CN113106201A - 一种小流量底吹钢包的lf精炼技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小流量底吹钢包的LF精炼技术，其包括在转炉出钢的1/4～1/2加入合金和造渣料，在小流量底吹的情况下喂合金线和纯钙线，我方发明中提供的方法能够在小流量底吹的情况下减少精炼时间，提升成品品质，避免了铸机非计划性中断的生产事故或质量事故。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别是涉及一种小流量底吹钢包的LF精炼技术。
背景技术
钢包底吹氩是LF精炼过程中重要的工艺流程，影响钢水洁净度，钢水成分、温度的均匀性、精炼处理周期等重要指标，直接关系到铸机能否顺利生产出合格的高质量钢坯。钢包在使用过程中环境恶劣，钢包底吹透气砖容易堵塞引起底吹氩气流量变小是目前所有钢厂都无法避免的问题。在实际生产中，遇到钢包底吹流量小，如果生产节奏慢，还可以考虑倒包或延长精炼处理周期等方法来保证LF精炼效果。但是在目前高效生产的大环境中，钢包底吹流量小时经常无法安排倒包，精炼处理时间长，钢水洁净度、温度、成分等指标不达标等情况，引起铸机非计划性中断的生产事故以及成分出格等质量事故。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有小流量底吹钢包的LF精炼技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明其中一个目的是，克服现有小流量底吹钢包的LF精炼技术产品的不足，提供一种小流量底吹钢包的LF精炼技术。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种小流量底吹钢包的LF精炼技术，其包括如下步骤：
在转炉出钢的1/4～1/2中间加入合金和造渣料；
在LF程序中小流量底吹，同时进行升温和微调钢水成分；
喂合金线；
加热然后喂纯钙线。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：出钢过程加入的合金中含量高于30％的元素与LF精炼使用的合金线中含量高于30％的元素不相同。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：升温和微调钢水成分中，钢水升温后的温度≥1590℃。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：加热然后喂纯钙线中，加热后的钢水温度≥1590℃。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：喂合金线中，合金包括但不限于锰合金、铝合金、硅合金。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：喂纯钙线中，总喂线量大于等于450m。喂线速度≥300m/min。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：喂合金线中，总喂线量≥450m，喂线速度≥300m/min。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：喂合金线中，喂线次数≥1。
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：小流量底吹＜18Nm3/h
作为本发明所述小流量底吹钢包的LF精炼技术的一种优选方案，其中：喂合金线中，同时喂入的合金种类≥1。
本发明的有益效果是：本发明在LF精炼第一次升温后将补加的合金和造渣料高温熔化，使用喂线机将合金线射入钢包，使钢包内钢水达到强搅状态，实现钢水快速脱氧、均匀钢水成分和温度、促进钢渣界面反应的目标。钢水成分达到目标要求后，在高温状态下，喂入纯钙线并控制较高喂线速度，调整收得率使喂线量达到450m以上。纯钙线进入钢包后，一部分形成钙气泡，促进钢水中夹杂物的上浮；另一部分进入钢水中对夹杂物进行改性处理。该精炼工艺解决了小流量底吹钢包精炼处理时间长，钢水洁净度、温度、成分等指标不达标等问题，避免了铸机非计划性中断的生产事故或质量事故，精炼处理周期短、效果显著、操作方便。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
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其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
柳钢冶炼三区C05号钢包在转炉出钢水前发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPHC-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
7#150T转炉冶炼钢种SPHC-1R，熔炼号21B700850，按工艺卡要求，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及中碳锰铁，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完，在此次的加料过程不包括铝合金的加入；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为15Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1590℃；
通电过程中，取部分钢水样光谱分析得到进站钢水样主要成分：C 0.0451％、Si0.008％、Mn 0.123％、P 0.016％、S 0.0256％、Alt 0.0206％；
将钢包移至喂丝位，选择铝合金线接入喂丝机，喂线速度300m/min，总喂线设置为450m。喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
过程钢水样光谱分析得到关于成分的结果如下：C 0.059％；Si 0.016％；Mn0.177％；P 0.017％；S 0.0144％；Alt 0.0453％；从合金加入量和过程钢水样成分结果看，合金成分在高速喂线搅拌力作用下已均匀分布在钢水中。强烈的钢渣反应促进脱硫，S含量由0.0256％降低至0.0144％。钢水成分达到过程控制目标，钢水测温结果为1580℃；
下电极第二次通电升温4min，过程无物料加入。通电结束后测温1590℃。将钢包移至喂丝位，选择纯钙线，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取出站钢水样并测温；
LF出站钢水样成分：C 0.0621％；Si 0.016％；Mn 0.171％；P 0.017％；S0.0106％；Alt 0.0320％；钢水成分达到终点控制目标，钢水测温结果为1572℃；
LF精炼处理后，钢水成分温度到达目标要求且均匀分布。
实施例2
冶炼三区C20号钢包在炉后出钢位接收钢水初期发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为DC01-1R，工艺路径为Ar-RH-LF-CC。按工艺卡要求在出钢过程和RH工序加入相应的合金和物料。过程控制步骤入下：
7#150T转炉冶炼钢种DC01-1R，熔炼号21B701154，按工艺卡要求，出钢加入电熔预熔渣和石灰块，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已加完；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后行车吊运至RH工序进行脱碳及合金化处理，处理过程中加入高碳锰铁115kg；
RH处理结束吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为13Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块782kg及精炼改质剂539kg。通电10分钟后，钢水温度达1601℃；
通电过程中，化验出进站钢水样主要成分：C 0.0136％；Si 0.003％；Mn0.126％；P0.017％；S 0.0349％；Alt 0.0286％；
将钢包移至喂丝位，选择铝合金线接入喂线机，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
过程钢水样成分：C 0.0175％；Si 0.019％；Mn 0.177％；P 0.018％；S 0.0152％；Alt0.0552％；从合金加入量和取样结果看，合金成分在高速喂线搅拌力作用下已均匀分布在钢水中。强烈的钢渣反应促进脱硫，S含量由0.0349％降低至0.0152％。钢水成分达到过程控制目标，钢水测温结果为1585℃。
下电极第二次通电升温3min，过程无物料加入。通电结束后测温1597℃。将钢包移至喂丝位，选择纯钙线，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取出站钢水样并测温。
LF出站钢水样成分：C 0.0183％；Si 0.020％；Mn 0.178％；P 0.019％；S0.0108％；Alt 0.0467％；钢水成分达到终点控制目标，钢水测温结果为1576℃。
LF精炼处理后，钢水成分温度达到目标要求且均匀分布。LF精炼脱硫率达69％，处理周期为30min。精炼处理效果较大流量底吹钢包相当，连铸浇钢过程稳定且无钢水粘等情况。
实施例3
柳钢冶炼三区C16号钢包在炉后出现钢位接受钢水出气发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPHC-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
7#150T转炉冶炼钢种SPHC-1R，熔炼号21B700746，出钢加入电熔预熔渣、铝，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为14Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1590℃；
将钢包移至喂丝位，选择铝合金线接入喂丝机，喂线速度300m/min，根据该钢种的合格铝成分范围，铝合金线总喂线最高只能为350m。喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
进行光谱分析，得到过程钢水样测定中发现多处取样点测得的成分并不能保持一致，钢包中成分存在着成分分布不均匀的情况。
实施例4
柳钢冶炼三区C12号钢包在炉后出现钢位接受钢水出气发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPHC-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
7#150T转炉冶炼钢种SPHC-1R，熔炼号21B700826，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及中碳锰铁，在出钢1/4时开始加入，出钢完成时，物料加完；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为15Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1590℃；
通电过程中，化验得出进站钢水样主要成分在多个取样点出现成分分布不均匀的情况。
实施例5
柳钢冶炼三区C05号钢包在炉后出现钢位接受钢水出气发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPHC-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
7#150T转炉冶炼钢种SPHC-1R，熔炼号21B700730，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及中碳锰铁，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为13Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1585℃；
通电过程中，化验得出进站钢水样主要成分，发现在不同取样点处的成分出现测量测得的成分不相同的情况，钢水中成分分布不均一。
实施例6
柳钢冶炼三区C08号钢包在炉后出现钢位接受钢水出气发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPHC-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
7#150T转炉冶炼钢种SPHC-1R，熔炼号21B700855，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及中碳锰铁，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为13Nm3/h，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1590℃；
通电过程中，化验得出进站钢水样主要成分：C 0.0451％、Si 0.008％、Mn0.123％、P 0.016％、S 0.0256％、Alt 0.0206％；
将钢包移至喂丝位，选择铝合金线接入喂丝机，喂线速度300m/min，总喂线设置为450m。喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
过程钢水样成分如下：C 0.059％；Si 0.016％；Mn 0.177％；P 0.017％；S0.0144％；Alt 0.0453％；从合金加入量和过程钢水样成分结果看，合金成分在高速喂线搅拌力作用下已均匀分布在钢水中。强烈的钢渣反应促进脱硫，S含量由0.0256％降低至0.0144％。钢水成分达到过程控制目标，钢水测温结果为1580℃；
下电极第二次通电升温4min，过程无物料加入。通电结束后测温1585℃。将钢包移至喂丝位，选择纯钙线，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取出站钢水样并测温；
LF出站钢水样成分：C 0.0621％；Si 0.016％；Mn 0.171％；P 0.017％；S0.0106％；Alt 0.0320％；钢水成分达到终点控制目标，钢水测温结果为1572℃；
LF精炼处理后，钢水成分温度到达目标要求且均匀分布。但是该炉钢水在连铸浇钢过程出现钢水粘情况，说明钢中夹杂物未充分去除。
实施例7
柳钢冶炼二区B07号钢包在转炉出钢水前发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为30MnSi-1G，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
4#120T转炉冶炼钢种30MnSi-1G，熔炼号21B400261，按工艺卡要求，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及中碳锰铁，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完，在此次的加料过程不包括硅合金的加入；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为16Nm3/h，属于小流量底吹，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg及精炼改质剂360kg。通电8分钟，钢水温度达1601℃；
通电过程中，取部分钢水样光谱分析得到进站钢水样主要成分：C 0.285％、Si0.015％、Mn 0.75％、P 0.016％、S 0.0456％、Alt 0.0016％；
将钢包移至喂丝位，选择硅合金线接入喂丝机，喂线速度300m/min，选择双管同时喂入硅合金线，每管喂线速度均为300m/min，总喂线设置为300m，喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
过程钢水样光谱分析得到关于成分的结果如下：C 0.286％、Si 0.42％、Mn0.78％、P 0.016％、S 0.0153％、Alt 0.0016％；此时钢水测温结果为1592℃；
对钢水进行第二次调整成分，加入锰合金150kg，并将钢包移至喂丝位，选择硅合金线接入喂丝机，喂线速度300m/min，选择单管喂入，喂线量设置为150m。喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
对过程钢水样2进行光谱分析得到关于成分的结果如下：C 0.290％、Si 0.82％、Mn 0.98％、P 0.017％、S 0.0063％、Alt 0.0018％；此时钢水测温结果为1580℃；
下电极第二次通电升温4min，过程无物料加入。通电结束后测温1592℃。将钢包移至喂丝位，选择纯钙线，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取出站钢水样并测温；
LF出站钢水样成分：C 0.291％、Si 0.84％、Mn 0.98％、P 0.017％、S 0.0060％、Alt 0.0018％；钢水成分达到终点控制目标，钢水测温结果为1572℃；
LF精炼处理后，钢水成分温度到达目标要求且均匀分布。钢水在连铸浇钢过程浇注顺行。
本实施例中过程钢水样测定结果相同，表明合金成分在高速喂线搅拌力作用下已均匀分布在钢水中。同时S的含量由0.0456％降低至0.0153％，推测为强烈的刚渣反应有着脱硫的作用，使硫的含量得到了降低，但是但是，钢水成分未达到过程控制目标，Si含量低于中限范围，Mn低于中限范围，需要加入Mn合金并适当补加硅合金线。
本实施例中过程钢水样2的光谱分析结果，表明各合金成分分布均匀，各合金成分在高速喂线搅拌作用下已均匀分布在钢水中，同时S的含量进一步降低至0.0063％，推测脱硫效果由强烈的钢渣反应所致，脱硫效果特别理想，同时钢水成分达到过程控制目标。
实施例8
柳钢冶炼二区B16号钢包在转炉出钢水前发现钢包底吹流量小，冶炼钢种为为SPA-H-1R，工艺路径为Ar-LF-CC。过程控制步骤如下：
5#120T转炉冶炼钢种SPA-H-1R，熔炼号21B500324，按工艺卡要求，出钢加入电熔预熔渣、石灰块以及锰合金、磷铁，在出钢1/4时开始加入，出钢1/2时，物料已经加完，在此次的加料过程不包括硅合金和铝合金的加入；
出钢结束后，在氩站(Ar)只测温取样后，由炉后形成吊运至LF工序；
钢包吊运至LF工序，打开底吹阀门，流量表显示此时底吹流量为15Nm3/h，属于小流量底吹，属于小流量底吹，取进站钢水样后下电极进行升温，加入石灰块520kg、精炼改质剂360kg及磷铁50kg。通电8分钟，钢水温度达1599℃；
通电过程中，取部分钢水样光谱分析得到进站钢水样主要成分：C 0.072％、Si0.010％、Mn 0.52％、P 0.085％、S 0.0201％、Alt 0.0016％；
将钢包移至喂丝位，一根喂线管接入硅合金线，另外一根喂线管接入铝合金线，铝合金线和硅合金线喂线速度均为300m/min。选择双管同时喂入，硅合金线喂线设置为300m，铝合金线喂线设置为150m，喂线结束1min后，取过程钢水样并测温。
过程钢水样光谱分析得到关于成分的结果如下：C 0.075％、Si 0.41％、Mn0.53％、P 0.098％、S 0.0042％、Alt 0.0260％；此时钢水测温结果为1582℃；
下电极第二次通电升温4min，过程无物料加入。通电结束后测温1594℃。将钢包移至喂丝位，选择纯钙线，喂线速度300m/min，总喂线量设置为450m。喂线结束1min后，取出站钢水样并测温；
LF出站钢水样成分：C 0.075％、Si 0.42％、Mn 0.53％、P 0.098％、S 0.0040％、Alt 0.0242％；钢水成分达到终点控制目标，钢水测温结果为1572℃；
LF精炼处理后，钢水成分温度到达目标要求且均匀分布。钢水在连铸浇钢过程浇注顺行。
硅合金和铝合金喂线后钢水样光谱分析结果成分分布均匀，S的含量从0.0201％降低至0.0042％，脱硫效果特别理想，推测是合金成分在高速喂线搅拌力下已均匀分布在钢水中，强烈的钢渣反应促进了脱硫，钢水成分已经达到过程控制目标。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：包括如下步骤：
在转炉出钢的1/4～1/2中间加入合金和造渣料；
在LF程序中小流量底吹，同时进行升温和微调钢水成分；
喂合金线；
加热然后喂纯钙线。
2.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：所述出钢过程加入的合金中含量高于30％的元素与LF精炼使用的合金线中含量高于30％的元素不相同。
3.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：所述升温和微调钢水成分中，钢水升温后的温度≥1590℃。
4.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：所述加热然后喂纯钙线中，加热后的钢水温度≥1590℃。
5.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：所述喂合金线中，合金包括但不限于锰合金、铝合金、硅合金。
6.根据权利要求1或4中所述的小流量底吹钢包的LF精炼技术，其特征在于：所述喂纯钙线中，总喂线量大于等于450m。喂线速度≥300m/min。
7.根据权利要求1或5中所述的小流量底吹钢包的精练技术，且特征在于：所述喂合金线中，总喂线量≥450m，喂线速度≥300m/min。
8.根据权利要求1或6中所述的小流量底吹钢包的精炼技术，其特征在于：所述喂合金线中，喂线次数≥1。
9.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的LF精练技术，其特征在于：所述小流量底吹＜18Nm3/h。
10.根据权利要求1中所述的小流量底吹钢包的精练技术，其特征在于：所述喂合金线中，同时喂入的合金种类≥1。
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