CN106591529A - 一种铁水预处理极低硫的控制方法 - Google Patents

一种铁水预处理极低硫的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铁水预处理极低硫的控制方法，属于炼钢技术领域。具体技术方案是：铁水包装入铁水吨数、包内净空、带渣量、铁水温度和成分满足极低硫预处理要求。脱硫处理前期加入脱氧剂降低铁水中氧含量，为脱硫创造还原气氛，中期加入硅质助溶剂调理脱硫渣组元成分中CaO+MgO与SiO2+Al2O3的比值，降低脱硫渣的组元熔点与粘度，控制脱硫剂石灰与颗粒镁用量，使脱硫剂石灰充分溶解，脱硫反应顺利进行，充分发挥脱硫作用，脱硫处理完毕，尽力将脱硫渣扒除，达到降低脱硫渣中全铁含量和完成铁水预处理极低[S]的控制目的。

Description

一种铁水预处理极低硫的控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种铁水预处理极低硫的控制方法。
背景技术
现代工业发展和科技进步对钢的质量和使用性能要求愈来愈高，要求化学成分控制在较窄的范围内，钢中硫除易切削外，是影响钢质量和性能的主要有害元素，影响着钢材的加工性能和使用性能。普通低硫结构钢为实现均匀的机械性能，减少各向异性，要求钢中[S]≤0.010%，现有铁水脱硫预处理工艺，复合喷吹钝化石灰粉和颗粒镁脱硫后[S]在0.005～0.010%范围内，再加上LF炉外精炼法具有脱硫功能，完全满足钢中[S]≤0.010%要求。但是，随着石油和天然气输送管线、海上采油平台、厚船板和航空用钢等极低硫钢的特殊应用，要求更好的均匀机械性能和更高的冲击韧性，薄板钢材要求更好的冲击性能，要求钢中[S]≤0.005%，并且汽车面板、家电用钢要求钢中[C]≤0.004%，由于转炉冶炼过程增[S]和LF炉外精炼处理过程增[C]原因，不经LF精炼处理，要求铁水脱硫预处理控制[S]≤0.003%，极低硫的控制方法发挥着关键作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铁水预处理极低硫的控制方法，在脱硫过程通过降低铁水中氧含量，调理脱硫渣中合理的组元成分，控制脱硫剂用量并使脱硫剂充分发挥脱硫作用，达到降低脱硫渣中全铁含量和完成铁水预处理极低硫的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种铁水预处理极低硫的控制方法，所述具体步骤及控制参数如下：
a．铁水包装入铁水135±3t后，保证包内净空在400～600mm之间，渣层厚度≤100mm；
b．铁水极低硫预处理时，铁水温度为1280～1360℃；
c．脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入强脱氧剂0.35～0.75kg/t；
d．脱硫剂钝化石灰粉与颗粒镁配比为3～4：1，总体喷吹速度控制在20～60kg/min之间，其中颗粒镁控制在5～15kg/min之间；
e．脱硫喷吹处理在3～6min之间，向包内加入硅质助溶剂0.6～0.9kg/t；
f．脱硫喷吹处理时间控制在9～16min之间；
g．扒脱硫渣时间控制在8～12min之间；
k.扒渣完毕，得到合格铁水。
本发明所述步骤b中，铁水[Si]+[Ti]≤0.40%，[S]≤0.080%。
本发明所述步骤c中的强脱氧剂为台铝，含[Al]≥99.0%。
本发明所述步骤e中的硅质助溶剂，主要成分如下：SiO2：60～70%、CaO≤1.0%、CaF2≤5.0%、Na2O+K2O≤10.0%、其他成分为余量。
本发明所述步骤e中的硅质助溶剂，物理性能如下：粒度≤5mm，熔点≤1300℃，比重≤3.0g/cm3。
本发明所述步骤g中，扒渣后保证铁水液面裸露面积≥90%。
本发明所述步骤g中，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）控制在1.2～2.0之间。
本发明所述步骤k中，扒渣完毕，取铁水样送化验室分析，[S]含量合格后，向包内加入5～10袋碳化稻壳覆盖铁水液面。
本发明首先，铁水包装入铁水吨数、包内净空、带渣量、铁水温度和成分满足极低硫预处理要求。其次，喷吹处理前期，加入强脱氧剂台铝降低铁水氧活度，为脱硫反应创造良好还原气氛。然后，根据铁水成分[S]含量控制脱硫剂用量，设定目标[S]≤0.003%，喷吹中期，加入硅质助溶剂，SiO2含量在60～70%，降低脱硫渣的四元碱度，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）最佳控制在1.2～2.0之间，同时降低了炉渣的粘度，石灰得到充分溶解，使脱硫反应：Mg（g）+[S]+CaO=MgO+CaS进行更完全。本发明方法，脱硫渣尽力扒除，保证铁水液面裸露面积≥90%，避免在冶炼过程产生较大回硫现象。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明针对铁水预处理极低硫的控制方法，脱硫前期降低铁水中氧活度，为脱硫创造还原气氛，脱硫中期加入硅质助溶剂，降低了脱硫渣四元碱度，同时，降低了脱硫渣组元熔点，使脱硫剂石灰得到充分溶解，脱硫反应进行更完全，达到铁水预处理极低[S]的控制目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
在120吨系统脱硫工序，铁水条件：主要成分C：4.36%、Si：0.17%、Ti：0.075%、S：0.067%，温度1352℃，重量137吨，包内净空约460mm，渣层厚度80mm，脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入脱氧剂台铝0.58kg/t，在3～6min之间向包内加入硅质助溶剂0.73kg/t，喷吹698S起枪，脱硫剂钝化石灰粉喷吹量为406kg，颗粒镁喷吹量为103kg，总体喷吹速度为45kg/min，其中颗粒镁喷吹速度为10kg/min；倾动铁水包扒渣时间为603S，目测铁水液面裸露面积≥90%，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）为1.49。脱硫后主要成分C：4.23%、Si：0.15%、Ti：0.054%、S：0.001%，温度1333℃，向包内加入8袋碳化稻壳。脱硫渣成分为：CaO：30.12%、MgO：10.30%、SiO2：21.42%、Al2O3：5.69%、TFe：9.7%。
硅质助溶剂：SiO2：66%、CaO：0.94%、CaF2：4.7%、Na2O+K2O：9.2%、其他成分为余量；粒度≤5mm，熔点：1290℃，比重：2.7g/cm3。
实施例2
在120吨系统脱硫工序，铁水条件：主要成分C：4.26%、Si：0.13%、Ti：0.064%、S：0.062%，温度1316℃，重量135.5吨，包内净空约500mm，渣层厚度75mm，脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入脱氧剂台铝0.52kg/t，在3～6min之间向包内加入硅质助溶剂0.81kg/t，喷吹679S起枪，脱硫剂钝化石灰粉喷吹量为402kg，颗粒镁喷吹量为101kg，总体喷吹速度为44kg/min，其中颗粒镁喷吹速度为10kg/min；
倾动铁水包扒渣时间为590S，目测铁水液面裸露面积≥90%，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）为1.44。脱硫后主要成分C：4.22%、Si：0.12%、Ti：0.061%、S：0.0005%，温度1295℃，向包内加入9袋碳化稻壳。
脱硫渣成分为：CaO：29.79%、MgO：9.88%、SiO2：21.95%、Al2O3：5.54%、TFe：9.2%。
硅质助溶剂：同实施例1。
实施例3
在120吨系统脱硫工序，铁水条件：主要成分C：4.58%、Si：0.21%、Ti：0.11%、S：0.049%，温度1322℃，重量134吨，包内净空约520mm，渣层厚度60mm，脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入脱氧剂台铝0.52kg/t，在3～6min之间向包内加入硅质助溶剂0.67kg/t，喷吹625S起枪，脱硫剂钝化石灰粉喷吹量为388kg，颗粒镁喷吹量为97kg，总体喷吹速度为46kg/min，其中颗粒镁喷吹速度为11kg/min；
倾动铁水包扒渣时间为606S，目测铁水液面裸露面积≥90%，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）为1.30。脱硫后主要成分C：4.46%、Si：0.18%、Ti：0.09%、S：0.001%，温度1298℃，向包内加入8袋碳化稻壳。脱硫渣成分为：CaO：24.29%、MgO：9.88%、SiO2：20.18%、Al2O3：6.14%、TFe：10.8%。
硅质助溶剂：同实施例1。
实施例4
在120吨系统脱硫工序，铁水条件：主要成分C：4.30%、Si：0.31%、Ti：0.090%、S：0.042%，温度1280℃，重量138吨，包内净空约400mm，渣层厚度70mm，脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入脱氧剂台铝0.75kg/t，
在3～6min之间向包内加入硅质助溶剂0.6kg/t，喷吹986S起枪，脱硫剂钝化石灰粉喷吹量为255kg，颗粒镁喷吹量为85kg，总体喷吹速度为20kg/min，其中颗粒镁喷吹速度为5kg/min；倾动铁水包扒渣时间为480S，目测铁水液面裸露面积≥90%，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）为1.2。脱硫后主要成分C：4.17%、Si：0.28%、Ti：0.085%、S：0.0005%，温度1265℃，向包内加入8袋碳化稻壳。脱硫渣成分为：CaO：23.53%、MgO：9.56%、SiO2：21.45%、Al2O3：6.12%、TFe：10.6%。
硅质助溶剂：SiO2：60%、CaO：1.0%、CaF2：5.0%、Na2O+K2O：9.6%、其他成分为余量。粒度≤5mm，熔点：1300℃，比重：2.9g/cm3。
实施例5
在120吨系统脱硫工序，铁水条件：主要成分C：4.53%、Si：0.20%、Ti：0.14%、S：0.080%，温度1360℃，重量132吨，包内净空约600mm，渣层厚度100mm，脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入脱氧剂台铝0.35kg/t，在3～6min之间向包内加入硅质助溶剂0.9kg/t，喷吹520S起枪，脱硫剂钝化石灰粉喷吹量为400kg，颗粒镁喷吹量为100kg，总体喷吹速度60kg/min，其中颗粒镁15kg/min；倾动铁水包扒渣时间为720S，目测铁水液面裸露面积≥90%，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）为2.0。
脱硫后主要成分C：4.40%、Si：0.18%、Ti：0.12%、S：0.002%，温度1338℃，向包内加入8袋碳化稻壳。脱硫渣成分为：CaO：28.68%、MgO：9.94%、SiO2：15.22%、Al2O3：4.09%、TFe：9.2%。
硅质助溶剂：SiO2：70%、CaO：0.9%、CaF2：4.8%、Na2O+K2O：10.0%、其他成分为余量。粒度≤5mm，熔点：1297℃，比重：3.0g/cm3。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述具体步骤及控制参数如下：
a．铁水包装入铁水135±3t后，保证包内净空在400～600mm之间，渣层厚度≤100mm；
b．铁水极低硫预处理时，铁水温度为1280～1360℃；
c．脱硫喷吹处理前期在0.5～1.5min之间向包内加入强脱氧剂0.35～0.75kg/t；
d．脱硫剂钝化石灰粉与颗粒镁配比为3～4：1，总体喷吹速度控制在20～60kg/min之间，其中颗粒镁控制在5～15kg/min之间；
e．脱硫喷吹处理在3～6min之间，向包内加入硅质助溶剂0.6～0.9kg/t；
f．脱硫喷吹处理时间控制在9～16min之间；
g．扒脱硫渣时间控制在8～12min之间；
k.扒渣完毕，得到合格铁水。
2.根据权利要求1所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤b中，铁水[Si]+[Ti]≤0.40%，[S]≤0.080%。
3.根据权利要求1所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤c中的强脱氧剂为台铝，含[Al]≥99.0%。
4.根据权利要求1所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤e中的硅质助溶剂，主要成分如下：SiO2：60～70%、CaO≤1.0%、CaF2≤5.0%、Na2O+K2O≤10.0%、其他成分为余量。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤e中的硅质助溶剂，物理性能如下：粒度≤5mm，熔点≤1300℃，比重≤3.0g/cm3。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤g中，扒渣后保证铁水液面裸露面积≥90%。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤g中，脱硫渣四元碱度（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）控制在1.2～2.0之间。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种铁水预处理极低硫的控制方法，其特征在于，所述步骤k中，扒渣完毕，取铁水样送化验室分析，[S]含量合格后，向包内加入5～10袋碳化稻壳覆盖铁水液面。
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