CN108660285A - 一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，所述喂入方法采用活泼元素喂入装置，喂线前调解底吹氩流量为400～600NL/min，喂线速度控制在1.5～2.0m/s，喂线结束后调节底吹氩流量为20～100NL/min，保证钢液面不裸露，软吹时间为8～12min。本发明设备简单，易于更换和维护，工艺可控，生产实践表明钢中夹杂物得到了充分的改性，提高了钢水的可浇性，改善了钢材的力学性能。本发明喂入方法活泼元素的收得率可达到25%以上，喂线前后钢水中全氧增加量≤2ppm，吸氮≤3ppm。

Description

一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法。

背景技术

钙处理和镁处理已经是炼钢精炼过程中常用的手段，其主要目的包括(1)夹杂物改性避害，改善钢材的力学性能或者使用性能，如Z向性能，抗HIC等；(2)夹杂物液态化，增强钢液可浇性，减轻水口结瘤；(3)氧化物冶金，获得足够多的高熔点细小弥散分布的氧化物，利用氧化物自身或者在其表面析出的硫化物或氮化物，钉扎晶界，诱发针铁，改善焊接热影响区的强韧性。

钙、镁化学性质活泼，熔沸点低，喂入过程极易引起钢液翻腾裸露吸气，钙、镁的工业加入方式多是将纯金属或者其与其他金属、非金属元素组成的合金制成包芯线，通过喂丝机喂入钢液。影响喂丝收得率和稳定性的因素很多，包括钢液成分、丝线种类、喂丝速度、喂丝位置、钢包软吹效果、炉内气氛等。尽管国内外冶金工作者在炼钢活泼元素喂入的方式上进行了一系列的工艺改进，但目前收得率低且不稳定的问题仍然还没有得到妥善解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种炼钢过程中活泼金属的喂入方法；该方法提高和稳定活泼元素的收得率，减少喂入过程中造成的吸气。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，所述喂入方法采用活泼元素喂入装置，喂线前调解底吹氩流量为400～600NL/min，喂线速度控制在1.5～2.0m/s，喂线结束后调节底吹氩流量为20～100NL/min，保证钢液面不裸露，软吹时间为8～12min。

本发明所述活泼元素喂入装置包括喂丝机、顺丝管、钢制喂线导管、钢结构喂丝机平台，活动小车；所述活动小车包括小车前臂、升降机构，电机、操作箱，万向轮；所述喂丝机置于钢结构喂丝机平台上，喂丝机连接顺丝管，顺丝管连接钢制喂线导管；所述小车前臂夹持钢制喂线导管，升降机构连接小车前臂，升降机构保证小车前臂沿垂直方向可上下移动，升降机构由电机驱动；所述操作箱控制钢制喂线导管的升降；所述万向轮安装于活动小车底部，所述万向轮为可固定万向轮；所述操作箱、电机位于活动小车上。

本发明所述喂入方法喂线位置为吹氩钢液裸露区或者钢渣翻腾最剧烈的区域边缘的0.1～0.3m。喂丝机的顺丝管可以前后移动，钢制喂线导管由活动小车的前臂夹持，随着钢包包龄的增长，钢包底部透气砖透气性发生变化，钢包内流场发生变化，喂丝位置也要相应变化，活动小车配合喂丝机顺丝管进行移动。根据实际情况喂线位置选在钢包内钢液下回流动能最强的地方，即吹氩钢液裸露区或者钢渣翻腾最剧烈的区域边缘的0.1～0.3m。

本发明所述喂入方法钢制喂线导管一段连接喂丝机的顺丝管的竖直段，一端竖直伸入钢包内，不插入钢液，距离钢液面0.2～0.3m，保证丝线垂直打入钢液。若精炼中后期喂线前炉渣结壳要先进行人工破壳操作，喂丝结束后抬起钢制喂线导管。

本发明所述喂入方法钢制喂线导管下端工作环境恶劣，随着工作时间的增长会逐渐损毁，可以拉出小车，更换导管后再推入工作位，小车后轮是可固定的万向轮。

本发明所述喂入方法喂入的活泼元素包括硅钙线、钙铁线、纯钙线、镍镁合金及含有活泼元素的纯金属或合金。

本发明所述喂入方法活泼元素的收得率可达到25%以上。

本发明所述喂入方法喂线前后钢水中全氧增加量≤2ppm，吸氮≤3ppm。

本发明所述活泼元素指Ca、Mg元素。

本发明所述活泼元素指熔沸点低、易氧化、传统炼钢收得率低的元素。

本发明连铸采取全程保护浇铸。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明设备简单，易于更换和维护，工艺可控，生产实践表明钢中夹杂物得到了充分的改性，提高了钢水的可浇性，改善了钢材的力学性能。2、本发明喂入方法活泼元素的收得率可达到25%以上，喂线前后钢水中全氧增加量≤2ppm，吸氮≤3ppm。

附图说明

图1为本发明活泼元素喂入装置的示意图。

图中1-喂丝机，2-顺丝管，3-小车前臂，4-钢制喂线导管，5-升降机构，6-电机，7-活动小车，8-万向轮，9-操作箱，10-钢结构喂丝机平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明活泼元素喂入装置包括喂丝机1、顺丝管2、钢制喂线导管4、钢结构喂丝机平台10，活动小车7；活动小车7包括小车前臂3、升降机构5，电机6、操作箱9，万向轮8；喂丝机1置于钢结构喂丝机平台10上，喂丝机1连接顺丝管2，顺丝管2连接钢制喂线导管4；小车前臂3夹持钢制喂线导管4，升降机构5连接小车前臂3，升降机构5保证小车前臂3沿垂直方向可上下移动，升降机构5由电机6驱动；操作箱9控制钢制喂线导管4的升降；万向轮8安装于活动小车7底部，万向轮8为可固定万向轮；操作箱9、电机6位于活动小车7上。

精炼完成合金化后，调节底吹流量至400～600NL/min，根据钢包底部透气砖情况，打开活动小车7万向轮8的固定装置，使钢制喂线导管4对准钢液裸露区或者钢渣翻腾最剧烈的区域边缘的0.1～0.3m范围内，固定万向轮8。调节喂丝机1的顺丝管2和操作活动小车7的操作箱9，通过电机6的驱动，控制钢制喂线导管4的升降，使钢制喂线导管4的上端连接顺丝管2的竖直段，下端伸入钢包距离钢渣面0.2～0.3m。如果炉渣结壳，需要先进行人工破壳操作，然后进行喂丝，喂线速度1.5～2.0m/s。喂线结束后，操作活动小车的操作箱9，抬高钢制喂线导管4，减少喂线导管的高温环境下的损毁。喂线结束后，调节底吹流量至20～100NL/min，保证钢液面不裸露，软吹8～12min，然后进行全程保护浇铸。

在喂线导管使用后期，下端损毁严重需要更换时，可以控制喂线导管4的升降，抽出喂丝机顺丝管2，拉出活动小车7，更换新的钢制喂线导管。

实施例1

钢种为管线钢X65，钢包容量120t，冶炼工艺路线：顶底复吹转炉-LF-钙处理-软吹-CC。转炉出钢过程中钢包先后加入硅铁、锰铁、铝粒、石灰进行脱氧合金化及渣洗，LF进站埋弧造渣，升温脱硫，脱硫完成后测温取样，进行合金化，除钙以外合金成分满足内控要求后，进行钙处理。钙处理所使用的是铁皮包裹纯钙芯的钙线，每米钙线钙芯的质量是48g，钙芯中Ca的含量为95%。

炉渣没有结壳，不必进行破壳操作。首先盖好炉盖，调节底吹氩气流量至400NL/min，下降喂线导管，距钢液面0.2m处，向距钢渣翻腾最剧烈的区域边缘0.2m处喂入钙线，喂入量为0.75m/t钢。喂线速度2m/s，喂线结束后，调节底吹氩气流量至100NL/min，软吹12min，LF出站。钢包吊至回转台，全程保护浇铸。

钙处理过程平稳，未出现喷溅现象。LF喂线前后取气体样检测，喂钙前后钢水中全氧增加量1.5ppm，N增加3ppm；ICP检测铸坯中Ca含量，全钙含量为18ppm，钙收得率为30%。

实施例2

钢种为Q345，钢包容量120t，冶炼工艺路线：顶底复吹转炉-LF-VD-钙处理-软吹-CC。转炉出钢过程中钢包先后加入硅铁、锰铁、铝粒、石灰进行脱氧合金化及渣洗，LF进站埋弧造渣，升温脱硫，脱硫完成后测温取样，进行合金化，LF出站进入VD脱气，脱气结束破真空，进行钙处理。钙处理所使用的是铁皮包裹纯钙芯的钙线，每米钙线钙芯的质量是48g，钙芯中Ca的含量为95%。

炉渣结壳，先在钢包底吹透气装置上部大致区域进行破壳操作。然后盖好炉盖，调节底吹氩气流量至500NL/min，下降喂线导管，距钢液面0.3m处，向距钢渣翻腾最剧烈的区域边缘0.3m处喂入钙线，喂入量为0.8m/t钢。喂线速度2m/s，喂线结束后，调节底吹氩气流量至80NL/min，软吹10min，VD出站。钢包吊至回转台，全程保护浇铸。

钙处理过程平稳，未出现喷溅现象。VD喂线前后取气体样检测，喂钙前后钢水中全氧增加量1ppm，N增加2ppm；ICP检测铸坯中Ca含量，全钙含量为20ppm，钙收得率为28%。

实施例3

钢种为EH36，钢包容量120t，冶炼工艺路线：铁水预处理-顶底复吹转炉-LF-镁处理-软吹-CC。转炉出钢过程中钢包先后加入硅铁、锰铁、石灰进行脱氧合金化及渣洗，LF进站埋弧造渣，升温脱硫，脱硫完成后测温取样，进行合金化，加入钛铁，一定时间后进行镁处理。镁处理所使用的是铁皮包裹的镍镁合金线，其中Mg的含量为20%。

炉渣没有结壳，不必进行破壳操作。首先盖好炉盖，调节底吹氩气流量至400NL/min，下降喂线导管，距钢液面0.25m处，向吹氩钢液裸露区喂入镁线，喂入量为300g/t钢。喂线速度2m/s，喂线结束后，调节底吹氩气流量至50NL/min，软吹10min，LF出站。钢包吊至回转台，全程保护浇铸。

钙处理过程平稳，未出现喷溅现象。LF喂线前后取气体样检测，喂钙前后全氧增加2ppm，N增加3ppm；ICP检测铸坯中Mg含量，全镁含量为15ppm，Mg收得率为25%。

实施例4

钢种为EH420，钢包容量120t，冶炼工艺路线：铁水预处理-顶底复吹转炉-LF-镁处理-软吹-CC。转炉出钢过程中钢包先后加入硅铁、锰铁、石灰进行脱氧合金化及渣洗，LF进站埋弧造渣，升温脱硫，脱硫完成后测温取样，进行合金化，加入钛铁，一定时间后进行镁处理。镁处理所使用的是铁皮包裹的镍镁合金线，其中Mg的含量为20%。

炉渣没有结壳，不必进行破壳操作。首先盖好炉盖，调节底吹氩气流量至600NL/min，下降喂线导管，距钢液面0.20m处，向距钢渣翻腾最剧烈的区域边缘0.1m处喂入镁线，喂入量为300g/t钢。喂线速度1.5m/s，喂线结束后，调节底吹氩气流量至20NL/min，软吹8min，LF出站。钢包吊至回转台，全程保护浇铸。

钙处理过程平稳，未出现喷溅现象。LF喂线前后取气体样检测，喂钙前后钢水中全氧增加量1.8ppm，N增加2ppm；ICP检测铸坯中Mg含量，全镁含量为16ppm，Mg收得率为27%。

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 (9)

1.一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法采用活泼元素喂入装置，喂线前调解底吹氩流量为400～600NL/min，喂线速度控制在1.5～2.0m/s，喂线结束后调节底吹氩流量为20～100NL/min，保证钢液面不裸露，软吹时间为8～12min。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，本发明所述活泼元素喂入装置包括喂丝机、顺丝管、钢制喂线导管、钢结构喂丝机平台，活动小车；所述活动小车包括小车前臂、升降机构，电机、操作箱，万向轮；所述喂丝机置于钢结构喂丝机平台上，喂丝机连接顺丝管，顺丝管连接钢制喂线导管；所述小车前臂夹持钢制喂线导管，升降机构连接小车前臂，升降机构保证小车前臂沿垂直方向可上下移动，升降机构由电机驱动；所述操作箱控制钢制喂线导管的升降；所述万向轮安装于活动小车底部，所述万向轮为可固定万向轮；所述操作箱、电机位于活动小车上。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法喂线位置为吹氩钢液裸露区或者钢渣翻腾最剧烈的区域边缘的0.1～0.3m。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法钢制喂线导管一段连接喂丝机的顺丝管的竖直段，一端竖直伸入钢包内，不插入钢液，距离钢液面0.2～0.3m，保证丝线垂直打入钢液。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法钢制喂线导管下端工作环境恶劣，随着工作时间的增长会逐渐损毁，可以拉出小车，更换导管后再推入工作位，小车后轮是可固定的万向轮。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法喂入的活泼元素包括硅钙线、钙铁线、纯钙线、镍镁合金及含有活泼元素的纯金属或合金。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法活泼元素的收得率可达到25%以上。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述喂入方法喂线前后钢水中全氧增加量≤2ppm，吸氮≤3ppm。

9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种炼钢过程中活泼元素的喂入方法，其特征在于，所述活泼元素指Ca、Mg元素。