CN105296708A - 铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶炼低硫铸钢件技术领域,尤其涉及一种铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,本发明的脱硫方法包括初还原、钢渣混合出钢脱硫、精炼脱硫、调渣还原脱硫步骤,在每一步骤中都对钢液进行不同程度的脱硫,如此相比较于背景技术中两种传统方法的脱硫方法,有益效果为:钢液冶炼效率高,本发明方法在钢液出钢过程进行脱硫,在精炼炉冶炼时不需要额外的脱硫时间,较传统钢液脱硫方法缩短1/3左右的时间;脱硫效果好,使用传统脱硫方法冶炼时,普通碳钢及低合金钢的硫含量能脱至0.015%左右,而使用本发明方法进行多步骤脱硫,最终硫含量能够低至0.005%以下,在很大程度上提高了钢液质量。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼低硫铸钢件技术领域,尤其涉及一种铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法。
背景技术
在传统的炼钢工艺中,熔化、精炼、合金化都在电弧炉中完成,包括在电弧炉中进行脱硫工作。而在电弧炉中脱硫,由于还原氛围不充分,导致脱硫效率低,且最终的硫含量较高,一般都在0.02%以上,这样冶炼出的钢液往往不能满足使用要求。
为了降低钢液在冶炼过程中的硫含量,提高钢液质量,现有技术中,主要采用两种方法;一种是在电弧炉中进行熔化、氧化,出钢后在精炼炉中加还原剂对钢液进行还原和脱硫,这种脱硫方法的优点是成本较低、适用性强,缺点是由于脱硫需要较长时间,导致整个冶炼过程持续的时间较长,效率较低;另一种是采用真空精炼炉进行脱硫,这种方法的优点是脱硫速度快,脱硫效果好,能将重点硫含量持续保持在0.001%以下,但缺点是前期设备投资大,冶炼成本高。
发明内容
针对以上不足,本发明提出一种脱硫效果好、脱硫效率高的铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法。
一种铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,包括以下步骤:初还原、钢渣混合出钢脱硫、精炼脱硫、调渣还原脱硫:
初还原:将熔炼原料在电弧炉内熔化后,当钢液中C、P含量稳定后,向炉内的钢液中加入铝块,铝块的加入量为1kg~2kg/t,然后将硅钙、铝粒均匀覆盖在钢液的钢渣的表面,对钢液加热升温至1620℃~1670℃,取样检测Al元素的含量大于0.03%时,出钢;
钢渣混合出钢脱硫:出钢时采用钢液和钢渣混合出钢的方式,当钢渣占钢液的比例为2%~5%时开始出钢,随着出钢过程中随流加入脱硫剂,脱硫剂加入量为5kg~10kg/t;
精炼脱硫:将出钢至钢包内的钢液进行精炼,保持钢液的温度为1550℃~1590℃,精炼时间不小于40min,在精炼过程中检测钢液的氧活性,使其满足不大于10ppm,当钢液的氧活性大于10ppm时,采用喂铝的方法来调整,喂铝的方法为:向钢液内加入铝线或铝粒,待钢液反应至少5min后,再检测钢液的氧活性,如果钢液的氧活性仍然大于10ppm时,重复喂铝的方法至钢液的氧活性满足不大于10ppm;
调渣还原脱硫:先向钢液中加入活性石灰和萤石作为还原渣料,活性石灰的加入量为6kg/t~10kg/t,萤石加入量为1kg/t~2kg/t,然后对钢液取样检测Al元素的含量,当Al元素的含量小于0.01%时,加入硅钙、铝粒来调整Al元素的含量至0.01%~0.03%之间,检测调渣后的钢渣的碱度达到2~4,保持钢液的温度为1590℃~1610℃,至少10min,使其充分脱硫。
本发明的脱硫方法包括初还原、钢渣混合出钢脱硫、精炼脱硫、调渣还原脱硫步骤,在每一步骤中都对钢液进行不同程度的脱硫,如此相比较于背景技术中两种传统方法的脱硫方法,使用本发明方法的脱硫效果如下:
钢液冶炼效率高,本发明方法在钢液出钢过程进行脱硫,在精炼炉冶炼时不需要额外的脱硫时间,较传统钢液脱硫方法缩短1/3左右的时间;
脱硫效果好,使用传统脱硫方法冶炼时,普通碳钢及低合金钢的硫含量能脱至0.015%左右,而使用本发明方法进行多步骤脱硫,最终硫含量能够低至0.005%以下,在很大程度上提高了钢液质量。
具体实施方式
上述铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,包括以下步骤:初还原、钢渣混合出钢脱硫、精炼脱硫、调渣还原脱硫。
初还原:将熔炼原料在电弧炉内熔化后,当钢液中C、P含量稳定后,向炉内的钢液中加入铝块,铝块的加入量为1kg~2kg/t,然后将硅钙、铝粒均匀覆盖在钢液的钢渣的表面,对钢液加热升温至1620℃~1670℃,取样检测Al元素的含量,如果Al元素的含量大于0.03%,出钢;如果Al元素的含量小于0.03%,继续加入铝块,待钢液反应、稳定5min后,再取样检测Al元素的含量,直到检测的Al元素的含量大于0.03%时,出钢。
其中,钢液中的C、P元素的含量是依据顾客对产品的含碳量的要求来控制的,在初还原过程中钢液中的C含量的控制限为:将顾客对产品的含碳量的下限值再减去0.05%~0.1%,在初还原过程中钢液中的P的含量的控制限为:顾客对产品的含磷量的下限值的1/2,例如顾客对产品的含碳量的要求为0.15%、0.3%、0.6%、0.7%时,在初还原过程中钢液中的C含量的控制限为:0.05%~0.1%、0.2%~0.25%、0.5%~0.55%、0.6%~0.65%。
钢渣混合出钢脱硫:出钢时采用钢液和钢渣混合出钢的方式,当钢渣占钢液的比例为2%~5%时开始出钢,可以通过测量钢液表面的钢渣的厚度来检测钢渣占钢液的比例,随着出钢过程中随流加入脱硫剂,脱硫剂加入量为5kg~10kg/t。采用钢渣混出保护钢液过度与空气接触,减小钢液氧化程度,同时使钢液与钢渣充分接触,这样在出钢的过程中就能脱掉一部分的硫,一般情况能将硫脱至0.02%以下。
精炼脱硫:将出钢至钢包内的钢液进行精炼,保持钢液的温度为1550℃~1590℃,精炼时间不小于40min,在精炼过程中检测钢液的氧活性,使其满足不大于10ppm,当钢液的氧活性大于10ppm时,采用喂铝的方法来调整,喂铝的方法为:向钢液内加入铝线或铝粒,待钢液反应至少5min后,再检测钢液的氧活性,如果钢液的氧活性仍然大于10ppm时,重复喂铝的方法至钢液的氧活性满足不大于10ppm;
调渣还原脱硫:先向钢液中加入活性石灰和萤石作为还原渣料,活性石灰的加入量为6kg/t~10kg/t,萤石加入量为1kg/t~2kg/t,然后对钢液取样检测Al元素的含量,当Al元素的含量小于0.01%时,加入硅钙、铝粒来调整Al元素的含量至0.01%~0.03%之间,检测调渣后的钢渣的碱度达到2~4,保持钢液的温度为1590℃~1610℃,至少10min,使其充分脱硫。其中,铝粒的加入为少量多次加入,例如每次加入量1kg/t,每次加完铝粒后待钢液反应5min左右,检测Al元素的含量是否达到0.01%~0.03%,如果未达到则继续加入铝粒。
进一步,在初还原步骤中,硅钙、铝粒的加入量为1kg~3kg/t,硅钙与铝粒的加入量按照加入总量的1:1的比例加入。
进一步,在钢渣混合出钢脱硫步骤中,随流加入脱硫剂的方法为:在出钢钢液达到总钢液的1/3时,随流加入脱硫剂,并且脱硫剂在出钢钢液达到总钢液的2/3时,完成脱硫剂的加入。避免脱硫剂被冲入包底或浮于钢液表面,不能充分反应。
其中,在精炼脱硫步骤中,喂铝的方法中加入的铝线或铝粒的量依据下述公式计算:
M铝线=K×P氧活性×M钢液×10-3
其中,M铝线为需要加入的铝线的重量,单位为kg,K为系数,根据渣量及钢种确定,钢渣越多,取值越大,合金钢取大值,碳钢取最小值,通常取5~8,P氧活性为检测得到的氧活性的数值,单位为ppm,M钢液为钢液重量,单位为吨。
文中提及的脱硫剂为本领域常用的成品产品,其主要含量为氧化钙、活性石灰、萤石等。文中的成份加入量的单位解释为:例如6kg/t,为每吨钢液加入6公斤相应成份。
Claims (5)
1.一种铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,其特征在于包括以下步骤:初还原、钢渣混合出钢脱硫、精炼脱硫、调渣还原脱硫:
初还原:将熔炼原料在电弧炉内熔化后,当钢液中C、P元素含量稳定后,向炉内的钢液中加入铝块,铝块的加入量为1kg~2kg/t,然后将硅钙、铝粒均匀覆盖在钢液的钢渣的表面,对钢液加热升温至1620℃~1670℃,取样检测Al元素的含量大于0.03%时,出钢;
钢渣混合出钢脱硫:出钢时采用钢液和钢渣混合出钢的方式,当钢渣占钢液的比例为2%~5%时开始出钢,随着出钢过程中随流加入脱硫剂,脱硫剂加入量为5kg~10kg/t;
精炼脱硫:将出钢至钢包内的钢液进行精炼,保持钢液的温度为1550℃~1590℃,精炼时间不小于40min,在精炼过程中检测钢液的氧活性,使其满足不大于10ppm,当钢液的氧活性大于10ppm时,采用喂铝的方法来调整,所述喂铝的方法为:向钢液内加入铝线或铝粒,待钢液反应至少5min后,再检测钢液的氧活性,如果钢液的氧活性仍然大于10ppm时,重复喂铝的方法至钢液的氧活性满足不大于10ppm;
调渣还原脱硫:先向钢液中加入活性石灰和萤石作为还原渣料,活性石灰的加入量为6kg/t~10kg/t,萤石加入量为1kg/t~2kg/t,然后对钢液取样检测Al元素的含量,当Al元素的含量小于0.01%时,加入硅钙、铝粒来调整Al元素的含量至0.01%~0.03%之间,检测调渣后的钢渣的碱度达到2~4,保持钢液的温度为1590℃~1610℃,至少10min,使其充分脱硫。
2.如权利要求1所述的铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,其特征在于:在所述初还原步骤中,所述硅钙、铝粒的加入量为1kg~3kg/t,硅钙与铝粒的加入量按照加入总量的1:1的比例加入。
3.如权利要求1所述的铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,其特征在于:在所述钢渣混合出钢脱硫步骤中,随流加入脱硫剂的方法为:在出钢钢液达到总钢液的1/3时,随流加入脱硫剂,并且脱硫剂在出钢钢液达到总钢液的2/3时,完成脱硫剂的加入。
4.如权利要求1所述的铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,其特征在于:在所述精炼脱硫步骤中,所述喂铝的方法中加入的铝线或铝粒的量依据下述公式计算:
M铝线=K×P氧活性×M钢液×10-3
其中,M铝线为需要加入的铝线的重量,K为系数,通常取5~8,P氧活性为检测得到的氧活性的数值,M钢液为钢液重量。
5.如权利要求4所述的铸造用钢液在冶炼过程中的脱硫方法,其特征在于:当钢液的种类为合金钢时,K值取最大值,当钢液的种类为碳钢时,K值取最小值。
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CN102827996A (zh) * | 2012-07-05 | 2012-12-19 | 攀钢集团研究院有限公司 | 减少铝镇静钢吸氮的方法、低氮铝镇静钢及其生产方法 |
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