CN113416813B - 一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法，属于钢铁冶金炼钢工艺技术领域。本发明提供的方法对采用铁水脱硫‑转炉‑LF炉‑连铸的工艺流程生产的稀土结构钢中的稀土加入方法、加入时机、钢水洁净度以及保护浇铸进行控制，可以明显提高稀土在钢中的收得率。

Description

一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢工艺技术领域，具体涉及一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法，尤其涉及一种稀土结构钢生产中加入稀土的控制方法，通过对稀土加入方法、加入时机、钢水洁净度以及保护浇铸控制，提高稀土在钢中的收得率。

背景技术

稀土结构钢生产初期由于生产工艺不成熟，降低了稀土的收得率，虽然专利文献CN102380592A通过钢中加入Fe-RE中间合金的方式提高了稀土的收得率，但是稀土的收得率仍较低，仅在30％左右；另外钢中的稀土复合夹杂物数量较多，铸机连浇可浇性较差，稀土钢连铸最大连浇炉数仅为5炉，严重限制了稀土的有效利用和稀土结构钢的生产效率。

发明内容

针对现有技术中存在的一个或多个问题，本发明提供一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法，其中所述稀土结构钢采用铁水脱硫-转炉-LF炉-连铸的工艺流程生产；

在所述铁水脱硫工艺中，通过KR脱硫工序对铁水进行预脱硫，经KR脱硫处理后铁水中S含量在0.010％以内；

在所述转炉工艺中，转炉终点温度控制1620℃以上，转炉终点碳含量控制≥0.04％，避免点吹操作，转炉采用挡渣出钢，降低炉渣的氧化性，避免炉渣中的氧进入钢水中污染钢水；

在所述LF炉工艺中，LF精炼工序主要是脱氧造渣，加稀土合金前控制炉渣中的TFe含量在1.0％以内，钢水中的硫含量在0.008％以内；且LF炉脱氧合金化后进行钙处理，钙处理后软吹5min以上加入稀土合金，要求软吹时渣面只有微小波动，保证软吹效果，防止钢液裸露，钢水中的夹杂物上浮到炉渣中，加稀土合金前提高钢水的洁净度，钢水中自由氧含量保持在2.4ppm以下，加入稀土合金后软吹5min以上，保证稀土元素在钢水中的均匀性；

所述连铸工艺中，连铸使用空心吹氩塞棒，连铸工序中包过热度控制在20℃～30℃，全程采用保护浇注。

本发明基于以上技术方案提供的稀土结构钢稀土合金的加入控制方法通过对炼钢各工序工艺优化，转炉终点控制适合的温度、成分，优化稀土合金加入时机，通过LF快速造渣(加入改质剂和电石)，降低炉渣的氧化性，提高脱氧脱硫能力，并进行钙处理，提高了钢水的洁净度，有利于夹杂物的上浮去除，钢水中稀土收得率由30％提高到60％以上。因此本发明提供的方法可以减少了稀土合金的加入量，降低了稀土合金成本，提高了稀土元素在钢中含量的控制精度，提升了稀土钢产品开发的成功率。另一方面，由于本发明的方法显著提高了稀土的收得率，因此本发明提供的方法还突破了钢中加入稀土的瓶颈问题，连浇炉数从5炉提高到20炉，显著降低了耐材成本，并进一步提升了产品质量。

附图说明

图1为本发明提供的稀土结构钢稀土合金的加入控制方法中稀土结构钢的生产工艺流程图。

具体实施方式

本发明旨在提供一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法，发明人从稀土钢收得率较低的炉次进行原因分析，发现加稀土合金前炉渣的氧化性TFe含量较高、钢水中的硫、氧(稀土元素与氧、硫的亲合力很强)含量较高以及铸机保护浇注不良等是影响收得率的主要因素，因此提高钢水的纯净性，可以提高稀土的收得率。为实现上述目的，本法明的技术方案如下：

(1)生产工艺流程采用铁水脱硫-转炉-LF炉-连铸。

(2)通过KR脱硫工序对铁水进行预脱硫，经KR脱硫处理后铁水中[S]含量在0.010％以内。

(3)转炉冶炼工序为了防止钢水过氧化，转炉终点温度控制1620℃以上，转炉终点碳含量控制≥0.04％，避免点吹操作，转炉采用挡渣出钢，降低炉渣的氧化性，避免炉渣中的氧进入钢水中污染钢水。

(4)LF精炼工序主要是脱氧造渣，脱氧造渣前钢水中自由氧含量大于10ppm，脱氧造渣后加稀土合金前要求炉渣中的氧化性TFe含量在1.0％以内，钢水中的硫含量在0.008％以内(要求钢水中自由氧含量在3～4ppm)，防止稀土元素与钢水中的氧硫反应，提高稀土合金的收得率。

(5)LF炉脱氧合金化(脱氧造渣)后进行钙处理，钙处理后软吹5min以上加入稀土合金，要求软吹时渣面只有微小波动，保证软吹效果，防止钢液裸露，钢水中的夹杂物上浮到炉渣中，加稀土前提高钢水的洁净度，使钢水中自由氧含量在2ppm左右，加入稀土后软吹5min以上，保证稀土元素在钢水中的均匀性。

(6)连铸工序生产稀土结构钢容易絮钢，连铸使用空心吹氩塞棒，防止浇注絮钢，连铸工序中包过热度控制在20℃～30℃，全程采用保护浇注，有利于提高钢水的可浇性，同时有利于钢中夹杂物上浮，保证产品的洁净度。

以下用实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的内容有任何限制。

实施例1：稀土结构钢加入稀土合金的控制方法

(1)KR采用深脱硫工艺处理后，入炉铁水硫含量均为0.009％以下，满足入炉铁水要求。转炉终点碳含量控制在0.04％以上，终点氧含量较低，避免钢水过氧化，降低了炉渣氧化性，减少钢水中的Al₂O₃夹杂物。终点温度控制在1621℃～1646℃范围内。

(2)LF炉快速造白渣，保证钢水的碱度，降低炉渣的氧化性，炉渣的氧化性TFe≤0.89％，有利于脱氧、脱硫以及夹杂物的去除。降低了钢水的氧含量(控制在3～4ppm)，钢水中的硫含量控制在0.006％以内。

(3)LF炉处理结束进行钙处理，钙处理结束保证钢水的软吹时间在5min以上(可进一步降低钢水中的氧含量，使钢水中自由氧含量在2ppm左右)加入稀土合金，有利于加稀土前钢水中的夹杂物上浮到炉渣中，提高钢水的洁净度，加入稀土合金后软吹5min，保证稀土元素在钢水中的均匀性。

(6)连铸使用空心吹氩塞棒，浇注过程液位平稳，同时浇注过程采用保护浇注，连铸工序中包过热度控制在21℃～27℃，有利于提高钢水的可浇性，同时有利于钢中夹杂物上浮，保证产品的洁净度。

在LF炉工序每炉加入稀土铈含量为30％的稀土合金13kg，结果稀土Ce含量稳定在10ppm左右，稀土合金的收得率60％以上，而加入稀土合金前炉渣的氧化性TFe含量超过1.0％和/或钢水中硫含量超过0.008％的熔炼炉号获得的稀土结构钢中的稀土Ce含量要明显降低，收得率仅为40％左右。具体检测情况见下表1所示，其中稀土元素的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素，稀土元素与氧、硫的亲合力很强，因此由于终点钢水自由氧含量和硫元素不同，导致稀土元素的收得率不同。并且钢水的洁净度越高，稀土的收得率越高。

表1：检测稀土含量及其收得率

实施例2：稀土结构钢加入稀土合金的控制方法

(1)KR采用深脱硫工艺处理后，入炉铁水硫含量均为0.008％以下，满足入炉铁水要求。转炉终点碳含量控制在0.04％以上，终点氧含量较低，避免钢水过氧化，降低了炉渣氧化性，减少钢水中的Al2O3夹杂物。终点温度控制在1623℃～1649℃范围内。

(2)LF炉快速造白渣，保证钢水的碱度，降低炉渣的氧化性，炉渣的氧化性TFe＜1.0％，有利于脱氧、脱硫以及夹杂物的去除。降低了钢水的氧含量，钢水中的硫含量控制在0.008％以内。

(3)LF炉处理结束进行钙处理，钙处理结束保证钢水的软吹时间在5min以上(可进一步降低钢水中的氧含量，使钢水中自由氧含量在2ppm左右，例如1.7ppm～2.4ppm)加入稀土合金，有利于加稀土前钢水中的夹杂物上浮到炉渣中，提高钢水的洁净度，加入稀土合金后软吹5min，保证稀土元素在钢水中的均匀性。

(4)连铸使用空心吹氩塞棒，浇注过程液位平稳，同时浇注过程采用保护浇注，连铸工序中包过热度控制在22～30℃，有利于提高钢水的可浇性，同时有利于钢中夹杂物上浮，保证产品的洁净度。

在LF炉工序每炉加入稀土铈含量为30％稀土合金13kg，稀土Ce含量稳定在10ppm左右，稀土合金的收得率60％以上。具体检测情况见下表：

表2：检测稀土含量

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种稀土结构钢稀土合金的加入控制方法，其特征在于，所述稀土结构钢采用铁水脱硫-转炉-LF炉-连铸的工艺流程生产；

在所述铁水脱硫工艺中，通过KR脱硫工序对铁水进行预脱硫，经KR脱硫处理后铁水中S含量在0.010%以内；

在所述转炉工艺中，转炉终点温度控制1620℃以上，转炉终点碳含量控制≥0.04%，避免点吹操作，转炉采用挡渣出钢，降低炉渣的氧化性，避免炉渣中的氧进入钢水中污染钢水；

在所述LF炉工艺中，LF精炼工序主要是脱氧造渣，加稀土合金前控制炉渣中的TFe含量在1.0%以内，钢水中的硫含量在0.008%以内；且LF炉脱氧合金化后进行钙处理，钙处理后软吹5min以上加入稀土合金，要求软吹时渣面只有微小波动，保证软吹效果，防止钢液裸露，钢水中的夹杂物上浮到炉渣中，加稀土合金前提高钢水的洁净度，钢水中自由氧含量保持在1.7-2.4 ppm，加入稀土合金后软吹5min以上，保证稀土元素在钢水中的均匀性；

所述连铸工艺中，连铸使用空心吹氩塞棒，连铸工序中包过热度控制在20℃～30℃，全程采用保护浇注。

Images