CN106811567A - 一种生产低锰钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产低锰钢的方法，将脱硫后的铁水兑入第一座转炉，冶炼开始3min之内加入石灰总量的1/2～3/4，其余石灰在5min内加完，前4min枪位2.2～2.4m，氧气流量198～202m3/h·t钢，氧压0.75～0.85MPa；前半钢出钢温度1420～1440℃，半钢碳在2.8％～3.2％；前半钢出钢控制下渣，渣厚<80mm。后半钢根据转炉内控要求正常吹炼，挡渣沸腾出钢，渣厚<80mm，出钢过程加盖罐石灰2.5～3.5kg/t钢；后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，底吹氩气流量80～100m3/h，分2～3次加入造渣石灰，总量为8～10kg/t钢；搅拌时间不低于25min，之后进行扒渣处理；扒渣后加入1～3kg/t钢石灰。本发明可稳定的将钢中最终锰含量控制在小于0.025％。此工艺易于操作，方便可行。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及到一种生产低锰钢的方法。
背景技术
随着钢铁产品竞争的日趋激烈，高附加值产品也更多的被开发。而在传统钢冶炼的转炉冶炼-二次精炼-连铸工艺中，一般来讲锰都作为有益的元素尽量被保留。如更多的文章和专利都介绍如何提高转炉终点残锰、锰矿直接合金化和控制氧枪枪位保锰等。但是随着更多优质钢的开发，有些钢将锰元素也作为有害元素必须去除，如高品质的纯铁甚至要求成品锰含量小于0.025％。如果不采用特殊的手段或者各工序配合的手段很难完成这一目标。
以鞍钢的传统冶炼的生产实践和大量的论文专利表明，用传统的转炉生产低锰钢，最低将锰脱到0.03％～0.04％，而想要在转炉达到锰小于0.025％是不能实现的。这是由于在转炉的氛围里，前期高枪位操作使渣中的(FeO)增加，其与锰反应，将锰氧化，而在冶炼中期由于(FeO)参与脱碳，所以渣中锰回到钢中。而在冶炼后期随着碱度的升高，炉渣呈强碱性，酸性的(MnO)难以进入渣中。所以冶炼终点通过碱度和枪位的控制最多将锰脱至0.03％，这是热力学和动力学的双重性质决定的。从现有的操作水平和实践经验而言，可以认为成品锰含量小于0.04％为低锰钢，而成品锰含量小于0.02％可认为是超低锰钢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产低锰钢的方法，基于转炉锰氧化的基本原理，采用转炉双联和LF搅拌升温造渣相结合的工艺，使转炉后半钢出钢锰含量的质量百分比控制在0.03～0.04％，而经过LF炉后，钢水锰含量的质量百分比为0.02％以下，之后扒渣使得后续工序不存在回锰条件。最终成品锰含量的质量百分比可稳定控制在0.025％以下。此种方法基于双联的基础，可连浇生产，降低连铸成本，产品锰值可稳定的控制，成分波动小，性能稳定，品质提高。
本发明通过以下技术方案实现：
一种生产低锰钢的方法，其特征在于：采用转炉双联和LF搅拌升温造渣相结合的工艺生产成品锰含量的质量百分比为0.025％以下的低锰钢，通过前半钢的转炉出钢将含锰钢渣去除，后半钢完成正常吹炼模式来进行其他元素含量的调整，后半钢出钢后进入LF工位进行升温、造渣处理，进一步降低钢水中的锰，之后运至扒渣工位进行钢水扒渣，具体步骤为：
(1)将脱硫后的铁水兑入第一座转炉，冶炼开始3min之内加入石灰总质量的1/2～3/4，其余石灰在5min内加完。之后可根据炉渣情况加入矿石和铁碳球等调渣，来改善炉渣的流动性。前4min枪位控制在2.2m～2.4m，控制氧气流量198m3/h·t钢～202m3/h·t钢，氧压0.75MPa～0.85MPa；
(2)前半钢出钢温度为1420℃～1440℃，半钢碳含量的质量百分比在2.8％～3.2％。前半钢出钢控制下渣，渣厚<80mm；
(3)后半钢根据转炉内控要求正常吹炼，完成杂质的去除操作，沸腾出钢，挡渣出钢控制渣厚<80mm，出钢过程加盖罐石灰2.5kg/t钢～3.5kg/t钢；
(4)后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，搅拌时底吹氩气流量控制在80m3/h～100m3/h，分2～3次加入造渣石灰，加入造渣石灰总量为8kg/t钢～10kg/t钢。搅拌时间不低于25min，之后运至钢水扒渣工位进行扒渣处理。扒渣后加入1kg/t钢～3kg/t钢盖罐石灰。
如上所述的一种生产低锰钢的方法，转炉后半钢出钢锰含量的质量百分比控制在0.03％～0.04％，出LF炉锰含量的质量百分比控制在0.02％以下，确保最终成品锰含量的质量百分比可稳定的控制在0.025％以下。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明根据脱锰的热力学时机来采用双联工艺使出钢时锰降低，之后在LF工位边升温边对钢水进行造渣和搅拌，最后进行钢水扒渣处理。这样就通过两个转炉和一个LF炉相配合完成低锰钢的冶炼任务，最终使成品锰含量较低，可稳定的将钢中最终锰含量的质量百分比控制在0.025％以下。此工艺易于操作，方便可行。出钢后经过LF炉，只是加热和加渣料，成本没有显著的升高，不影响连铸连浇。锰含量控制精准，流程时间合理。
具体实施方式
实施例1：
一种生产低锰钢的方法，具体步骤如下：
(1)将脱硫后的铁水兑入1#转炉，转炉容量为100t。冶炼开始3min之内加入石灰约3t，剩余1t石灰第4min加入。前4min枪位控制在2.2m～2.4m，控制氧气流量20000m3/h左右，氧压0.75～0.85MPa；
(2)前半钢出钢温度为1438℃，挡渣出钢，渣厚70mm。铁水成分和前半钢出钢成分如表1：
表1 铁水和1#转炉的出钢成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S | |
| 铁水 | 4.45 | 0.52 | 0.16 | 0.10 | 0.005 |
| 转炉出钢 | 2.8 | 0.012 | 0.05 | 0.039 | 0.009 |
(3)后半钢在2#炉操作，根据转炉内控要求正常吹炼，完成杂质的去除操作，沸腾出钢，挡渣出钢控制渣厚75mm，出钢过程加盖罐石灰300kg盖罐，后半钢成分如表2：
表2 2#转炉的出钢成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.038 | 0.005 | 0.03 | 0.005 | 0.010 |
(4)后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，底吹氩气流量控制在88m3/h，在处理的第5min、第10min和第18min分别加入造渣石灰400kg、400kg和200kg，搅拌时间30min，LF搬出后运至钢水扒渣工位进行扒渣处理。扒渣后加入200kg盖罐石灰，LF炉搬出时钢水成分如表3：
表3 LF搬出时钢水成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.042 | 0.01 | 0.018 | 0.0045 | 0.010 |
经检验，成品锰含量的质量百分比小于0.025％，铸坯没有质量缺陷。
实施例2：
一种生产低锰钢的方法，具体步骤如下：
(1)将脱硫后的铁水兑入1#转炉，转炉容量为100t。冶炼开始3min之内加入石灰约3t，剩余1t石灰第4min加入。前4min枪位控制在2.2m～2.4m，控制氧气流量20000m3/h左右，氧压0.75～0.85MPa；
(2)前半钢出钢温度为1422℃，挡渣出钢，渣厚70mm。铁水成分和前半钢出钢成分如表4：
表4 铁水和1#转炉的出钢成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S | |
| 铁水 | 4.45 | 0.47 | 0.19 | 0.08 | 0.005 |
| 转炉出钢 | 2.85 | 0.01 | 0.054 | 0.028 | 0.010 |
(3)后半钢在2#炉操作，根据转炉内控要求正常吹炼，完成杂质的去除操作，沸腾出钢，挡渣出钢控制渣厚75mm，出钢过程加盖罐石灰300kg盖罐，后半钢成分如表5：
表5 2#转炉的出钢成分(％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.03 | 0.0054 | 0.03 | 0.0047 | 0.010 |
(4)后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，底吹氩气流量控制在88m3/h，在处理的第6min、第12min和第19min分别加入造渣石灰300kg、300kg和300kg，搅拌时间30min，LF搬出后运至钢水扒渣工位进行扒渣处理。扒渣后加入250kg盖罐石灰，LF炉搬出时钢水成分如表6：
表6 LF搬出时钢水成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.039 | 0.01 | 0.019 | 0.0041 | 0.009 |
经检验，成品锰含量的质量百分比小于0.025％，铸坯没有质量缺陷。
实施例3：
一种生产低锰钢的方法，具体步骤如下：
(1)将脱硫后的铁水兑入1#转炉，转炉容量为100t。冶炼开始3min之内加入石灰约3t，剩余1t石灰第4min加入。前4min枪位控制在2.2m～2.4m，控制氧气流量20000m3/h左右，氧压0.75～0.85MPa；
(2)前半钢出钢温度为1432℃，挡渣出钢，渣厚70mm。铁水成分和前半钢出钢成分如表7：
表7 铁水和1#转炉的出钢成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S | |
| 铁水 | 4.47 | 0.33 | 0.22 | 0.077 | 0.0048 |
| 转炉出钢 | 2.81 | 0.011 | 0.05 | 0.034 | 0.009 |
(3)后半钢在2#炉操作，根据转炉内控要求正常吹炼，完成杂质的去除操作，沸腾出钢，挡渣出钢控制渣厚75mm，出钢过程加盖罐石灰350kg盖罐，后半钢成分如表8：
表8 2#转炉的出钢成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.044 | 0.004 | 0.03 | 0.006 | 0.011 |
(4)后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，底吹氩气流量控制在88m3/h，在处理的第5min、第11min和第19min分别加入造渣石灰500kg、200kg和300kg，搅拌时间35min，LF搬出后运至钢水扒渣工位进行扒渣处理。扒渣后加入250kg盖罐石灰，LF炉搬出时钢水成分如表9：
表9 LF搬出时钢水成分(wt％)
| C | Si | Mn | P | S |
| 0.045 | 0.01 | 0.018 | 0.0043 | 0.010 |
经检验，成品锰含量的质量百分比小于0.025％，铸坯没有质量缺陷。
Claims (2)
1.一种生产低锰钢的方法，其特征在于：采用转炉双联和LF搅拌升温造渣相结合的工艺生产成品锰含量的质量百分比为0.025％以下的低锰钢，通过前半钢的转炉出钢将含锰钢渣去除，后半钢完成正常吹炼模式来进行其他元素含量的调整，后半钢出钢后进入LF工位进行升温、造渣处理，进一步降低钢水中的锰，之后运至扒渣工位进行钢水扒渣，具体步骤为：
(1)将脱硫后的铁水兑入第一座转炉，冶炼开始3min之内加入石灰总质量的1/2～3/4，其余石灰在5min内加完，前4min枪位控制在2.2～2.4m，控制氧气流量198～202m3/h·t钢，氧压0.75～0.85MPa；
(2)前半钢出钢温度为1420～1440℃，半钢碳含量的质量百分比在2.8％～3.2％；前半钢出钢控制下渣，渣厚<80mm；
(3)后半钢根据转炉内控要求正常吹炼，完成杂质的去除操作，沸腾出钢，挡渣出钢控制渣厚<80mm，出钢过程加盖罐石灰2.5～3.5kg/t钢；
(4)后半钢挂罐后运至LF炉工位进行升温和造渣，全过程底吹，底吹氩气流量控制在80～100m3/h，分2～3次加入造渣石灰，加入造渣石灰总量为8～10kg/t钢；搅拌时间不低于25min，之后运至钢水扒渣工位进行扒渣处理；扒渣后加入1～3kg/t钢盖罐石灰。
2.根据权利要求1所述的一种生产低锰钢的方法，其特征在于：转炉后半钢出钢锰含量的质量百分比控制在0.03％～0.04％。
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