CN113512618A - 一种有效控制夹杂物的精炼双联方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，属于冶金技术领域，所述方法包括：将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水；将所述脱硫铁水进行BOF精炼，获得钢水；将所述钢水进行LF精炼；LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水；将所述精炼钢水进行连铸，获得铸坯；其中，所述BOF精炼的终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水；所述BOF精炼和所述LF精炼的造渣料均包括白灰和萤石，造渣总质量为8‑11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水。该方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度，进而提升钢板内部质量。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种有效控制夹杂物的精炼双联方法。
背景技术
随着21世纪钢铁工业不断的进步与发展，对钢的材质设计、制作工艺、过程能力控制水平、钢铁应用技术提出更高要求，给冶金工业带来了更大的挑战。开发中厚板市场对产品提出了更高的要求，同时VD炉工艺对于提高钢水洁净度具有更加严格的限制，因此对于使用VD炉精炼工艺设计中厚板产线，对生产过程的控制能力要求越来越高，精准地工艺关键参数进行稳定过程控制对于提高产品质量合格率、降低成本、提高合同交付率具有非常重要的意义。
发明内容
为了解决现有中厚板产线对于钢水洁净度提升效果不足的技术问题，本发明提供了一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，该方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度，进而提升钢板内部质量。
本发明通过以下技术方案实现：
本申请提供一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，所述方法包括：
将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水；
将所述脱硫铁水进行BOF精炼，获得钢水；
将所述钢水进行LF精炼；
LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水；
将所述精炼钢水进行连铸，获得铸坯；
其中，所述BOF精炼的终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水；
所述BOF精炼和所述LF精炼的造渣料均包括白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水。
可选的，所述将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水，具体包括：
将铁水进行KR脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，扒渣亮面＞90％，获得脱硫铁水。
可选的，所述将所述钢水进行LF精炼，具体包括：
将所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼的精炼周期为40-65min。
可选的，所述LF精炼中，过程Alt和结束Alt的质量分数均控制在0.02-0.05％，结束顶渣中，FeO与MnO的质量分数之和＜0.9％。
可选的，所述LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，具体包括：
LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，其中，VD炉进站通过喂纯铝线调整Alt的质量分数，控制VD炉真空前所述钢水中Alt的质量分数为0.05-0.08％。
可选的，所述VD精炼中，深真空保持时间维持在14～18min，深真空前11～15min底吹氩气流量150-200NL/min，深真空后3～5min底吹氩气流量50-100NI/min。
可选的，所述VD精炼中，破空后进行喂钙线处理，控制所述VD精炼的结束Ca含量0.001-0.002％。
可选的，所述VD精炼结束后，软吹时间控制在10-15min，底吹氩气流量为20-50NI/min。
可选的，所述软吹结束后，VD炉镇静时间为15-30min。
可选的，所述连铸中，中间包过热度控制在15℃-28℃，炉次之间平均过热度差值小于5。
本发明中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，脱硫处理控制结束硫≤0.001％，为BOF 转炉和LF精炼脱硫负荷减轻压力，脱硫铁水的BOF精炼中，终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水，避免因终点氧过高或下渣量大，导致转炉出钢预精炼和LF炉进站前期均需补加过量的铝脱氧剂，使得钢液中生成大量的三氧化二铝夹杂，增加精炼钙处理负担，提高炼钢成本，影响钢水质量，降低钢水洁净度，BOF精炼和LF精炼的造渣料仅采用白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t 钢水，若造渣料加入量过大极容易导致VD炉出现溢渣，加入量过小，将无法保证LF炉埋弧效果，造成钢水氧化和吸氮，萤石的加入能瞬间起到化渣的效果，但加入量过多，将导致精炼顶渣粘度小，吸附夹杂物能力变弱，该方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种有效控制夹杂物的精炼双联方法的工艺流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
还需要说明的是，本发明中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本申请提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，如图1 所示，所述方法包括：
S1.将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水；
S2.将所述脱硫铁水进行BOF精炼，获得钢水；
S3.将所述钢水进行LF精炼；
S4.LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水；
S5.将所述精炼钢水进行连铸，获得铸坯；
其中，所述BOF精炼的终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水；
所述BOF精炼和所述LF精炼的造渣料均包括白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水。
本发明中，脱硫处理控制结束硫≤0.001％，为BOF转炉和LF精炼脱硫负荷减轻压力，脱硫铁水的BOF精炼中，终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水，避免因终点氧过高或下渣量大，导致转炉出钢预精炼和LF炉进站前期均需补加过量的铝脱氧剂，使得钢液中生成大量的三氧化二铝
夹杂，增加精炼钙处理负担，提高炼钢成本，影响钢水质量，降低钢水洁净度，BOF精炼和LF精炼的造渣料仅采用白灰和萤石，BOF精炼和LF精炼的造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水，若造渣料加入量过大极容易导致VD炉出现溢渣，加入量过小，将无法保证LF炉埋弧效果，造成钢水氧化和吸氮，萤石的加入能瞬间起到化渣的效果，但加入量过多，将导致精炼顶渣粘度小，吸附夹杂物能力变弱，该方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度。
作为一种可选的实施方式，所述将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水，具体包括：
将铁水进行KR脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，扒渣亮面＞90％，获得脱硫铁水。
本申请中，铁水脱硫采用KR脱硫法，控制结束硫≤0.001％，扒渣亮面＞90％的好处在于极大减轻转炉脱硫负荷，优化转炉终点条件，降低转炉终点氧化性和脱氧剂的加入量。
作为一种可选的实施方式，所述将所述钢水进行LF精炼，具体包括：
将所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼的精炼周期为40-65min。
本申请中，控制合适的LF炉处理周期非常关键，若处理周期过短，不但会造成钢包蓄热不充分影响连铸中间包过热度变化，而且导致钢水中夹杂物上浮不充分影响钢水洁净度；处理周期过长，不但影响铸机浇铸节奏，而且会因LF炉反复升温，造成钢水二次氧化，如果处理周期过长，受引流沙寿命限制，可能导致钢包不自开等问题，因此本申请将 LF精炼的精炼周期控制在40-65min。
作为一种可选的实施方式，所述LF精炼中，过程Alt和结束Alt的质量分数均控制在0.02-0.05％，结束顶渣中，FeO与MnO的质量分数之和＜0.9％。
本申请中，过程Alt和结束Alt的质量分数均控制在0.02-0.05％的好处是降低产线过程铝消耗量，极大降低产线加工成本，同时提高钢水洁净度。低于或高于该范围带来的不利影响是控制过高时过程铝损消耗大，并且不稳定，控制过低时造成二次或多次补铝操作，恶化钢水洁净度，结束顶渣中，FeO与MnO的质量分数之和＜0.9％的好处是降低LF炉顶渣氧化性，防止钢水二次氧化。当FeO与MnO的质量分数之和≥0.9％时，钢轧界面传氧过快，钢水和顶渣中将发生氧化反应，导致钢水中氧化铝夹杂大量形成，降低钢水洁净度。
作为一种可选的实施方式，所述LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，具体包括：
LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，其中，VD炉进站通过喂纯铝线调整Alt的质量分数，控制VD炉真空前所述钢水中Alt的质量分数为0.05-0.08％。
本申请中，通过喂纯铝线控制VD炉真空前钢水中Alt含量在0.05-0.08％，这是由于 VD炉处理过程因为钢渣间快速搅拌，伴随着发生着复杂的化学反应，造成铝含量损失，因此在VD炉进站进行喂入纯铝线的方式进行补铝操作。
作为一种可选的实施方式，所述VD精炼中，深真空保持时间维持在14～18min，深真空前11～15min底吹氩气流量150-200NL/min，深真空后3～5min底吹氩气流量50-100NI/min，VD炉深真空过程中和破空后禁止调铝操作。
本申请中，深真空前11～15min底吹氩气流量150-200NL/min，这是由于深真空处理前期，主要是快速脱氢、脱氮，因此氩气流量需求较大，随着时间的延长，脱氢脱氮反应达到一定程度，只要保持一定的真空度便能持续保持，所以后期为使得夹杂物充分上浮，在真空过程后期将底吹氩气流量变小，促进钢水中夹杂物缓慢上浮祛除。
作为一种可选的实施方式，所述VD精炼中，破空后进行喂钙线处理，控制所述VD精炼的结束Ca含量0.001-0.002％。
本申请中，通过喂钙线处理控制VD精炼的结束Ca含量在0.001-0.002％，带来的好处是最大程度生成12CaO-7AI203低熔点夹杂物，提高钢水洁净度并且铸机浇铸流畅度。
作为一种可选的实施方式，所述VD精炼结束后，软吹时间控制在10-15min，底吹氩气流量为20-50NI/min。
本申请中，软吹时间控制在10-15min，底吹氩气流量为20-50NI/min，确保顶渣渣面微微涌动，底吹砖正上方涌动范围在标准篮球大小。
作为一种可选的实施方式，所述软吹结束后，VD炉镇静时间为15-30min。
本申请中，VD炉镇静时间为15-30min好处是镇静状态下，细小夹杂物能充分依靠浮力上浮去除。低于或高于该范围带来的不利影响是时间较短是细小夹杂物上浮不充分，时间过长时浇铸后期钢水温度较低，影响夹杂物去除动力学条件。
作为一种可选的实施方式，所述连铸中，中间包过热度控制在15℃-28℃，炉次之间平均过热度差值小于5。
本申请中，中间包过热度控制在15℃-28℃，炉次之间平均过热度差值小于5，这是由于中间包过热度温度过低，不利于中间包和结晶器钢液内的夹杂物上浮，同时影响结晶器保护渣的熔化，中间包温度过高，导致钢水凝固被推迟，结晶器内坯壳变薄且坯壳温度变高，受热应力影响产生纵裂纹，同时温度高会影响保护渣的熔化速度，影响保护渣的功能和效果。
本申请中，中间包吨位控制在42±5吨，切换炉次时中间包时保证最低吨位不低于30 吨。同时设定钢包下渣检测系统报警值小于等于20％。
这是由于中间包受满包容量限制，不能超过48吨，但也不能过低，一方面中间包液面过低时，会导致中间包覆盖剂卷入钢水漩涡进入浸入式水口和结晶器，影响钢水质量，另一方面受塞棒渣线高度限制，中间包液面高度不能变动太大。开浇前设定铸机下渣检测系统报警值在20％(包含)以下。设定铸机浇注过程钢包下渣检测特别关键，因为随着钢包内钢水的重量越来越轻，钢水静压力变得越来越小，钢包水口上方钢液会形成漩涡，钢水量小于10吨后出现明显的钢流卷渣现象。
下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请一种有效控制夹杂物的精炼双联方法进行详细说明。
实施例
本实施例一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，具体包括：
(1)将铁水进行KR脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，扒渣亮面＞90％，获得脱硫铁水。
(2)将所述脱硫铁水进行BOF精炼，获得钢水；所述BOF精炼的终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水。
(3)将所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼的精炼周期为40-65min；过程Alt和结束Alt的质量分数均控制在0.02-0.05％，结束顶渣中，FeO与MnO的质量分数之和＜ 0.9％。
(4)LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，其中，VD炉进站通过喂纯铝线调整Alt的质量分数，控制VD炉真空前所述钢水中Alt的质量分数为0.05-0.08％。
进一步的，所述VD精炼中，深真空保持时间维持在14～18min，深真空前11～15min底吹氩气流量150-200NL/min，深真空后3～5min底吹氩气流量50-100NI/min。
进一步的，所述VD精炼中，破空后进行喂钙线处理，控制所述VD精炼的结束Ca含量0.001-0.002％。
进一步的，所述VD精炼结束后，软吹时间控制在10-15min，底吹氩气流量为20-50NI/min。
进一步的，所述软吹结束后，VD炉镇静时间为15-30min。
(5)将所述精炼钢水进行连铸，获得铸坯；所述连铸中，中间包过热度控制在15℃-28℃，炉次之间平均过热度差值小于5。
其中，所述BOF精炼和所述LF精炼的造渣料均包括白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水。
本申请实施例中，中间包吨位控制在42±5吨，切换炉次时中间包时保证最低吨位不低于30吨，同时设定钢包下渣检测系统报警值小于等于20％。
基于上述精炼双联方法，本申请提供5个典型的实施例，并提供5个对比例，实施例1-5的工艺控制参数如表1所示，对比例1-5的工艺控制参数如表2所示
表1实施例1-5的工艺控制参数
续表1
表2对比例1-5的工艺控制参数
续表2
在铸坯下线后，跟踪中厚板4300轧机轧制钢板的内部质量，然后对钢板进行电镜和 ASPEX夹杂物检测分析对比，结果如表3所示。
表3：洁净度结果分析
表3中，B细表示氧化铝类夹杂物尺寸最小宽度2μm最大宽度9μm。B粗表示氧化铝类夹杂物尺寸最小宽度9μm最大宽度15μm。
从表3可知：实施例1-5相比对比例1-5而言，钢板夹杂物含量更低，合格率更高，说明采用本发明一种有效控制夹杂物的精炼双联方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度；通过控制KR、BOF、LF、VD和CC各个过程的工艺要求参数，极大提高钢水洁净度，可以实现中厚板产线冶炼生产高级别管线钢、高压容易钢和耐磨钢等，钢板中B类小于2.0夹杂物合格率达到99％以上，降低产线生产成本明显，提高钢板内部质量，并且本发明控制方法简单，具有极大的社会推广价值。
本申请中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本申请一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，脱硫处理控制结束硫≤0.001％，为BOF转炉和LF精炼脱硫负荷减轻压力，脱硫铁水的BOF精炼中，终点氧的质量分数≤ 600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水，避免因终点氧过高或下渣量大，导致转炉出钢预精炼和LF炉进站前期均需补加过量的铝脱氧剂，使得钢液中生成大量的三氧化二铝夹杂，增加精炼钙处理负担，提高炼钢成本，影响钢水质量，降低钢水洁净度，BOF精炼和LF精炼的造渣料仅采用白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水，若造渣料加入量过大极容易导致VD炉出现溢渣，加入量过小，将无法保证LF炉埋弧效果，造成钢水氧化和吸氮，萤石的加入能瞬间起到化渣的效果，但加入量过多，将导致精炼顶渣粘度小，吸附夹杂物能力变弱，该方法能够有效控制钢水夹杂物含量，极大提高钢水洁净度。
(2)本申请一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，控制合适的LF炉处理周期非常关键，若处理周期过短，不但会造成钢包蓄热不充分影响连铸中间包过热度变化，而且导致钢水中夹杂物上浮不充分影响钢水洁净度；处理周期过长，不但影响铸机浇铸节奏，而且会因LF炉反复升温，造成钢水二次氧化，如果处理周期过长，受引流沙寿命限制，可能导致钢包不自开等问题，因此本申请将LF精炼的精炼周期控制在40-65min。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述方法包括：
将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水；
将所述脱硫铁水进行BOF精炼，获得钢水；
将所述钢水进行LF精炼；
LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水；
将所述精炼钢水进行连铸，获得铸坯；
其中，所述BOF精炼的终点氧的质量分数≤600ppm，出钢下渣质量≤10kg/t钢水；
所述BOF精炼和所述LF精炼的造渣料均包括白灰和萤石，造渣总质量为8-11kg/t钢水，所述萤石的质量≤0.5kg/t钢水。
2.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述将铁水进行脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，获得脱硫铁水，具体包括：
将铁水进行KR脱硫处理，控制结束硫≤0.001％，扒渣亮面＞90％，获得脱硫铁水。
3.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述将所述钢水进行LF精炼，具体包括：
将所述钢水进行LF精炼，所述LF精炼的精炼周期为40-65min。
4.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述LF精炼中，过程Alt和结束Alt的质量分数均控制在0.02-0.05％，结束顶渣中，FeO与MnO的质量分数之和＜0.9％。
5.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，具体包括：
LF精炼后的钢水进行VD精炼，获得精炼钢水，其中，VD炉进站通过喂纯铝线调整Alt的质量分数，控制VD炉真空前所述钢水中Alt的质量分数为0.05-0.08％。
6.根据权利要求1或5所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述VD精炼中，深真空保持时间维持在14～18min，深真空前11～15min底吹氩气流量150-200NL/min，深真空后3～5min底吹氩气流量50-100NI/min。
7.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述VD精炼中，破空后进行喂钙线处理，控制所述VD精炼的结束Ca含量0.001-0.002％。
8.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述VD精炼结束后，软吹时间控制在10-15min，底吹氩气流量为20-50NI/min。
9.根据权利要求8所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述软吹结束后，VD炉镇静时间为15-30min。
10.根据权利要求1所述的一种有效控制夹杂物的精炼双联方法，其特征在于，所述连铸中，中间包过热度控制在15℃-28℃，炉次之间平均过热度差值小于5。
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- 2021-04-02 CN CN202110360060.4A patent/CN113512618A/zh active Pending
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