CN110982988B - 一种促进lf精炼炉内钢渣接触的脱硫方法及炼钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法通过从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,使钢渣主动进行循环流动,与钢水接触形成对向流动,促进脱硫产物在钢渣中的扩散速度,从而达到加速钢渣界面脱硫反应的目的,能够在精炼前期集中快速去除钢水中硫含量,为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;在炼钢过程中采用所述方法,能够提高钢的纯净度、去除有害夹杂,有利于连铸生产均衡地进行,具有较高的工业应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域,尤其涉及一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法及炼钢的方法。
背景技术
为了进一步降低炼钢的生产成本,并达到节能减排的环保效果,中国钢厂采用铁水预处理、转炉冶炼所产生的废渣中的渣钢、渣铁替代转炉冶炼的废钢原料进行钢水冶炼的工艺,转炉冶炼出的钢水再进入钢包精炼炉进行脱硫处理,然后上连铸浇注。LF(LadleFurnace)精炼炉作为炉外精炼方式的一种,在现代钢铁生产中占有重要地位,尤其在特殊钢领域。一方面通过这道工序可以提高钢的纯净度、去除有害夹杂、进行微合金化和夹杂物变性处理;另一方面,精炼又是一个缓冲环节,有利于连铸生产均衡地进行。
LF炉精炼造渣主要目的中的两个就是:去除钢水中硫和吸附钢种夹杂进行变性处理。而满足脱硫条件的精炼渣系,脱硫后产物在渣系中的扩散成为了限制脱硫速率重要环节,为了加速脱硫反应,通常的做法就是使钢包底吹强烈搅拌,加速钢渣接触,促进钢渣界面脱硫反应。
CN102002554A公开了一种钢包精炼炉快速脱硫精炼方法,该方法喷粉枪从向钢包中喷入氩气,促进脱硫的进行,但该方法仍然只考虑到加速钢水的循环和流动,脱硫时间仍然较长。
CN105714022A公开了一种LF炉精炼钢水预处理低成本提高脱硫率的方法,该专利通过加入适量含铝脱氧剂来提高脱硫率,但该方法LF炉升温化渣时间长。
CN104099444A公开了钢包精炼炉脱硫方法,该方法包括步骤一,在精炼炉炉处理开始时加入预熔渣、铝铁合金、铝渣和石灰;步骤二,吹氩搅拌,通电升温;步骤三,取渣样;步骤四,根据渣样形貌调整脱硫措施;该方法渣料加入、熔化及搅拌反应时间长。
由此说明,如果钢水硫不能在LF炉精炼前期集中快速祛除,会为后期钢渣吸附夹杂产生不利影响,而现有工艺尚未有合适方法的能够进一步提高脱硫速率。
因此,为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证了生产的稳定性,急需开发一种LF精炼炉加速脱硫的方法。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题,本发明提供一种LF(Ladle Furnace)精炼炉促进钢渣接触的脱硫方法,所述方法通过从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,同时与底吹氩气相互作用,使钢渣和钢水同时主动进行循环流动,钢渣与钢水接触形成对向流动,促进脱硫产物在钢渣中的扩散速度,从而能够在精炼前期集中快速去除钢水中硫含量,为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;所述方法应用在炼钢过程中,能够提高钢的纯净度、去除有害夹杂,有利于连铸生产均衡地进行,具有较高的工业应用价值。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法包括:从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,钢渣与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法通过向钢包液面喷吹氩气,能够使钢渣形成主动循环,较现有技术仅促进钢水循环或搅拌而言,本发明将被动循环的钢渣转化为与钢水形成对流运动的主动循环,促进了钢渣与钢水的接触和硫产物在钢渣中的扩散速度,缩短了LF精炼炉的脱硫时间,能够为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;同时也避免了因钢水卷渣给精炼后期吸附夹杂增加负担,具有较高的应用前景。
本发明从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,与从炉盖顶部喷吹氩气或通过喷粉枪将氩气通入钢包中不同,本发明的主要目的是为了斜吹钢包液面的钢渣,使钢渣形成主动循环;而从炉盖顶部喷吹氩气一般是为了防止LF精炼过程钢水增氮,通过喷粉枪将氩气通入钢包中也仅是促进了钢水的循环。
优选地,通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气。
本发明在LF精炼炉的炉盖一侧设置有均匀分布的吹氩管路,使氩气能够均匀的吹入LF精炼炉中,从而促使钢渣形成稳定的主动循环,更好地促进钢渣与钢水的接触。
优选地,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为20~40°,例如可以是20°、21°、22°、23°、25°、26°、27°、28°、29°、30°、31°、33°、35°、36°、37°或40°,优选为25~35°。
本发明优选吹氩管路与钢包液面的夹角为20~40°,能够更好地吹动钢包液面的钢渣,使其形成主动循环,进一步促进钢渣与钢水的接触,提高硫产物在钢渣中的扩散速度,缩短LF精炼炉的脱硫时间。
优选地,所述氩气的流量为60~120NL/min,例如可以是60NL/min、65NL/min、70NL/min、75NL/min、80NL/min、85NL/min、90NL/min、95NL/min、100NL/min、105NL/min、110NL/min、115NL/min或120NL/min,优选为70~110NL/min。
本发明优选氩气的流量为60~120NL/min,在保障钢渣形成主动循环的同时节约氩气。
本发明对钢渣没有限制,可采用本领域技术人员熟知的任何可用于LF精炼炉的钢渣,例如可以是CaO-SiO2渣系或CaO-Al2O3-SiO2渣系。
优选地,所述钢渣包括CaO-SiO2渣系或CaO-Al2O3-SiO2渣系。
优选地,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为40~50%,例如可以是40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%或50%,优选为42~48%。
优选地,所述CaO-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为16~28%,例如可以是16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%或28%,优选为18~25%。
优选地,所述CaO-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为2~8%,例如可以是2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%或8%,优选为3~6%。
优选地,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为50~60%,例如可以是50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%或60%,优选为52~58%。
优选地,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为25~30%,例如可以是25%、25.5%、26%、26.5%、27%、27.5%、28%、28.5%、29%、29.5%或30%,优选为26~29%。
优选地,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为4~7%,例如可以是4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%或7%,优选为5~6%。
优选地,所述钢水中硫含量为0.035~0.070wt%,例如可以是0.035wt%、0.040wt%、0.045wt%、0.050wt%、0.055wt%、0.060wt%、0.065wt%或0.070wt%。
优选地,所述钢水中氧含量<20ppm,例如可以是19ppm、18ppm、17ppm、16ppm、15ppm、14ppm、13ppm、12ppm、11ppm或10ppm,优选<15ppm。
本发明中LF精炼炉精炼前期保障钢水和钢渣脱氧完成,其中钢水中氧含量<20ppm。
优选地,所述钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总含量<2wt%,例如可以是1.9wt%、1.8wt%、1.7wt%、1.6wt%、1.5wt%、1.4wt%、1.3wt%、1.2wt%、1.1wt%、1.0wt%或0.9wt%,优选<1.5wt%。
优选地,所述钢水的温度≥1560℃,例如可以是1560℃、1570℃、1580℃、1590℃、1600℃、1610℃、1620℃、1630℃、1640℃、1650℃、1670℃、1680℃、1700℃或1720℃,优选为1570~1600℃。
优选地,所述钢水经电极加热至温度≥1560℃,停止加热。
本发明在电极加热过程中以及电极停止加热后持续从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,使电极加热过程中也能更好地促进钢渣与钢水的接触和循环。
优选地,所述方法还包括从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌;
优选地,在电极加热过程中,所述底吹氩气搅拌的氩气流量为100~150NL/min,例如可以是100NL/min、105NL/min、110NL/min、115NL/min、120NL/min、125NL/min、130NL/min、135NL/min、140NL/min、145NL/min或150NL/min,优选为120~140NL/min。
优选地,在电极停止加热后,所述底吹氩气搅拌的氩气流量为200~400NL/min,例如可以是200NL/min、220NL/min、230NL/min、250NL/min、260NL/min、280NL/min、300NL/min、310NL/min、320NL/min、350NL/min、370NL/min、380NL/min或400NL/min,优选为230~380NL/min。
由于加热过程中和过热后仍然保持从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,因此加热过程中底吹氩气的流量可降低至100~150NL/min,加热后底吹氩气的流量仅需200~400NL/min,减少了氩气消耗。
优选地,在电极停止加热后,所述底吹氩气搅拌的时间为4~8min,例如可以是4min、5min、5.5min、6min、6.5min、7min、7.5min或8min,优选为4~6min。
本发明在电极停止加热后,底吹氩气搅拌的时间仅需要4~8min,大大缩短了脱硫时间段,为LF精炼炉的其他生产任务提供了充足的时间。
优选地,所述钢包渣层的厚度为150mm~250mm,例如可以是150mm、155mm、160mm、165mm、170mm、175mm、180mm、185mm、190mm、195mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm或250mm,优选为160~230mm。
优选地,经脱硫后所述钢水中的硫含量<0.025wt%,例如可以是0.024wt%、0.023wt%、0.022wt%、0.021wt%、0.020wt%、0.019wt%、0.018wt%、0.015wt%、0.012wt%或0.010wt%。
优选地,经脱硫后所述CaO-SiO2渣系的钢水硫含量<0.025wt%,例如可以是0.024wt%、0.023wt%、0.022wt%、0.021wt%、0.020wt%、0.019wt%、0.018wt%、0.015wt%、0.012wt%或0.010wt%。
优选地,经脱硫后所述CaO-Al2O3-SiO2渣系的钢水硫含量<0.015wt%,例如可以是0.015wt%、0.012wt%、0.010wt%、0.009wt%、0.008wt%、0.007wt%或0.006wt%。
作为本发明优选的技术方案,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为20~40°,氩气的流量为60~120NL/min,所述钢水中硫含量为0.035~0.070wt%,钢水中氧含量<20ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量<2%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为100~150NL/min,所述钢水经电极加热至温度≥1560℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至200~400NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌4~8min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣与钢水形成对向流动,进行脱硫反应,经脱硫后所述钢水中的硫含量<0.025wt%。
第二方面,本发明提供一种炼钢的方法,将钢水通过第一方面中所述的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法进行处理。
本发明提供的炼钢的方法包括所述促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,其脱硫时间短,能够为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;同时能够提高钢的纯净度、去除有害夹杂,有利于炼钢过程中连铸生产均衡地进行,具有较高的应用价值。
与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
(1)本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法通过LF精炼炉炉盖一侧均匀分布的吹氩管路向钢包液面喷吹氩气与钢包底部正常吹氩操作的共同作用,使LF精炼炉脱硫时间由原来的9~12min缩短到了4~8min;
(2)本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法中钢包底吹氩气流量由原来的500~800NL/min降到了200~400NL/min,在降低氩气消耗的同时,也避免了因钢水卷渣给精炼后期吸附夹杂增加负担;
(3)本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法在炼钢过程中能够为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;而且能够提高钢的纯净度、去除有害夹杂,有利于炼钢过程中连铸生产均衡地进行,具有较高的应用价值。
附图说明
图1是本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法所用的LF精炼炉运行时的示意图。
图中:1-LF精炼炉的吹氩管路;2-LF精炼炉的炉盖;3-钢包;4-钢包底吹砖;5-钢水循环路线;6-钢水顶渣循环路线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法所使用的LF精炼炉如图1所示,所述LF精炼炉在LF精炼炉的炉盖2的一侧设置有LF精炼炉的吹氩管路1,在钢包3的底部设置有钢包底吹砖4;所述LF精炼炉运行时,在底吹氩气搅拌的作用下,钢水形成钢水循环路线5,在向钢包液面喷吹的氩气作用下,钢渣主动形成钢水顶渣循环路线6,钢渣主动与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为35°,氩气的流量为110NL/min,所述钢水中硫含量为0.065wt%,钢水中氧含量为19ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为1.8%,钢渣为CaO-SiO2渣系,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为48%,SiO2的质量百分含量为21%,Al2O3的质量百分含量为5%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为150NL/min,钢水经电极加热至温度1571℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至330NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌4min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣主动与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
实施例2
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为29°,氩气的流量为90NL/min,所述钢水中硫含量为0.045wt%,钢水中氧含量为15ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为1.6%,钢渣为CaO-Al2O3-SiO2渣系,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为56%,SiO2的质量百分含量为5%,Al2O3的质量百分含量为28%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为100NL/min,钢水经电极加热至温度1566℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至270NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌6min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣主动与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
实施例3
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为24°,氩气的流量为60NL/min,所述钢水中硫含量为0.070wt%,钢水中氧含量为13ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为1.0%,钢渣为CaO-SiO2渣系,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为50%,SiO2的质量百分含量为7%,Al2O3的质量百分含量为30%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为100NL/min,钢水经电极加热至温度1670℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至400NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌5min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣主动与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
实施例4
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为20°,氩气的流量为120NL/min,所述钢水中硫含量为0.035wt%,钢水中氧含量为10ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为0.8%,钢渣为CaO-SiO2渣系,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为40%,SiO2的质量百分含量为28%,Al2O3的质量百分含量为2%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为130NL/min,钢水经电极加热至温度1560℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至200NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌8min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣主动与钢水形成对向流动,进行脱硫反应。
实施例5
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“氩气的流量为110NL/min”替换为“氩气的流量为70NL/min”外,其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“氩气的流量为110NL/min”替换为“氩气的流量为60NL/min”外,其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“氩气的流量为110NL/min”替换为“氩气的流量为120NL/min”外,其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“吹氩管路与钢包液面的夹角为35°”替换为“吹氩管路与钢包液面的夹角为25°”外,其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“吹氩管路与钢包液面的夹角为35°”替换为“吹氩管路与钢包液面的夹角为20°”外,其余均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,所述方法除将步骤(1)中“吹氩管路与钢包液面的夹角为35°”替换为“吹氩管路与钢包液面的夹角为40°”外,其余均与实施例1相同。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种LF精炼炉脱硫的方法,所述方法除将步骤(1)中“通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气”替换为“通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖正上方向钢包中间喷吹氩气”及相应调整外,其余均与实施例1相同。
所述方法具体包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖上侧向钢包中间喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为90°,氩气的流量为110NL/min,所述钢水中硫含量为0.065wt%,钢水中氧含量为19ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为1.8%,钢渣为CaO-SiO2渣系,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为48%,SiO2的质量百分含量为21%,Al2O3的质量百分含量为5%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为150NL/min,所述钢水经电极加热至温度1571℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至330NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌4min,在向钢包中喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,进行脱硫反应。
对比例2
本对比例提供一种LF精炼炉脱硫的方法,所述方法除不进行步骤(1)中“通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气”并将氩气流量均通过底吹氩气搅拌通入外,其余均与实施例1相同。
所述方法具体包括:
从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为150NL/min,钢水经电极加热至温度1571℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至330NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌4min,在底吹氩气搅拌的作用下,进行脱硫反应;
其中,所述钢水中硫含量为0.065wt%,钢水中氧含量为19ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量为1.8%,钢渣为CaO-SiO2渣系,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为48%,SiO2的质量百分含量为21%,Al2O3的质量百分含量为5%。
三、测试及结果
实施例1~10和对比例1~2脱硫完成后,对钢水取样,按照GBT20123-2006中次甲基蓝光度法进行硫含量测试。为进行对比,实施例5~10和对比例1~2维持与实施例1相同的脱硫时间进行钢水取样,以此考察相同时间内的脱硫效果。
实施例1~10和对比例1~2脱硫后钢水中硫含量的检测结果如表1所示。
表1
从表1可以看出以下几点:
(1)综合实施例1~4可以看出,本发明提供的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,使钢渣主动进行循环流动,与钢水主动接触,减少了脱硫时间,提高了脱硫效率;在4~8min的脱硫时间内即可达到脱硫的目标,能够为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性;
(2)综合实施例1和对比例1~2可知,实施例1中“从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气”,较对比例1中“从LF精炼炉的炉盖正上方向钢包中间喷吹氩气”和对比例2中将所有氩气流量通过底吹氩气搅拌通入而言,在脱硫时间均为4min的情况下对钢水取样,实施例1出炉钢水中硫含量仅为0.023wt%,而对比例1和对比例2出炉钢水中硫含量分别高达0.056wt%和0.060wt%,由此说明,本发明通过从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气能够促进钢渣的主动循环,从而促进钢渣与钢水的接触,比仅促进钢水的循环流动更能提高脱硫效率,从而在工艺上能够节省达到脱硫目标的时间,为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间;
(3)综合实施例1和实施例5~7而言,实施例1和实施例5通过将向钢包液面喷吹氩气的流量分别控制在110NL/min和70NL/min,较实施例6和实施例7将所述流量分别控制在60NL/min和120NL/min而言,实施例1和实施例5经脱硫4min后其出炉钢水中硫含量仅分别为0.023wt%和0.020wt%,而实施例6和实施例7出炉钢水中硫含量分别为0.037wt%和0.042wt%,虽然其经更长时间的脱硫能够达到出炉钢水硫含量的目标且脱硫时间比现有技术中短,但较实施例1和实施例5中达到脱硫目标的时间较长,由此说明,本发明通过将向钢包液面喷吹氩气的流量控制70~110NL/min范围内,能够更好地促进钢渣与钢水的接触,提高脱硫效率,节省脱硫时间;
(4)综合实施例1和实施例8~10而言,实施例1和实施例8中吹氩管路与钢包液面的夹角分别为35°和25°,较实施例9和实施例10中吹氩管路与钢包液面的夹角分别为20°和40°而言,实施例1和实施例8经脱硫4min后其出炉钢水中硫含量仅分别为0.023wt%和0.017wt%,而实施例9和实施例10出炉钢水中硫含量分别为0.040wt%和0.039wt%,虽然其经更长时间的脱硫能够达到出炉钢水硫含量的目标,但耗时更长,由此说明,本发明通过将吹氩管路与钢包液面的夹角控制在25~35°范围内,能够更好地吹动钢渣循环,促使其更好地进行主动循环,从而提高脱硫效率,节省脱硫时间。
综上所述,本发明通过从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,同时与底吹氩气相互作用,使钢渣和钢水同时主动进行循环流动,促进脱硫产物在钢渣中的扩散速度,从而能够在精炼前期集中快速去除钢水中硫含量,使钢水在4~8min内即可达到脱硫目的,为LF精炼炉其它生产任务提供充足的时间,保证生产的稳定性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (27)
1.一种促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)通过均匀分布的吹氩管路从LF精炼炉的炉盖一侧向钢包液面喷吹氩气,其中,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为20~40°,氩气的流量为60~120NL/min,钢水中硫含量为0.035~0.070wt%,钢水中氧含量<20ppm,钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总质量含量<2%;
(2)同时从LF精炼炉的炉底向钢包中喷吹氩气,进行底吹氩气搅拌,所述氩气的流量为100~150NL/min,钢水经电极加热至温度≥1560℃,在电极停止加热后,再将底吹氩气搅拌的氩气流量调节至200~400NL/min,继续进行钢包底吹氩气搅拌4~8min,在向钢包液面喷吹的氩气和底吹氩气搅拌的作用下,钢渣与钢水形成对向流动,进行脱硫反应,经脱硫后所述钢水中的硫含量<0.025wt%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述吹氩管路与钢包液面的夹角为25~35°。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向钢包液面喷吹氩气的流量为70~110NL/min。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钢渣包括CaO-SiO2渣系或CaO-Al2O3-SiO2渣系。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为40~50%。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为42~48%。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为16~28%。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为18~25%。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为2~8%。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述CaO-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为3~6%。
11.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为50~60%。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中CaO的质量百分含量为52~58%。
13.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为25~30%。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中Al2O3的质量百分含量为26~29%。
15.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为4~7%。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述CaO-Al2O3-SiO2渣系中SiO2的质量百分含量为5~6%。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钢水中氧含量<15ppm。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钢渣中铁的氧化物和锰的氧化物的总含量<1.5wt%。
19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钢水经电极加热至温度为1570~1600℃。
20.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在电极加热过程中,所述底吹氩气搅拌的氩气流量为120~140NL/min。
21.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在电极停止加热后,所述底吹氩气搅拌的氩气流量为230~380NL/min。
22.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在电极停止加热后,所述底吹氩气搅拌的时间为4~6min。
23.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钢包渣层的厚度为150mm~250mm。
24.根据权利要求23所述的方法,其特征在于,所述钢包渣层的厚度为160~230mm。
25.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,经脱硫后所述CaO-SiO2渣系的钢水硫含量<0.025wt%。
26.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,经脱硫后所述CaO-Al2O3-SiO2渣系的钢水硫含量<0.015wt%。
27.一种炼钢的方法,其特征在于,将钢水通过权利要求1~26任一项中所述的促进LF精炼炉内钢渣接触的脱硫方法进行处理。
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