CN108220532A - 一种提高钢水洁净度的二次精炼方法 - Google Patents

一种提高钢水洁净度的二次精炼方法 Download PDF

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王爽
刘祥
李晓伟
赵成林
许孟春
彭春霖
栾花冰
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Abstract

本发明公开了一种提高钢水洁净度的二次精炼方法，出钢温度控制在1650℃以上，出钢后加入盖罐白灰2～3kg/t钢；钢包运至LF工位，保证进站温度大于1570℃，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰5～10kg/t钢，熟石灰粒度为0.2～0.5mm，之后进行3～5min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰3～4kg/t钢；进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，保证VD炉低于67Pa的保压时间不小于25min，用熟石灰生成的气泡将钢液中的夹杂物带出上浮，之后破空定氢，弱吹氩大于5min后直接上机浇注。本以明不增加冶炼时间，原料廉价，操作简单易行。

Description

一种提高钢水洁净度的二次精炼方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及到一种提高钢水洁净度的二次精炼方法。
背景技术
目前，钢材用户对钢材质量的要求越来越严格。为了改善钢材的质量，必须提高钢水的洁净度。因此，洁净化是现代钢铁材料发展的主要潮流，洁净钢生产是当代炼钢技术发展的重大方向。另外世界钢铁市场已趋于饱和，竞争十分激烈，国内外一些钢铁厂为了占据钢铁市场，纷纷采取技术措施，生产高附加值的产品，例如优质深冲钢，超低硫钢等。提高钢材质量、生产洁净钢的关键在于控制夹杂物。钢液中的夹杂物对钢材的危害主要与夹杂物的数量和尺寸有关，对夹杂物的控制，应该贯穿于整个冶炼过程始终。
一般的去除夹杂物手段有钢包吹氩、延长精炼时间、延长静置时间、渣系优化和中包净化措施等。这些手段已经广泛的应用于普通钢种。但是，由于近年高品质钢的不断扩大生产，常规手段对于一些夹杂物要求高级的钢种，如重轨钢、轴承钢等不能普遍适用。而这些高级别钢种生产过程中往往由2道精炼工序配合完成，所以在去除夹杂物方面，可考虑2道工序配合来高效的去除夹杂物。在这些精炼工序的搭配中，LF+VD的配合是最常用的组合，比如在生产重轨钢和轴承钢时一般为二者结合进行精炼处理。因此，合理开发精炼阶段的洁净化，是精炼过程的重点。
发明内容
针对“低成本、高效率”生产洁净钢的必要性，本发明提供一种提高钢水洁净度的二次精炼方法，利用LF+VD精炼去除夹杂。由于精炼过程中温度一般大于1560℃。在此温度下，氢氧化钙可分解成氧化钙和水，水又可以分解成氢气和氧气。在LF处理末期加入熟石灰，其分解出的氢气在VD减压的条件下溢出，气泡上浮带来夹杂物的去除，达到洁净钢生产的目的。此法不增加冶炼时间，原料廉价，操作简单易行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种提高钢水洁净度的二次精炼方法，通过在LF炉精炼后期、大罐搬出前的弱吹氩阶段，从高位料仓加入熟石灰，加入量为5～10kg/t钢，熟石灰粒度为0.2～0.5mm，经VD脱气后，用生成的气泡将钢液中的夹杂物带出上浮，具体步骤为：
(1)转炉出钢按照钢种要求控制终点C、P、S元素，按照钢种要求选择沸腾出钢或镇静出钢，出钢温度控制在1650℃以上，出钢后加入盖罐白灰2～3kg/t钢；
(2)钢包运至LF工位，保证进站温度大于1570℃，LF过程按照钢种要求进行脱硫、合金化、升温和搅拌的操作，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰5～10kg/t钢，熟石灰粒度为0.2～0.5mm，之后进行3～5min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰3～4kg/t钢，加入之后从LF工位吊至VD工位；
(3)进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，保证VD炉的低于67Pa的保压时间不小于25min，之后破空定氢，如果氢含量不满足钢种的要求，则再次进行保压，如若满足，弱吹氩大于5min后直接上机浇注。
此工艺可显著提高钢水洁净度。在LF炉加入熟石灰，巧妙的运用了冶炼高温下的氢氧化钙和水分解。水分解而成的氢气提供了吸附夹杂物的界面，在VD减压条件下上浮，过程中带着夹杂物随气泡进入顶渣，间接提高了夹杂物上浮的动力学因素。此方法成本低，操作简单，不会对设备造成损害，也没有安全隐患。此法可运用在一切经过LF脱硫的中高碳钢上，不仅应用范围广，还可以使大脱硫钢种的洁净度稳定的控制在很高水平。
附图说明
图1为铸坯夹杂定量金相分析示意图。
具体实施方式
一种提高钢水洁净度的二次精炼方法，在60#钢上做3罐(浇次第1、6、7罐)试验，其余同浇次的4罐做对比试验，转炉公称100t。最终反映洁净度的夹杂物情况见表1。具体步骤如下：
实施例1(浇次第1罐)：
(1)转炉出钢控制终点碳含量为0.35％，磷含量为0.012％，硫含量为0.026％。出钢时加入增碳剂、硅锰铁和高碳锰铁，出钢温度1658℃，出钢后加入盖罐白灰230kg；
(2)钢包运至LF工位，进站温度1577℃，LF过程按照钢种要求进行脱硫、合金化、升温和搅拌操作，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰800kg，之后进行4min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰320kg，加入之后从LF工位吊至VD工位；
(3)进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，VD炉的低于67Pa的保压时间28min，之后破空定氢1.5ppm，弱吹氩大于6min后直接上机浇注。
实施例2(浇次第6罐)：
(1)转炉出钢控制终点碳含量为0.39％，磷含量为0.013％，硫含量为0.029％。出钢时加入增碳剂、硅锰铁和高碳锰铁，出钢温度1655℃，出钢后加入盖罐白灰240kg；
(2)钢包运至LF工位，进站温度1572℃，LF过程按照钢种要求进行脱硫、合金化、升温和搅拌操作，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰860kg，之后进行4min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰350kg，加入之后从LF工位吊至VD工位；
(3)进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，VD炉的低于67Pa的保压时间26min，之后破空定氢1.6ppm，弱吹氩6min后直接上机浇注。
实施例3(浇次第7罐)：
(1)转炉出钢控制终点碳含量为0.42％，磷含量为0.015％，硫含量为0.027％。出钢时加入增碳剂、硅锰铁和高碳锰铁，出钢温度1654℃，出钢后加入盖罐白灰280kg；
(2)钢包运至LF工位，进站温度1571℃，LF过程按照钢种要求进行脱硫、合金化、升温和搅拌操作，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰870kg，之后进行5min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰380kg，加入之后从LF工位吊至VD工位；
(3)进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，VD炉的低于67Pa的保压时间29min，之后破空定氢1.3ppm，弱吹氩7min后直接上机浇注。
浇次7罐，分别在浇次第1、6、7罐做加入熟石灰的试验，在整个浇次7罐的每块铸坯上取15×15mm的如图1所示的金相样进行夹杂物检验。利用实验室Leica DM显微镜，放大500倍，观测30个视场，观察夹杂物总数及粒径分布，夹杂物总数及粒径分布结果如下。
表1七罐(试验3罐，对比4罐)铸坯夹杂物总数及粒径分布
经检验，采用本发明加入熟石灰的试验钢和对比罐次相比，无论是夹杂物总数还是相对较大夹杂物个数(表中＞10μm个数)，均要好于对比罐次，试验罐次的60#钢夹杂物总数均小于15个且大于10μm的夹杂物个数均小于5个。对比来看，本发明实施效果明显，洁净度提高，提高了铸坯的实物质量。

Claims (1)

1.一种提高钢水洁净度的二次精炼方法，其特征在于：具体步骤为：
(1)转炉出钢按照钢种要求控制终点C、P、S元素，出钢温度控制在1650℃以上，出钢后加入盖罐白灰2～3kg/t钢；
(2)钢包运至LF工位，保证进站温度大于1570℃，LF过程按照钢种要求进行相应操作，待温度和合金全部调整完毕后，从高位料仓一次性加入熟石灰5～10kg/t钢，熟石灰粒度为0.2～0.5mm，之后进行3～5min的弱吹氩操作，吹氩完毕加入稠渣白灰3～4kg/t钢，之后从LF工位吊至VD工位；
(3)进入VD后，进行抽真空操作用来炉内脱气，保证VD炉低于67Pa的保压时间不小于25min，用熟石灰生成的气泡将钢液中的夹杂物带出上浮，之后破空定氢，如果氢含量不满足钢种的要求，则再次进行保压，如若满足，弱吹氩大于5min后直接上机浇注。
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