CN108950137A - 一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，在生产中将电炉或转炉出钢温度控制在1630℃‑1680℃，满足出钢过程中精炼渣系熔化及脱氧需要；随后，在出钢量达30‑80％过程中，对准钢水铸流通过合金溜槽加入预脱氧剂和合金，实现钢水初期沉淀脱氧；出钢结束后，钢水表面液渣层完全形成后，降低底吹氩气流量，保持钢液面裸露面直径在200‑600mm，同时向渣面均匀铺洒铝粒。本发明在转炉或电炉出钢过程，通过钢水脱氧合金化以及在渣面均匀铺洒铝粒方式，快速形成低氧化性高流动性精炼渣系，不仅提升LF精炼工序的精炼效率，而且提高了钢水精炼效果，提升钢水质量，以解决目前电炉或转炉出钢过程中不能有效实现精炼渣脱氧及快速成渣的问题。

Description

一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，具体为一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法。

背景技术

电炉或转炉出钢过程快速成渣一直以来都是冶金工艺追求的目标，出钢过程快速成渣不仅能大幅提升精炼效率，而且能提高了钢水精炼效果，改善钢水质量。目前对于高品质钢出钢过程中除了加入一定量脱氧剂和合金，实现钢水脱氧合金化外，还加入部分渣料，但未对渣系进行脱氧操作，因此渣中存在大量的FeO，到LF精炼工位的渣中氧化性很高，渣中氧化性指标FeO+MnO一般超过4％。

在LF精炼工位一般通过料仓加入铝粒或喂入铝线方式，实现钢水和精炼渣脱氧。加入的铝首先熔于钢水中而形成Als，与钢水中活度氧反应，从而实现钢水脱氧，而渣中氧通过扩散方式传递到钢水，从而实现精炼渣的脱氧。因此整个脱氧过程均在钢水中进行，其脱氧产物Al₂O₃均在钢水中以夹杂物形式存在，钢水中产生了大量的细小的Al₂O₃夹杂物，严重影响到钢水纯净度。另外，精炼渣中氧扩散至钢水中需要一定时间，精炼渣脱氧过程缓慢，严重影响到LF精炼脱硫效果和精炼效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，在转炉或电炉出钢过程，通过钢水脱氧合金化以及在渣面均匀铺洒铝粒方式，快速形成低氧化性高流动性精炼渣系，不仅提升LF精炼工序的精炼效率，而且提高了钢水精炼效果，提升钢水质量，以解决上述背景技术中提出的目前电炉或转炉出钢过程中不能有效实现精炼渣脱氧及快速成渣问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，包括以下步骤：

步骤1)：将电炉或转炉出钢温度控制在1630℃-1680℃，满足出钢过程中精炼渣系熔化及脱氧需要；

步骤2)：在出钢量达30-80％过程中，对准钢水铸流通过合金溜槽加入预脱氧剂和合金，实现钢水初期沉淀脱氧，根据所冶炼钢种，合金加入量为相应元素标准含量的60-80％，并通过合金溜槽加入石灰和预熔精炼渣，在出钢过程中采取钢包底吹氩气；

步骤3)：出钢结束，钢水表面液渣层完全形成后，降低底吹氩气流量，保持钢液面裸露面直径在200-600mm，同时向渣面均匀铺洒铝粒，铝粒尺寸规格5-10mm，铝粒加入量50-200kg。

优选的，所述步骤2)出钢过程中底吹氩气流量控制在25-50Nm³/h。

优选的，还包括步骤3)中用于均匀铺洒铝粒的装置，该装置由受料口、导料管、机座、锥罩、分料板、布料器、导料锥、传动轴、传动机座、传动支承、传动装置和齿轮副组成；所述受料口的下方连通导料管，导料管的下端口安装锥罩，锥罩的下端口安装分料板，分料板的上端面贴合安装布料器，布料器的中心处贯穿连接传动轴；所述布料器的上方还设置有导料锥，导料锥套接在传动轴上，传动轴的上端连接齿轮副，并在齿轮副与传动轴的连接处安装传动支承；所述齿轮副上还传动连接有传动装置，传动装置安装在传动机座上，传动机座固定在机座上，机座设置在导料管的一侧。

优选的，所述布料器的端面上安装有弧形叶片。

优选的，所述分料板的端面上均布有长形孔隙。

优选的，所述传动装置内置有变频器，并通过变频器调节转动速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，还包括用于均匀铺洒铝粒的加料装置，通过该装置和本发明方法的配套使用，在电炉或转炉出钢过程中，快速形成低氧化性、高流动性的精炼渣，在精炼过程中实现钢水高效快速脱氧、脱硫，提高钢水冶金效果，提升产品质量。

2、本发明提供的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，充分利用冶金过程中沉淀脱氧和扩散脱氧相结合的理论，在出钢过程中利用强烈的动力学和热力学条件，实现钢水预脱氧，形成大尺寸脱氧产物，容易上浮去除不污染钢水，出钢结束后在熔融液渣层上均匀铺洒铝粒，实现渣系的快速脱氧，形成低氧化性、高流动性精炼渣系，精炼过程中钢水中活度氧不断地通过扩散方式传输至渣中实现钢水扩散脱氧，脱氧反应形成脱氧产物均留在精炼渣中而不污染钢水，从而进一步提高钢水质量。

附图说明

图1为本发明的铝粒铺洒装置结构示意图；

图2为本发明的布料器正面示意图；

图3为本发明的分料板正面示意图。

图中：1受料口、2导料管、3机座、4锥罩、5分料板、51长形孔隙、6布料器、61弧形叶片、7导料锥、8传动轴、9传动机座、10传动支承、11传动装置、12齿轮副。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中：一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，包括以下步骤：

步骤1)：将电炉或转炉出钢温度控制在1630℃-1680℃，满足出钢过程中精炼渣系熔化及脱氧需要；

步骤2)：在出钢量达30-80％过程中，对准钢水铸流通过合金溜槽加入预脱氧剂和合金，实现钢水初期沉淀脱氧，根据所冶炼钢种，合金加入量为相应元素标准含量的60-80％，并通过合金溜槽加入石灰和预熔精炼渣，在出钢过程中采取钢包底吹氩气，底吹氩气流量控制在25-50Nm³/h；

步骤3)：出钢结束，钢水表面液渣层完全形成后，降低底吹氩气流量，保持钢液面裸露面直径在200-600mm，同时向渣面均匀铺洒铝粒，铝粒尺寸规格5-10mm，铝粒加入量50-200kg。

请参阅图1-3，其中，用于均匀铺洒铝粒的装置由受料口1、导料管2、机座3、锥罩4、分料板5、布料器6、导料锥7、传动轴8、传动机座9、传动支承10、传动装置11和齿轮副12组成；受料口1的下方连通导料管2，导料管2的下端口安装锥罩4，锥罩4的下端口安装分料板5，分料板5的端面上均布有长形孔隙51；分料板5的上端面贴合安装布料器6，布料器6的端面上安装有弧形叶片61；布料器6的中心处贯穿连接传动轴8；布料器6的上方还设置有导料锥7，导料锥7套接在传动轴8上，传动轴8的上端连接齿轮副12，并在齿轮副12与传动轴8的连接处安装传动支承10；齿轮副12上还传动连接有传动装置11，传动装置11内置有变频器，并通过变频器调节转动速度，传动装置11安装在传动机座9上，传动机座9固定在机座3上，机座3设置在导料管2的一侧。

用于均匀铺洒铝粒的装置的工作原理：物料(铝粒)从受料口1内进入导料管2，在导料锥7的作用下，物料被预先使其落到稍偏离中心的位置，落入布料器6内，在转动的布料器6上的弧形叶片61的作用下，铝粒被推向外侧，从分料板5上的长形孔隙51中洒落到钢包渣面上，只要传动装置11转动速度调整得当，铝粒便会布满分料板5，从而实现铝粒均匀洒落的目的；其次，传动装置11、齿轮副12传递扭矩到传动轴8上，传动轴8带动布料器6旋转进行布料，传动装置11通过传动机座9固定于机座3上，传动装置11通过变频器调节转动速度，传动支承10用以保持传动轴8围绕轴线转动而不偏离，保持齿轮副12的平稳传动。

通过该用于均匀铺洒铝粒的加料装置，能够保持铝粒在渣面上均匀铺洒，实现精炼渣的快速还原，同时由于精炼渣的脱氧产物Al₂O₃留在渣中，进一步提高了渣系的流动性，快速形成了低氧化性、高流动性的精炼渣，成渣后精炼渣组成：CaO：40-60％，Al₂O₃:20-40％，SiO₂:5-15％，T.Fe+MnO≤1.0％，R：3-7；实现钢水精炼过程高效快速脱氧、脱硫，提高钢水冶金效果，提高钢水纯净度。

基于上述描述，为了进一步更好的解释本发明，提供如下具体实例：

实施例1：

在42CrMo钢种生产过程中电炉出钢快速成渣方法的实施，包括如下步骤：

第一步：在110t电炉中出钢温度控制在1670℃；

第二步：在出钢量达35t时，对准钢水铸流通过合金溜槽加入预脱氧剂和合金总量约3000kg，实现钢水初期沉淀脱氧和初步合金化，同时通过合金溜槽加入石灰400-500kg和预熔精炼渣300kg，出钢过程中采取钢包底吹氩气，底吹氩气流量控制在25-50Nm³/h；

第三步：出钢结束，钢水表面液渣层完全形成后，降低底吹氩气流量，保持钢液面裸露面直径在200-600mm，同时向渣面均匀铺洒铝粒100-120kg，加入铝粒的装置如图1-3所示，该加料装置能够保持铝粒在渣面上均匀铺洒，实现精炼渣快速还原，同时由于脱氧产物Al₂O₃留在渣中，进一步提高了精炼渣的流动性，快速形成低氧化性、高流动性优质精炼渣。

针对上述实例42CrMo钢种在电炉出钢过程实例表明，电炉钢水完成出钢后均能形成低氧化性、高流动性的精炼渣，精炼渣成分控制稳定，“白渣”效果明显，T.Fe+MnO稳定控制在0.8％以内，CaO/Al2O3稳定控制在1.8-2.5，碱度(R)稳定控制在5-6，该发明冶金效果明显，缩短LF精炼时间10min以上，LF精炼过程具有明显脱硫、脱氧效果，钢中S含量稳定控制在0.002％以内，T.O稳定控制在15ppm以内。

本发明的实施，能够在出钢过程快速成渣，大幅提高钢水冶金效果，同时缩短了LF精炼时间，提高冶金效率，LF精炼时间缩短以及加料量的减少吨钢成本能够降低50元以上，采用该工艺生产钢种每年按照60万吨计算，每年降低成本产生经济效益3000万元以上。

同时，本发明的应用，提高LF精炼效率，降低损耗和污染，同时提高钢质纯净度，进而提高产品质量，增加了产品的质量品牌知名度，具有明显的社会效益。

综上所述：本发明提供的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，还包括用于均匀铺洒铝粒的加料装置，通过该装置和本发明方法的配套使用，在电炉或转炉出钢过程中，快速形成低氧化性、高流动性的精炼渣，在精炼过程中实现钢水高效快速脱氧、脱硫，提高钢水冶金效果，提升产品质量；其次，本发明的应用，充分利用冶金过程中沉淀脱氧和扩散脱氧相结合的理论，在出钢过程中利用强烈的动力学和热力学条件，实现钢水预脱氧，形成大尺寸脱氧产物，容易上浮去除不污染钢水，出钢结束后在熔融液渣层上均匀铺洒铝粒，实现渣系的快速脱氧，形成低氧化性、高流动性精炼渣系，精炼过程中钢水中活度氧不断地通过扩散方式传输至渣中实现钢水扩散脱氧，脱氧反应形成脱氧产物均留在精炼渣中而不污染钢水，从而进一步提高钢水质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将电炉或转炉出钢温度控制在1630℃-1680℃，满足出钢过程中精炼渣系熔化及脱氧需要；

步骤2)：在出钢量达30-80％过程中，对准钢水铸流通过合金溜槽加入预脱氧剂和合金，实现钢水初期沉淀脱氧，根据所冶炼钢种，合金加入量为相应元素标准含量的60-80％，并通过合金溜槽加入石灰和预熔精炼渣，在出钢过程中采取钢包底吹氩气；

步骤3)：出钢结束，钢水表面液渣层完全形成后，降低底吹氩气流量，保持钢液面裸露面直径在200-600mm，同时向渣面均匀铺洒铝粒，铝粒尺寸规格5-10mm，铝粒加入量50-200kg。

2.如权利要求1所述的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，所述步骤2)出钢过程中底吹氩气流量控制在25-50Nm³/h。

3.如权利要求1所述的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，还包括步骤3)中用于均匀铺洒铝粒的装置，该装置由受料口(1)、导料管(2)、机座(3)、锥罩(4)、分料板(5)、布料器(6)、导料锥(7)、传动轴(8)、传动机座(9)、传动支承(10)、传动装置(11)和齿轮副(12)组成；所述受料口(1)的下方连通导料管(2)，导料管(2)的下端口安装锥罩(4)，锥罩(4)的下端口安装分料板(5)，分料板(5)的上端面贴合安装布料器(6)，布料器(6)的中心处贯穿连接传动轴(8)；所述布料器(6)的上方还设置有导料锥(7)，导料锥(7)套接在传动轴(8)上，传动轴(8)的上端连接齿轮副(12)，并在齿轮副(12)与传动轴(8)的连接处安装传动支承(10)；所述齿轮副(12)上还传动连接有传动装置(11)，传动装置(11)安装在传动机座(9)上，传动机座(9)固定在机座(3)上，机座(3)设置在导料管(2)的一侧。

4.如权利要求3所述的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，所述布料器(6)的端面上安装有弧形叶片(61)。

5.如权利要求3所述的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，所述分料板(5)的端面上均布有长形孔隙(51)。

6.如权利要求3所述的一种高品质钢出钢过程快速成渣的方法，其特征在于，所述传动装置(11)内置有变频器，并通过变频器调节转动速度。