率，确保开始出钢30秒内加入电石，按40kg电石平衡钢水中0.010%氧的量加入电石，即：电石加入量=终点氧含量×0.4，出钢渣料顺序：出钢开始→电石→出钢30秒加渣料→出钢至1/3加合金→出钢结束；
⑷炉后脱氧：出钢结束喂入200米铝线，喂线速度180m/min，为了便于喂铝线同时防止钢水二次氧化，喂线过程钢包底吹氩气流量控制在50～80Nl/min；
㈡精炼炉冶炼工艺：
⑴LF炉前期操作：LF炉钢水到站后，供电化渣2～3min后加入石灰300kg和电石40～70kg，为了防止二次氧化，加热升温及造渣脱硫过程氩气流量350～500Nl/min，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，软搅氩气流量10～60Nl/min，以钢水不裸露为原则；
⑵LF炉过程控制：加入石灰400～600kg、萤石70～80kg和铝丝20～40kg造渣脱硫，每次石灰加入量吨钢小于4Kg，脱硫过程氩气流量350～500Nl/min，喂铝线补钢水中酸溶铝，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，喂线后进行成分和温度的微调，为了更好促进夹杂物的上浮去除，控制软搅大于12min，软搅氩气流量10～60Nl/min，以钢水不裸露为原则，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.030～0.040%范围来控制铝线喂入量。
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