CN110527789B - 一种真空感应炉脱硫脱磷工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种真空感应炉脱硫脱磷工艺，其依次包括以下步骤：（1）加钢铁料过程中，加入适量的石灰和电渣重熔余渣作为脱硫脱磷剂，脱硫脱磷剂经配料混匀后，装在炉料中间部；（2）炉料完全熔化后，进行炉底吹氩搅拌强化炉渣脱磷.氩气流量控制为0.05～0.10Nm3/min；（3）钢水温度达1550℃以上停止抽真空并充氩保护，将炉内充氩气保护真空度提高到3000～5000Pa，钢水加150～300g铝粒脱氧；（4）精炼脱硫阶段钢液温度控制在1580～1600℃，脱硫阶段所需的时间为30～60分钟，可以将钢液中的硫磷含量降低到0.007%以下。具有方法成本低、操作简单易于实现，冶炼完毕后不产生对环保有影响的炉渣等特点。

Description

一种真空感应炉脱硫脱磷工艺
技术领域
本发明属于真空感应炉冶金技术领域，涉及一种真空感应炉脱硫脱磷工艺。
背景技术
感应炉冶炼中通过电磁感应加热熔化炉料。炉渣导电性差不能被感应加热熔化，故感应炉冶炼中加入渣量少且炉渣流动性差，在感应炉中冶炼中硫磷含量的控制是一个难点。真空感应炉炼钢受制于冶炼条件、炉衬耐火材料等因素的限制，难于在炉内实现同时脱硫脱磷。真空下钢液的脱硫磷反应主要与脱硫渣成分配比、脱硫磷渣量等因素有关，因此真空感应炉脱硫磷工艺方法有不同。
现有技术1(中国专利授权公告号CN100434540C，酸性感应炉炉外脱硫法)和现有技术2(中国专利中请号200910235079.5，一种感应炉炼钢炉外脱硫剂及脱硫方法)都是采用炉外脱硫的方法，这些炉外脱硫方法可以将硫含量降低到较低的水平，但由于脱硫时钢液已经脱氧处理，是强还原气氛，因此不能实现氧化脱磷，所以炉外脱磷和脱硫很难同时实现。
现有技术3(中国专利申请号CN201010137947.9A中频电炉炉内脱磷脱硫的冶炼工艺)公开了一种中频电炉炉内脱磷脱硫的冶炼工艺，但该发明的不足有之处是解决中频电炉冶炼铸钢过程中,在原材料材质波动时,造成钢水成份中磷或硫超标问题。
现有技术4(中国发明专利申请号CN201110157597.7A中频炉和真空感应炉双联脱磷的方法)包括以下步骤:将1～4％W的活性石灰装入中频炉的坩埚中,再装入废钢原料,送电升温至废钢熔化完毕；向钢液中加入3～6％W的初脱磷剂,控制渣温在1320～1380℃,待脱磷充分后扒渣再造白渣,然后取样并测定钢液样中磷的重量百分含量；将钢液转入真空感应炉坩埚中,坩埚底部预先装入1～4％W的活性石灰；给真空感应炉送电升温,钢液温度控制在1500～580℃,向钢液中加入萤石和三氧化二铁精粉精炼3～8min,再破空扒渣；然后,向钢液中加入0.005～0.01％W的碳粒,合炉抽真空脱气脱氧；再向钢液中加入0.005～0.01％铝丸脱氧。该发明的不足：液钢转入真空感应炉坩埚中存在安全隐患且操作复杂。
现有技术5(中国发明专利申请号200910264035.5，一种感应炉炼钢脱磷和脱硫的方法)第一阶段采用石灰_氧化铁_硼酐组成的脱磷剂对钢液进行脱磷处理，脱磷任务完成后，拔去或倒出脱磷渣；第二阶段采用的脱硫剂组成(重量％)为，活性石灰50～60％，电石块20～30％，铝灰10～20％，渣料经配料混匀后加入到炉内。脱硫剂的加入量为10～15kg/T钢液。脱硫阶段钢液温度控制在1500～1600℃，脱硫阶段所需的时间为30～50分钟，采用本发明的脱硫剂可以将钢液中的硫含量降低到0.008％以下。该发明的不足：一是真空状态下拔去或倒出脱磷渣困难；二是电石块保存难度大且不安全。
综上所述，现有技术中没有能够实现真空感应炉炼钢炉内脱磷和脱硫的报道，随着对钢件质量要求的提高，开发一种真空感应炉内实现高效脱硫和脱磷的冶炼方法，具有重要的实际应用价值。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种真空感应炉脱硫磷工艺，充分利用钢液脱磷、脱硫的有利热力学条件，通过在真空感应炉加料过程加入一定量合适的造渣料和真空精炼过程吹氩搅拌，实现真空感应炉内高效脱硫、脱磷，提高感应炉炼钢效率，并提高钢水质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空感应炉脱硫脱磷工艺，其依次包括以下步骤：
(1)加钢铁料过程中，加入适量的石灰和电渣重熔余渣作为脱硫脱磷剂，脱硫脱磷剂经配料混匀后，装在炉料中间部；
(2)炉料完全熔化后，进行炉底吹氩搅拌强化炉渣脱磷.氩气流量控制为0.05～0.10Nm3/min；
(3)钢水温度达1550℃以上停止抽真空并充氩保护，将炉内充氩气保护真空度提高到3000～5000Pa，钢水加150～300g铝粒脱氧；
(4)精炼脱硫阶段钢液温度控制在1580～1600℃，脱硫阶段所需的时间为30～60分钟，可以将钢液中的硫磷含量降低到0.007％以下。
所述步骤(1)中的石灰组分及其质量百分比是：CaO≥92％、MgO+SiO2≤6.5％，石灰粒度为10～20mm。
所述步骤(1)中的电渣重熔余渣组分及其质量百分比是：CaF265～70％、Al2O3 35～30％、MgO+SiO2≤5％，电渣重熔余渣粒度为5～20mm。
本发明的积极效果是：通过造渣在真空感应炉内实现高效率脱硫和脱磷处理，克服了目前真空感应炉炼钢不能实现炉内同时脱硫和脱磷的问题，且本发明的方法成本低、操作简单易于实现，冶炼完毕后不产生对环保有影响的炉渣，因此，本发明具有显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种真空感应炉脱硫脱磷工艺，其依次包括以下步骤：
(1)加钢铁料过程中，加入适量的石灰和电渣重熔余渣作为脱硫脱磷剂，脱硫脱磷剂经配料混匀后，装在炉料中间部；
(2)炉料完全熔化后，进行炉底吹氩搅拌强化炉渣脱磷，氩气流量控制为0.05～0.10Nm3/min；
(3)钢水温度达1550℃以上停止抽真空并充氩保护，将炉内充氩气保护真空度提高到3000～5000Pa，钢水加150～300g铝粒脱氧；
(4)精炼脱硫阶段钢液温度控制在1580～1600℃，脱硫阶段所需的时间为30～60分钟，可以将钢液中的硫磷含量降低到0.007％以下。
所述步骤(1)中的石灰组分及其质量百分比是：CaO≥92％、MgO+SiO2≤6.5％，石灰粒度为10～20mm。
所述步骤(1)中的电渣重熔余渣组分及其质量百分比是：CaF265～70％、Al2O3 35～30％、MgO+SiO2≤5％，电渣重熔余渣粒度为5～20mm。
实施例1
该实施例针对200kg真空感应炉炼钢进行脱磷脱硫处理，钢铁料135kg、合金量6787g、铝粒255g、石灰800g、电渣重熔余渣100g，脱磷处理时间25分钟，脱硫处理时间32分钟，底吹氩时间57分钟。测定钢锭最终磷含量为0.0053％，最终硫含量为0.0042％。
实施例2
该实施例针对200kg真空感应炉炼钢进行脱磷脱硫处理，钢铁料135kg、合金量7003g、铝粒264g、石灰800g、电渣重熔余渣100g，脱磷处理时间30分钟，脱硫处理时间58分钟，底吹氩时间88分钟。测定钢锭最终磷含量为0.0055％，最终硫含量为0.0030％。
实施例3
该实施例针对200kg真空感应炉炼钢进行脱磷脱硫处理，钢铁料150kg、合金量9703g、铝粒178g、石灰800g、电渣重熔余渣100g，脱磷处理时间26分钟，脱硫处理时间45分钟，底吹氩时间71分钟。测定钢锭最终磷含量为0.0063％，最终硫含量为0.0019％。
实施例4
该实施例针对200kg真空感应炉炼钢进行脱磷脱硫处理，钢铁料150kg、合金量7869g、铝粒277g、石灰800g、电渣重熔余渣100g，脱磷处理时间25分钟，脱硫处理时间35分钟，底吹氩时间70分钟。测定钢锭最终磷含量为0.0056％，最终硫含量为0.0063％。
本发明实施前，200kg真空感应炉采用同样的钢铁料冶炼钢锭磷含量在0.007～0.012％范围,平均为0.0105％，硫含量在0.009～0.011％范围，平均为0.0116％，上述四个实施例采用本发明冶炼的钢锭磷在0.0053～0.0063％范围，平均为0.0057％，比采用本发明前平均降低0.0048％；硫在0.0019～0.0063％范围，平均为0.0039％，比采用本发明前平均降低0.0077％。

Claims (3)

1.一种真空感应炉脱硫脱磷工艺，其特征在于依次包括以下步骤：
(1)加钢铁料过程中，加入适量的石灰和电渣重熔余渣作为脱硫脱磷剂，脱硫脱磷剂经配料混匀后，装在炉料中间部；
(2)炉料完全熔化后，进行炉底吹氩搅拌强化炉渣脱磷，氩气流量控制为0.05～0.10Nm3/min；
(3)钢水温度达1550℃以上停止抽真空并充氩保护，将炉内充氩气保护真空度提高到3000～5000Pa，钢水加150～300g铝粒脱氧；
(4)精炼脱硫阶段钢液温度控制在1580～1600℃，脱硫阶段所需的时间为30～60分钟，可以将钢液中的硫磷含量降低到0.007％以下。
2.如权利要求1所述真空感应炉脱硫脱磷工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的石灰组分及其质量百分比是：CaO≥92％、MgO+SiO2≤6.5％，石灰粒度为10～20mm。
3.如权利要求1所述真空感应炉脱硫脱磷工艺，其特征在于：所述步骤(1)中的电渣重熔余渣组分及其质量百分比是：CaF2 65～70％、Al2O3 35～30％、MgO+SiO2≤5％，电渣重熔余渣粒度为5～20mm。
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