CN110982987A - 一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金炼钢技术领域，具体涉及一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，在转炉炼钢终点时进行所述预脱氧工艺，所述预脱氧工艺采用组合脱氧方式，即依次经过一次真空脱氧工艺、一次扩散脱氧工艺、一次沉淀脱氧工艺、二次真空脱氧工艺、二次扩散脱氧工艺和二次沉淀脱氧工艺。该方法脱氧之后的钢水出钢后，拨开渣子之后所见钢水较平稳，结膜较快，而且结膜过程较为稳定，结膜非常光滑。取钢水样采用定氧仪进行检测，得出该方法处理的钢水的转炉终点氧为10～40ppm。

Description

一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺
技术领域
本发明属于冶金炼钢技术领域，具体涉及一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺。
背景技术
高炉冶炼的含钒铁水中含有丰富的V、Ti资源，含钒铁水炼钢前要经提钒转炉进行提钒操作。提钒转炉提钒生产时需要加入一定量的铁块、铁皮球等冷却剂，铁水经提钒操作后V、Ti、Si、Mn等发热元素基本氧化至痕迹量，C的含量在3.6-3.8％之间，提钒后的铁水俗称半钢，转炉炼半钢，因为受到半钢热量不足条件限制，造成转炉冶炼终点钢水中溶解氧平均高达1300ppm，最高可达2400ppm，转炉冶炼终点钢渣中平均FeO含量高达15％。
氧在固态铁中溶解度很小，最终形成氧化物夹杂，会降低钢材的机械性能，特别是钢的疲劳强度和冲击韧性，对钢的切削加工性能和焊接性能不利，因此应尽可能降低钢中的氧含量。
钢水中氧含量是冶炼、浇注正常化程度的重要标志，其控制的合适与否和钢坯的表面及内在质量、冶炼与浇注过程的顺行、炉衬的寿命和合金的消耗等均存在直接联系，因此脱氧成为炼钢工序的重要工艺环节，而脱氧工艺不同，脱氧效率也发生变化，它将对钢水质量产生重要的影响。而现有的脱氧工艺脱氧效率不甚理想。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题，提供了一种脱氧效率高的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺。
一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，在转炉炼钢终点时进行所述预脱氧工艺，所述预脱氧工艺采用组合脱氧方式，具体步骤如下：
1)在炼钢转炉冶炼终点，首先对转炉抽真空脱氧进行一次真空脱氧工艺，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，形成一氧化碳气体，一氧化碳的气泡上浮带动钢水的搅动，使得转炉内钢水成分和温度环境趋于均衡状态；
2)向转炉内投入扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次扩散脱氧工艺；目的是保持钢水脱氧后，渣钢之间氧的平衡不被破坏，避免从出钢到连铸平台钢包中钢水氧含量不断增加，发生钢的二次氧化的现象。
3)再向转炉内投入脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次脱氧工艺；
4)再对转炉抽真空，进行二次真空脱氧工艺；
5)再向转炉内投入扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次扩散脱氧工艺；
6)再向转炉内投入脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次脱氧工艺。
进一步地说，步骤1)中所述的抽真空是指将转炉内抽至真空度为67～134pa，步骤4)中所述的二次真空脱氧工艺的真空度为67～134pa。
进一步地说，步骤1)中所述的抽真空的时间是将钢水中的碳达到0.01％以下为止。
进一步地说，步骤2)和步骤5)中所述的扩散脱氧剂为SiC和CaC2按照质量比为1:1的混合物。
进一步地说，步骤2)中所述的扩散脱氧剂的加入量为钢水总质量的18～20％，步骤5)中所述的扩散脱氧剂的加入量为钢水总质量的5～10％。
进一步地说，步骤2)中所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.3～0.5Nm3/min,吹氩气时间为5～10min。
进一步地说，步骤3)和步骤6)中所述的脱氧剂为CaC2，步骤3)所述的脱氧剂的加入量为钢水总质量的5～8％，所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1～0.2Nm3/min，吹氩气时间为2～5min；步骤6)所述的脱氧剂的加入量为钢水总质量的4～5％，所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1～0.15Nm3/min。
更进一步地说，步骤5)中所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.2～0.3Nm3/min，吹氩气时间为3～5min。
本发明的有益效果是：
本发明针对现有钢水脱氧工艺效率低的问题进行了工艺改进，采用真空脱氧-扩散脱氧-沉淀脱氧-真空脱氧-扩散脱氧-沉淀脱氧的组合脱氧工艺，对转炉内钢水进行充分脱氧操作，从而提高铁水炼钢转炉内钢水的脱氧效率，净化钢水，为炼钢钢材的机械性能、钢的疲劳强度和冲击韧性，钢的切削加工性能和焊接性能提供保障。
本发明的工艺是首先进行真空脱氧，真空脱氧是将高氧含量钢水置于真空状态下，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，通过钢中的碳脱除钢中的氧，以碳脱氧，由于产物是一氧化碳气体，气体会往由下往上运动，在一氧化碳气泡上浮的同时，钢水会受到一氧化碳的运动进行自发搅动，这样可以提高体系内的温度和各组分的均匀化，还可以将钢中的氢等有害气体和非金属夹杂物带出，有利于脱氧。待真空脱氧进行到较为平稳状态后，为了提高脱氧效率，加入扩散脱氧剂进行扩散脱氧，本发明采用SiC和CaC2的混合物作为扩散脱氧剂，可以降低炉渣氧化性，防止钢水的二次氧化。进一步采用沉淀脱氧，沉淀脱氧剂为CaC2，凡是与氧的亲和力大于FeO的元素都能够从FeO中把氧置换出来，从而生成稳定的氧化物，从钢水中分离出来，上浮到渣中。依次组合使用真空脱氧-扩散脱氧-沉淀脱氧可以将钢水脱氧效率大幅提升。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
1)在炼钢转炉冶炼终点，首先对转炉抽真空脱氧进行一次真空脱氧工艺，基于100吨钢水，将转炉内抽至真空度为67～70pa，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，形成一氧化碳气体，一氧化碳的气泡上浮带动钢水的搅动，使得转炉内钢水成分和温度环境趋于均衡状态；直至钢水中的碳达到0.01％以下为止；
2)向转炉内投入9吨SiC和9吨CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次扩散脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.3Nm3/min，吹氩气时间为5min。
3)再向转炉内投入5吨CaC2脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1Nm3/min，吹氩气时间为2min；
4)再对转炉抽真空至67～70pa，进行二次真空脱氧工艺；
5)再向转炉内投入2.5吨SiC和2.5吨CaC2扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次扩散脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.2Nm3/min，吹氩气时间为3min；
6)再向转炉内投入4吨CaC2脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1Nm3/min。
实施例2：
1)在炼钢转炉冶炼终点，首先对转炉抽真空脱氧进行一次真空脱氧工艺，基于100吨钢水，将转炉内抽至真空度为130～134pa，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，形成一氧化碳气体，一氧化碳的气泡上浮带动钢水的搅动，使得转炉内钢水成分和温度环境趋于均衡状态，直至钢水中的碳达到0.01％以下为止；
2)向转炉内投入10吨SiC和10吨CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次扩散脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.5Nm3/min，吹氩气时间为10min；
3)再向转炉内投入8吨脱氧剂CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.2Nm3/min，吹氩气时间为5min；
4)再对转炉抽真空至130～134pa，进行二次真空脱氧工艺；
5)再向转炉内投入5吨SiC和5吨CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次扩散脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.3Nm3/min，吹氩气时间为5min；
6)再向转炉内投入5吨脱氧剂CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.15Nm3/min。
实施例3：
1)在炼钢转炉冶炼终点，首先对转炉抽真空脱氧进行一次真空脱氧工艺，基于100吨钢水，将转炉内抽至真空度为100～105pa，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，形成一氧化碳气体，一氧化碳的气泡上浮带动钢水的搅动，使得转炉内钢水成分和温度环境趋于均衡状态，直至钢水中的碳达到0.01％以下为止；
2)向转炉内投入9.5吨SiC和9.5吨CaC2，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.4Nm3/min，吹氩气时间为8min，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次扩散脱氧工艺；
3)再向转炉内投入6吨脱氧剂CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.15Nm3/min，吹氩气时间为4min；
4)再对转炉抽真空至82～86pa，进行二次真空脱氧工艺；
5)再向转炉内投入4吨SiC和4吨CaC2扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次扩散脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.25Nm3/min，吹氩气时间为4min；
6)再向转炉内投入4.5吨脱氧剂CaC2，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次脱氧工艺，底吹氩气搅拌的吹气流量为0.12Nm3/min。
该方法脱氧之后的钢水出钢后，拨开渣子之后所见钢水较平稳，结膜较快，而且结膜过程较为稳定，结膜非常光滑。取钢水样采用定氧仪进行检测，得出该方法处理的钢水的转炉终点氧为10～40ppm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，在转炉炼钢终点时进行所述预脱氧工艺，所述预脱氧工艺采用组合脱氧方式，具体步骤如下：
1)在炼钢转炉冶炼终点，首先对转炉抽真空脱氧进行一次真空脱氧工艺，钢水中的碳和氧平衡被破坏，引起了碳和氧的继续反应，形成一氧化碳气体，一氧化碳的气泡上浮带动钢水的搅动，使得转炉内钢水成分和温度环境趋于均衡状态；
2)向转炉内投入扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次扩散脱氧工艺；
3)再向转炉内投入脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行一次脱氧工艺；
4)再对转炉抽真空，进行二次真空脱氧工艺；
5)再向转炉内投入扩散脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次扩散脱氧工艺；
6)再向转炉内投入脱氧剂，采用底吹氩气搅拌的方式进行二次脱氧工艺。
2.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤1)中所述的抽真空是指将转炉内抽至真空度为67～134pa，步骤4)中所述的二次真空脱氧工艺的真空度为67～134pa。
3.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤1)中所述的抽真空的时间是将钢水中的碳达到0.01％以下为止。
4.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤2)和步骤5)中所述的扩散脱氧剂为SiC和CaC2按照质量比为1:1的混合物。
5.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤2)中所述的扩散脱氧剂的加入量为钢水总质量的18～20％，步骤5)中所述的扩散脱氧剂的加入量为钢水总质量的5～10％。
6.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤2)中所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.3～0.5Nm3/min，吹氩气时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤3)和步骤6)中所述的脱氧剂为CaC2，步骤3)所述的脱氧剂的加入量为钢水总质量的5～8％，所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1～0.2Nm3/min，吹氩气时间为2～5min；步骤6)所述的脱氧剂的加入量为钢水总质量的4～5％，所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.1～0.15Nm3/min。
8.根据权利要求1所述的铁水炼钢转炉内钢水预脱氧工艺，其特征在于，步骤5)中所述的底吹氩气搅拌的吹气流量为0.2～0.3Nm3/min，吹氩气时间为3～5min。
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