CN109136466B - 含硫含铝钢的炼钢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种含硫含铝钢的炼钢方法。本发明含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，控制进入转炉铁水硫含量不低于0.035％；然后进行转炉冶炼过程；(2)出钢：加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化；(3)LF炉精炼添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线0.8～1.2m/吨，LF精炼后期不添加铝；(4)RH真空；(5)加硫：向钢水中添加FeS，使钢中的S含量为要求的标准硫百分比含量减去0.002％；(6)软吹；本发明不仅能够稳定控制含硫含铝钢中硫的含量，而且避免水口结瘤现象进而提高钢水的可浇注性。

Description

含硫含铝钢的炼钢方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及一种含硫含铝钢的炼钢方法。
背景技术
含硫含铝钢由于其具有较好的切削性能和强韧性，越来越多地应用于机械零部件中，随着汽车工业的迅速发展，含硫含铝钢的需求量也随之加大。
但是目前含硫含铝钢在炼钢生产中一直存在硫含量难以控制、钢水中氧含量高以及在钢水在浇注过程中由于Al2O3类夹杂物或者CaS容易出现连铸水口结瘤现象。
发明内容
为解决以上问题，本发明的目的是提供一种含硫含铝钢的炼钢方法，不仅能够稳定控制含硫含铝钢中硫的含量，而且避免水口结瘤现象进而提高钢水的可浇注性。
为实现上述目的，本发明所设计的含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，控制进入转炉铁水硫含量不低于0.035％；然后进行转炉冶炼过程，控制转炉终点碳含量不低于0.10％，终点氧含量不低于0.0400％，终点硫含量不低于0.030％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为1.5～2.0kg/吨钢水，硅铁和锰铁按合金标准值加入。
(3)LF炉精炼：LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线0.8～1.2m/吨；
(4)RH真空：真空度≤67Pa，真空时间≥10min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，使钢中的S含量为要求的标准硫百分比含量减去0.002％；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，软吹时间不小于8min。
与现有技术相比，本发明转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，保证铁水经转炉冶炼后有足够量的残余硫，一方面足够的残余硫在转炉出钢过程中与加入的锰反应，生成需要的MnS，保证钢中硫含量的稳定性，另一方面省去铁水预脱硫工序和后续硫铁加入量，降低成本。
其次，传统喂硅钙线工序设置在RH真空处理过程中，这样容易导致钢中多余的钙与后期加入的硫反应生成水口结瘤产物CaS；本发明将喂硅钙线工序设置在RH真空前的LF炉精炼过程中，一方面钢中的Al2O3类夹杂物通过钙处理而变性，生成不易在水口粘附的夹杂物，另一方面LF炉精炼过程中钙由于与Al2O3类夹杂反应使其含量大幅度减少，进而避免了多余的钙与后期加入的硫反应生成易导致水口结瘤产物CaS。
最后，本发明在加硫过程中，向钢水中添加FeS，使钢中的硫含量为标准要求硫含量上限值减去0.002％，如此可以控制钢中硫含量的波动范围小于0.010％。
作为优选方案，含硫含铝钢的化学成分及其重量百分比为，C：0.25～0.45％，Si：0.15～0.65％，Mn：0.55～1.00％，P：0.005～0.035％，S：0.015～0.050％，Al：0.015～0.045％，其余为Fe及不可避免的杂质。
作为优选方案，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 42～48％，SiO2 10～15％，Al2O3 20～25％，MgO 8～12％，FeO+MnO 0.3～0.8％，CaF2 2～5％，精炼渣碱度为2.5～4.0。通过精炼渣有利于降低钢中氧含量，提高钢的洁净度，而且能进一步稳定硫含量。
作为优选方案，LF炉精炼过程采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.3～0.4MPa，LF炉精炼时间不小于50min。
作为优选方案，加硫过程中，FeS为硫铁线和/或硫铁块，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，硫铁块的加入量按每100kg硫铁块增加S含量0.035％计算。
本发明的优点在于：与现有技术相比，本发明通过冶炼工序前不进行铁水预脱硫过程以及在加硫过程中控制硫含量为标准要求硫含量上限值减去0.002％来稳定控制钢中硫含量；且将喂硅钙线的工序设置在RH真空前的LF炉精炼过程中，避免CaS水口结瘤现象，进而提高钢水的可浇注性；以及控制碱度为2.5～4.0精炼渣，降低钢中氧含量，提高钢的洁净度，进一步稳定硫含量。
具体实施方式
为更好地理解本发明，以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。
为解决现有含硫含铝钢的炼钢技术中存在硫含量难以控制和水口易结瘤的问题，本发明提供一种含硫含铝钢的炼钢方法，其通过冶炼工序前不进行铁水预脱硫过程以及在加硫过程中控制硫含量为标准要求硫含量上限值减去0.002％来稳定控制钢中硫含量；且将喂硅钙线的工序设置在RH真空前的LF炉精炼过程中，避免CaS水口结瘤现象，进而提高钢水的可浇注性。以下将通过具体的实施例来对本发明的含硫含铝钢的炼钢方法的优选方式进行详细地说明。
实施例1～6中的钢水的化学成分及其重量百分比见表1：
表1
实施例 1 2 3 4 5 6
C 0.40 0.25 0.45 0.30 0.35 0.40
Si 0.20 0.50 0.15 0.25 0.65 0.30
Mn 0.60 0.73 0.65 0.55 0.95 1.0
P 0.012 0.030 0.005 0.027 0.035 0.028
S 0.035 0.050 0.015 0.047 0.025 0.021
Al 0.030 0.045 0.038 0.015 0.028 0.040
实施例1
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.035％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.20％，终点氧含量为0.0400％，终点硫含量为0.030％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为1.5kg/吨钢水，加入硅铁300kg/吨钢水和锰铁1000kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.3MPa，LF炉精炼时间为50min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 48％，SiO2 12％，Al2O3 25％，MgO10％，FeO+MnO 0.3％，CaF24.7％，精炼渣碱度为2.5，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线0.8m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为67Pa，真空时间为10min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.035％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.033％，FeS为硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，即需加硫铁线为330m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为8min。
采用实施例1的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.009％，且连铸连浇炉数达到10炉，钢中氧含量为12ppm。
实施例2
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.045％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.10％，终点氧含量为0.0300％，终点硫含量为0.035％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为2.0kg/吨钢水，加入硅铁310kg/吨钢水和锰铁900kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.4MPa，LF炉精炼时间为60min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 42％，SiO2 20％，Al2O3 21％，MgO12％，FeO+MnO 0.8％，CaF24.2％，精炼渣碱度为3.0，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线1.2m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为65Pa，真空时间为20min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.05％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.048％，FeS为硫铁块和硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，硫铁块的加入量按每100kg硫铁块增加S含量0.035％计算，即需加硫铁块100kg，硫铁线130m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为10min。
采用实施例2的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.007％，且连铸连浇炉数达到12炉，钢中氧含量为10ppm。
实施例3
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.040％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.20％，终点氧含量为0.0350％，终点硫含量为0.040％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为1.8kg/吨钢水，加入硅铁305kg/吨钢水和锰铁980kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.35MPa，LF炉精炼时间为70min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 45％，SiO2 16％，Al2O3 25％，MgO8.2％，FeO+MnO 0.8％，CaF25％，精炼渣碱度为3.5，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线1.0m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为60Pa，真空时间为30min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.015％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.013％，FeS为硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，即加入硫铁线130m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为15min。
采用实施例3的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.008％，且连铸连浇炉数达到11炉，钢中氧含量为13ppm。
实施例4
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.040％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.15％，终点氧含量为0.033％，终点硫含量为0.038％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为2.0kg/吨钢水，加入硅铁340kg/吨钢水和锰铁990kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.4MPa，LF炉精炼时间为60min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 48％，SiO2 19.5％，Al2O3 20％，MgO8％，FeO+MnO 0.5％，CaF24％，精炼渣碱度为4.0，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线1.1m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为60Pa，真空时间为10min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.047％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.045％，FeS为硫铁块和硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，硫铁块的加入量按每100kg硫铁块增加S含量0.035％计算，即需加硫铁块100kg，硫铁线100m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为10min。
采用实施例4的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.008％，且连铸连浇炉数达到11炉，钢中氧含量为12ppm。
实施例5
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.040％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.15％，终点氧含量为0.0380％，终点硫含量为0.030％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为2.0kg/吨钢水，加入硅铁300kg/吨钢水和锰铁1000kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.4MPa，LF炉精炼时间为60min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 42％，SiO2 20％，Al2O3 24％，MgO11.2％，FeO+MnO 0.8％，CaF22％，精炼渣碱度为3.8，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线1.2m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为62Pa，真空时间为20min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.025％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.023％，FeS为硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，即需加硫铁线230m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为10min。
采用实施例2的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.009％，且连铸连浇炉数达到10炉，钢中氧含量为11ppm。
实施例6
含硫含铝钢的炼钢方法，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼工序前不进行铁水预脱硫工序，进入转炉铁水硫含量为0.045％；然后进行转炉冶炼过程，转炉终点碳含量为0.10％，终点氧含量为0.0300％，终点硫含量为0.035％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为2.0kg/吨钢水，加入硅铁330kg/吨钢水和锰铁1000kg/吨钢水。
(3)LF炉精炼：LF炉采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.4MPa，LF炉精炼时间为60min，LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 42％，SiO2 20％，Al2O3 21％，MgO12％，FeO+MnO 0.8％，CaF24.2％，精炼渣碱度为3.0，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线1.2m/吨，LF精炼后期不加铝；
(4)RH真空：真空度为65Pa，真空时间为20min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，，使钢中的S含量为0.021％(标准要求硫含量)减去0.002％＝0.019％，FeS为硫铁线，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，即需加硫铁线190m；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，吹氩效果以不吹破钢包渣面且渣面略微波动为准，软吹时间为10min。
采用实施例6的炼钢方法，得到钢中S含量的波动范围为0.009％，且连铸连浇炉数达到9炉，钢中氧含量为11ppm。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种含硫含铝钢的炼钢方法，其特征在于，包括步骤：
(1)转炉冶炼：转炉冶炼过程前不进行铁水预脱硫工序，控制进入转炉铁水硫含量不低于0.035％；然后进行转炉冶炼过程，控制转炉终点碳含量不低于0.10％，终点氧含量不低于0.0400％，终点硫含量不低于0.030％；
(2)出钢：转炉冶炼工序完成后，在出钢过程中加入铝块或铝铁进行脱氧，加入硅铁和锰铁进行合金化，铝块或铝铁的加入量为1.5～2.0kg/吨钢水，硅铁和锰铁按合金标准值加入；
(3)LF炉精炼：LF炉精炼过程中添加活性石灰、萤石和铝丸造精炼渣，LF精炼后期向钢水中喂硅钙线0.8～1.2m/吨；
(4)RH真空：真空度≤67Pa，真空时间≥10min；
(5)加硫：RH真空完成后向钢水中添加FeS，使钢中的S含量为要求的标准硫百分比含量减去0.002％；
(6)软吹：加硫后进行软吹氩气，软吹时间不小于8min；
所述精炼渣的组分及重量百分比含量为：CaO 42～48％，SiO210～15％，Al2O3 20～25％，MgO 8～12％，FeO+MnO 0.3～0.8％，CaF22～5％，精炼渣碱度为2.5～4.0；
加硫过程中，FeS为硫铁线和/或硫铁块，硫铁线的加入量按每100m硫铁线增加S含量0.010％计算，硫铁块的加入量按每100kg硫铁块增加S含量0.035％计算；
LF炉精炼过程采用全程底吹氩气模式，吹氩压力在0.3～0.4MPa，LF炉精炼时间不小于50min；
含硫含铝钢的化学成分及其重量百分比为，C：0.25～0.45％，Si：0.15～0.65％，Mn：0.55～1.00％，P：0.005～0.035％，S：0.015～0.050％，Al：0.015～0.045％，其余为Fe及不可避免的杂质。
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