CN109897931B - 一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法 - Google Patents

Abstract

一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，技术方案为：基于特殊钢种成分需求，易氧化合金实现在转炉生产流程批量合金化，利用转炉双渣控制技术、炉内选择性氧化特点实现钢水温度补偿机制、包内合金预热、出钢合金化、精炼合金优化调整，转炉冶炼流程大合金量添加工序组合合金化，杜绝易氧化元素合金化转炉回磷、补偿批量合金钢水温度损失、弱化批量合金对工序衔接和精炼处理的影响。本方法，结合转炉冶炼流程工序特点实现易氧化合金元素的批量合金化，为开发相应系列钢种提供指导。

Description

一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化 方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法。

背景技术

目前，随着钢铁材料的不断拓展应用，高合金量应用日益突出，在钢铁冶炼以转炉冶炼为主打的情况下，易氧化大批量合金在转炉流程冶炼过程中合金化十分困难；本方法结合转炉冶炼特征，主要根据其热平衡，对易氧化元素合金化根据钢种特征分为三个阶段，利用炉内选择性氧化机制、易氧化合金温度补偿和损失机理、综合考虑钢水温度衔接和成分控制，提出了转炉流程生产合金添加优化方法。

中国发明专利【CN103484599】一种高锰耐磨钢的冶炼方法，发明人介绍了合金化方法，转炉+中频炉冶炼：转炉冶炼时，用中频炉将高碳铬铁和电解金属锰熔化，其中高碳铬铁的加入量为12.3kg/t；其中电解金属锰的加入量为140kg/t；该方法利用中频炉对合金首先熔融处理。

中国发明专利【CN106811570A】一种中碳高锰钢的冶炼方法，公开了一种中碳高锰钢的冶炼方法：进RH炉温度大于1620℃，加铝循环均匀后少量多批次加金属锰，RH炉搬出钢水锰含量控制在6.5-8％，搬出温度控制在1570℃以上。在LF炉中最终完成锰的调节。在RH和LF中锰合金多批次一般分为3-10次，每次金属锰的加入量小于16kg/吨钢。在RH和LF合金化，但合金化量有限。

中国发明专利【CN107586915】一种中高锰钢中锰元素的合金化方法，公开了一种中高锰钢中锰元素的合金化方法：将所需金属锰质量的60％～100％平铺在钢包底部；加热钢包,使平铺在钢包底部的金属锰的温度达到500～900℃,加热完毕后钢包加盖保温；控制出钢钢液的温度在1630～1690℃,利用上述钢包盛接钢液,出钢过程中将剩余所需金属锰以及其他合金通过合金料仓加入到钢液中。该方法中锰钢合金化比例有限，且仅局限于钢包内加热、烘烤，且存在出钢过程合金粘结包底的风险。

中国发明专利公开了一种高锰钢钢中锰元素的合金化方法：将所需金属锰质量的60-100％平铺在钢包包底；加热钢包，使平铺在钢包底部的金属锰温度达到500-900℃，加热完毕后钢包加盖保温；控制出钢钢液的温度在1630-1690℃，利用上述钢包盛接钢液，出钢过程中将剩余所需金属锰以及其他合金通过合金料仓加入到钢液中。合金预热后，出钢过程合金化，但合金化量有限。

发明内容

本发明针对上述的技术问题采用的技术方案为：一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，按以下步骤实施：

(1)确定易氧化合金具体元素，根据合金成分分为三个特征阶段：特征一为合金量≥20％；特征二为20％＞合金量≥10％；特征三为合金量＜10％，根据不同合金元素和特征阶段确定转炉流程生产合金添加优化组合；

(2)确定转炉冶炼过程中，脱硅、脱碳及铁氧化温度贡献，确定热平衡；

(3)确定主要易氧化合金化元素被氧化后的还原元素，并确认该元素氧化反应过程热量贡献，以及合金烘烤对钢水的温度贡献；

(4)根据合金成分不同阶段的量，实现转炉流程生产易氧化合金组合添加优化，并综合考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，做好转炉控渣、精炼造渣；

易氧化合金根据合金成分特征实现在转炉流程的优化组合添加合金化，特征一时：转炉50％合金化并利用其更易氧化元素在转炉内实现温度补偿，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时40％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化；特征二时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时80％合金化，其余20％在精炼部分实现微调合金化；特征三时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时90％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化。

具体的，根据钢种成分设计要求首先要确认易氧化合金化元素，确认该元素在合金化过程中对钢水温度的补偿和损失。

具体的，按照合金量可分为三个特征阶段，根据铁水条件，确认不同特征阶段下的热平衡，并以工序衔接温度为基准利用化学温度补偿和合金物理温度补偿实现合金化。

具体的，确认主要易氧化合金元素被氧化后的还原元素，确定其氧化对钢水的温度补偿。

具体的，考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，转炉后期倒渣控渣、精炼造渣。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，本发明综合转炉冶炼流程过程热量平衡、成分控制、工序温度衔接等条件，对易氧化合金按钢种成分分为三个阶段特征，根据这三个阶段特征优化组合合金化，实现转炉冶炼流程易氧化合金的批量化。本发明为拓展转炉生产系列钢种，提供了有效的合金化保障。为易氧化合金化钢种高效转炉冶炼提供了参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明不同阶段特征下转炉流程易氧化合金优化组合示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，按以下步骤实施：

(1)确定易氧化合金具体元素，根据合金成分分为三个特征阶段：特征一为合金量≥20％；特征二为20％＞合金量≥10％；特征三为合金量＜10％，根据不同合金元素和特征阶段确定转炉流程生产合金添加优化组合；

(2)确定转炉冶炼过程中，脱硅、脱碳及铁氧化温度贡献，确定热平衡；

(3)确定主要易氧化合金化元素被氧化后的还原元素，并确认该元素氧化反应过程热量贡献，以及合金烘烤对钢水的温度贡献；

(4)根据合金成分不同阶段的量，实现转炉流程生产易氧化合金组合添加优化，并综合考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，做好转炉控渣、精炼造渣。

根据钢种成分设计要求首先要确认易氧化合金化元素，确认该元素在合金化过程中对钢水温度的补偿和损失。

按照合金量可分为三个特征阶段，根据铁水条件，确认不同特征阶段下的热平衡，并以工序衔接温度为基准利用化学温度补偿和合金物理温度补偿实现合金化。

确认主要易氧化合金元素被氧化后的还原元素，确定其氧化对钢水的温度补偿。

考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，转炉后期倒渣控渣、精炼造渣。

易氧化合金根据合金成分特征实现在转炉流程的优化组合添加合金化，特征一时：转炉50％合金化并利用其更易氧化元素在转炉内实现温度补偿，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时40％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化；特征二时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时80％合金化，其余20％在精炼部分实现微调合金化；特征三时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时90％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化。

现有大合金量易氧化合金大多均在电炉实现，或新增加合金熔融设备，本发明综合转炉冶炼流程过程热量平衡、成分控制、工序温度衔接等条件，对易氧化合金按钢种成分分为三个阶段特征，根据这三个阶段特征优化组合合金化，实现转炉冶炼流程易氧化合金的批量化；本发明为拓展转炉生产系列钢种，提供了有效的合金化保障；为易氧化合金化钢种高效转炉冶炼提供了参考。

步骤(1)特征一对应图1特征①，特征二对应图1特征②，特征三对应图1特征③。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，其特征在于，按以下步骤实施：

(1)确定易氧化合金具体元素，根据合金成分分为三个特征阶段：特征一为合金量≥20％；特征二为20％＞合金量≥10％；特征三为合金量＜10％，根据不同合金元素和特征阶段确定转炉流程生产合金添加优化组合；

(2)确定转炉冶炼过程中，脱硅、脱碳及铁氧化温度贡献，确定热平衡；

(3)确定主要易氧化合金化元素被氧化后的还原元素，并确认该元素氧化反应过程热量贡献，以及合金烘烤对钢水的温度贡献；

(4)根据合金成分不同阶段的量，实现转炉流程生产易氧化合金组合添加优化，并综合考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，做好转炉控渣、精炼造渣；

易氧化合金根据合金成分特征实现在转炉流程的优化组合添加合金化，特征一时：转炉50％合金化并利用其更易氧化元素在转炉内实现温度补偿，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时40％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化；特征二时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时80％合金化，其余20％在精炼部分实现微调合金化；特征三时：根据合金化过程中的温度损失提供适配的出钢温度，出钢过程利用钢包在线烘烤对多个钢包内合金提前组织预热烘烤，实现出钢时90％合金化，其余10％在精炼部分实现微调合金化。

2.根据权利要求1所述的一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，其特征在于，根据钢种成分设计要求首先要确认易氧化合金化元素，确认该元素在合金化过程中对钢水温度的补偿和损失。

3.根据权利要求1所述的一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，其特征在于，按照合金量可分为三个特征阶段，根据铁水条件，确认不同特征阶段下的热平衡，并以工序衔接温度为基准利用化学温度补偿和合金物理温度补偿实现合金化。

4.根据权利要求1所述的一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，其特征在于，确认主要易氧化合金元素被氧化后的还原元素，确定其氧化对钢水的温度补偿。

5.根据权利要求1所述的一种大合金量易氧化元素钢种转炉流程生产合金添加优化方法，其特征在于，考虑易氧化合金元素对磷、硅的还原能力，转炉后期倒渣控渣、精炼造渣。

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