CN113584250A - 一种低磷低硫钢冶炼新工艺 - Google Patents

一种低磷低硫钢冶炼新工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低磷低硫钢冶炼新工艺，包括：1.转炉冶炼前进行洗炉和洗钢包操作；2.脱硫工序：使用高温铁水，采用KR脱硫法进行深脱硫，铁水硫≤0.001％；3.转炉工序：使用顶底复吹转炉冶炼，采用单渣留渣法，加入自产一类废钢，使用低磷低硫石灰、白云石和含铁氧化物，转炉终点控制：出钢碳≤0.04％、磷≤0.009％、硫≤0.004％和温度≥1620℃，出钢过程加入脱磷剂和石灰进行渣洗，出钢结束加入部分石灰进行稠渣处理，然后进行扒渣操作，扒渣结束进行合金化；4.精炼工序：进行微调成分、造渣去夹杂和提高温度；5.连铸工序：进行连续浇注；最终确保铸坯熔炼成品中磷+硫≤100ppm。

Description

一种低磷低硫钢冶炼新工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体为一种低磷低硫钢冶炼新工艺。
背景技术
随着市场对高级优质钢材的需求量越来越大，低磷硫钢、超低磷硫钢作为纯净钢生产环节中不可缺少的一部分，受到越来越多的关注，采用新技术、新工艺尽可能的降低钢中的磷、硫含量成为众多钢铁企业的研究方向。
磷、硫是钢中的长存元素，由于他们在钢的晶界处产生偏析，因此会影响钢的焊接性能和抗硫应力致裂纹，所以常被视为有害元素而需要在冶炼中被去除，目前国内、外一些先进钢铁企业在低磷、低硫钢的冶炼中，通常采用铁水预脱硫、磷，转炉“双联法”，RH脱磷法等控制钢中磷、硫的方法，利用以上方法，钢种成品磷+硫一般能控制在100ppm以内。但以上方法在脱磷去除率、超低磷硫稳定控制以及生产成本上都有较多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低磷低硫钢冶炼新工艺，以解决现有钢铁冶炼工艺存在脱磷去除率低、超低磷硫稳定控制不稳定、生产成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：低磷低硫钢冶炼新工艺依次包括如下步骤：
S1、高炉铁水采用KR搅拌法进行脱硫，进脱硫站铁水温度≥1300℃，脱硫剂用量控制为7-10kg/t，加料时搅拌器转速控制为60-65rpm，加料后搅拌器转速控制为90-110rpm，搅拌时间控制为15-20min，脱硫后的铁水的硫含量≤0.001％；
S2、使用顶底复吹转炉冶炼，采用单渣留渣法，投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水80-88％，余量为自产一类废钢，铁水中磷含量≤0.125％，自产一类废钢中磷含量≤0.015％、硫含量≤0.010％；转炉下枪开氧点火正常，加入低磷低硫造渣辅料，造渣辅料为石灰、白云石、烧结矿，其中，石灰中硫含量≤0.030％，白云石中硫含量≤0.030％，烧结矿中硫含量≤0.02％；
S3、吹炼采用低-高-低供氧操作模式，供氧强度控制为1.7-3.7Nm3/(min·t)，底吹氩气流量控制在0.05-0.10Nm3/(min·t)，开吹点火枪位设定为1300mm，点火正常后，吹炼至供氧进程的2％时，提升至正常吹炼枪位1400-1700mm，点火流量10000Nm3/h，45秒后自动阶梯式增加供氧量至19000-21000Nm3/h，终点起枪前深吹枪位降低至900mm，并增加供氧量至22000Nm3/h，进行深脱碳和均匀钢水成分、温度；
S4、吹炼至供氧进程的90％时，使用副枪TSC探头进行定碳、测温和取样，再根据定碳和测量的温度加入部分造渣料进行调节，根据副枪检测结果进行冶炼跟踪，直到达到冶炼工艺要求起枪，吹炼结束使用副枪TSO探头进行定碳、测温、取样和定氧；
S5、冶炼终点控制：出钢碳≤0.04％、磷≤0.009％、硫≤0.005％和温度≥1620℃，达到控制要求进行出钢，出钢过程加入一定量的脱磷剂和石灰进行渣洗，出钢结束再加入部分石灰进行稠渣处理；出钢结束转炉进行溅渣护炉，溅渣氮气强度控制为3.5-3.7Nm3/(min·t)，溅渣枪位控制为600-1500mm，溅渣时间≥2.5min；溅渣结束摇炉挂补大面后倒掉残渣；
S6、出钢结束将钢包吊到扒渣工位进行扒渣操作，扒渣结束进行合金化，进精炼炉后进行微调成分、造渣去夹杂和提高温度，调整好成分和达到上钢钢水要求温度后，进行连续浇注。
优选的，所述步骤1还包括脱硫后使用吹氩赶渣法扒除干净铁水表面的高硫渣的步骤。
优选的，所述步骤2中，白云石用量为25-30kg/t，石灰用量为45-50kg/t，烧结矿用量为25-30kg/t。
优选的，步骤2中，点火正常后可加入第一批石灰，加入量为总量1/3-1/2，如火焰异常及时停加，待火焰正常后再及时加入；烧结矿第一批加入量为总量的1/3-1/2；白云石第一批加入量为总量的1/3-1/2；第一批辅料加入后不断补加石灰或烧结矿，加料原则为勤加、少加，每批辅料加入量300-500kg；冶炼10min前按碱度要求配足石灰，冶炼12min前按要求根据钢水温度配足烧结矿。
优选的，步骤5中脱磷剂的加入量为4-6kg/t，石灰的加入量为4-6kg/t。
优选的，所述步骤5中脱磷剂各组分重量百分比为：TCa：20-40％，TFe：20-40％，SiO2≤10％，水分≤1％；所述脱磷剂粒度1-15mm。
优选的，所述步骤1中脱硫剂各组分重量百分比为：CaO≥78.0％，SiO2≤5.0％，CaF2≥7.0％，S≤0.040％；脱硫剂粒度0.3-1.6mm。
优选的，扒渣结束后打开钢包氩气，加入钢种合金总用量的90-95％进行合金化，所述合金选择合金库中低磷、低硫合金。
优选的，所述步骤5，出钢结束调整氩气为软吹状态，氩气压力0.25±0.05Mpa，再在钢水表面加入石灰1-2kg/t进行稠渣处理。
本发明的有益效果是：
出钢过程磷元素的去除率达到了58.8％，而且成品钢的磷+硫稳定控制在了100ppm以内，出钢过程采用脱磷剂+石灰进行脱磷去硫，不仅降低了低磷硫钢的冶炼难度同时降低了转炉的吹损，生产过程简单，与现在普遍使用的电除尘工艺匹配度高。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例以冶炼ER50-6E钢种为例，详细阐述低磷低硫钢冶炼新工艺，依次包括如下步骤：
该钢种的化学成分如下：
Figure BDA0003179948490000041
采用低磷低硫钢冶炼新工艺冶炼ER50-6E钢，具体工艺步骤如下：
S1、转炉冶炼前进行洗炉和洗钢包操作；
S2、高炉铁水采用KR搅拌法进行脱硫，进脱硫站铁水温度1410℃，脱硫剂用量控制为8kg/t，加料时搅拌器转速控制为63rpm，加料后搅拌器转速控制为100rpm，搅拌时间控制为18min，脱硫后的铁水的硫含量0.0009％，脱硫后使用吹氩赶渣法扒除干净铁水表面的高硫渣；
S3、使用顶底复吹转炉冶炼，采用单渣留渣法，投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水占比85％，余量为自产一类废钢，铁水中磷含量为0.123％，自产一类废钢中磷含量为0.013％、硫含量为0.008％；转炉下枪开氧点火正常，加入低磷低硫造渣辅料，造渣辅料为石灰、白云石、烧结矿，其中，石灰中硫含量为0.027％，白云石中硫含量为0.027％，烧结矿中硫含量为0.018％；
S4、吹炼采用低-高-低供氧操作模式，供氧强度控制为2.7Nm3/(min·t)，底吹氩气流量控制为0.08Nm3/(min·t)，开吹点火枪位为1300mm，点火正常后，吹炼至供氧进程的2％时，提升至正常吹炼枪位1600mm，点火流量10000Nm3/h，45秒后自动阶梯式增加供氧量至20000Nm3/h，终点起枪前深吹枪位降低至900mm，并增加供氧量至22000Nm3/h，进行深脱碳和均匀钢水成分、温度；
S5、吹炼至供氧进程的90％时，使用副枪TSC探头进行定碳、测温和取样，再根据定碳和测量的温度加入部分造渣料进行调节，根据副枪检测结果进行冶炼跟踪，直到达到冶炼工艺要求起枪，吹炼结束使用副枪TSO探头进行定碳、测温、取样和定氧；
S6、冶炼终点控制：出钢碳0.036％、磷0.009％、硫0.005％和出钢温度1625℃，达到控制要求进行出钢，出钢过程加入500Kg脱磷剂和500Kg石灰进行渣洗，出钢结束再加入150Kg石灰进行稠渣处理，炉后吹氩站取样磷：0.0037％，硫：0.0045％；出钢结束转炉进行溅渣护炉，溅渣氮气强度控制：3.6Nm3/(min·t)，溅渣枪位控制：1200mm，溅渣时间：3.5min；溅渣结束摇炉挂补大面后倒掉残渣；
S7、出钢结束将钢包吊到扒渣工位进行扒渣操作，扒渣结束后使用小吊吊运提前准备的低磷、硫高硅硅锰(2500kg)进行合金化(合金含磷：0.02％，硫：0.004％)；
S8、进精炼炉后进行微调成分、造渣去夹杂和提高温度，调整好成分和达到上钢钢水要求温度后，进行连续浇注。
具体的，加入750Kg石灰+270Kg萤石造渣；提温、化渣、脱氧(使用电石和硅铁粉全程脱氧)至取样时(钢样和渣样)定氧(20分钟，预计1560℃，27ppm)，继续脱氧、调成分(使用高纯硅铁进行微调成分，高纯硅铁含磷：0.017％，硫：0.002％)，软吹10-15min，取熔炼成品样，成分如下：
Figure BDA0003179948490000061
作为本实施例的一个优选实施方式，所述步骤3中白云石用量：28kg/t，石灰用量：47kg/t，烧结矿用量：28kg/t。
作为本实施例的一个优选实施方式，步骤3中，点火正常后可加入第一批石灰，加入量为总量1/3-1/2，如火焰异常及时停加，待火焰正常后再及时加入；烧结矿第一批加入量为总量的1/3-1/2；白云石第一批加入量为总量的1/3-1/2；第一批辅料加入后不断补加石灰或烧结矿，加料原则为勤加、少加，每批辅料加入量300kg；冶炼10min前按碱度要求配足石灰，冶炼12min前按要求根据钢水温度配足烧结矿。
作为本实施例的一个优选实施方式，所述步骤6中脱磷剂各组分重量百分比为：TCa：29.0％，TFe：30.0％，SiO2：2.9％，水分：1.5％；所述脱磷剂粒度：10mm。
作为本实施例的一个优选实施方式，所述步骤1中脱硫剂各组分重量百分比为：CaO：85％，SiO2：2.8％，CaF2:8.1％，S：0.029％；脱硫剂粒度：1.1mm。
作为本实施例的一个优选实施方式，所述步骤6，出钢结束调整氩气为软吹状态，氩气压力：0.25Mpa。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于，所述方法依次包括如下步骤：
S1、高炉铁水采用KR搅拌法进行脱硫，进脱硫站铁水温度≥1300℃，脱硫剂用量控制为7-10kg/t，加料时搅拌器转速控制为60-65rpm，加料后搅拌器转速控制为90-110rpm，搅拌时间控制为15-20min，脱硫后的铁水的硫含量≤0.001％；
S2、使用顶底复吹转炉冶炼，采用单渣留渣法，投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水80-88％，余量为自产一类废钢，铁水中磷含量≤0.125％，自产一类废钢中磷含量≤0.015％、硫含量≤0.010％；转炉下枪开氧点火正常，加入低磷低硫造渣辅料，造渣辅料为石灰、白云石、烧结矿，其中，石灰中硫含量≤0.030％，白云石中硫含量≤0.030％，烧结矿中硫含量≤0.02％；
S3、吹炼采用低-高-低供氧操作模式，供氧强度控制为1.7-3.7Nm3/(min·t)，底吹氩气流量控制在0.05-0.10Nm3/(min·t)，开吹点火枪位设定为1300mm，点火正常后，吹炼至供氧进程的2％时，提升至正常吹炼枪位1400-1700mm，点火流量10000Nm3/h，45秒后自动阶梯式增加供氧量至19000-21000Nm3/h，终点起枪前深吹枪位降低至900mm，并增加供氧量至22000Nm3/h，进行深脱碳和均匀钢水成分、温度；
S4、吹炼至供氧进程的90％时，使用副枪TSC探头进行定碳、测温和取样，再根据定碳和测量的温度加入部分造渣料进行调节，根据副枪检测结果进行冶炼跟踪，直到达到冶炼工艺要求起枪，吹炼结束使用副枪TSO探头进行定碳、测温、取样和定氧；
S5、冶炼终点控制：出钢碳≤0.04％、磷≤0.009％、硫≤0.005％和温度≥1620℃，达到控制要求进行出钢，出钢过程加入一定量的脱磷剂和石灰进行渣洗，出钢结束再加入部分石灰进行稠渣处理；出钢结束转炉进行溅渣护炉，溅渣氮气强度控制为3.5-3.7Nm3/(min·t)，溅渣枪位控制为600-1500mm，溅渣时间≥2.5min；溅渣结束摇炉挂补大面后倒掉残渣；
S6、出钢结束将钢包吊到扒渣工位进行扒渣操作，扒渣结束进行合金化，进精炼炉后进行微调成分、造渣去夹杂和提高温度，调整好成分和达到上钢钢水要求温度后，进行连续浇注。
2.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于，所述步骤1还包括脱硫后使用吹氩赶渣法扒除干净铁水表面的高硫渣的步骤。
3.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：所述步骤2中，白云石用量为25-30kg/t，石灰用量为45-50kg/t，烧结矿用量为25-30kg/t。
4.根据权利要求3所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：步骤2中，点火正常后可加入第一批石灰，加入量为总量1/3-1/2，如火焰异常及时停加，待火焰正常后再及时加入；烧结矿第一批加入量为总量的1/3-1/2；白云石第一批加入量为总量的1/3-1/2；第一批辅料加入后不断补加石灰或烧结矿，加料原则为勤加、少加，每批辅料加入量300-500kg；冶炼10min前按碱度要求配足石灰，冶炼12min前按要求根据钢水温度配足烧结矿。
5.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：步骤5中脱磷剂的加入量为4-6kg/t，石灰的加入量为4-6kg/t。
6.根据权利要求5所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：所述步骤5中脱磷剂各组分重量百分比为：TCa：20-40％，TFe：20-40％，SiO2≤10％，水分≤1％；所述脱磷剂粒度1-15mm。
7.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：所述步骤1中脱硫剂各组分重量百分比为：CaO≥78.0％，SiO2≤5.0％，CaF2≥7.0％，S≤0.040％；脱硫剂粒度0.3-1.6mm。
8.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：扒渣结束后打开钢包氩气，加入钢种合金总用量的90-95％进行合金化，所述合金选择合金库中低磷、低硫合金。
9.根据权利要求1所述的低磷低硫钢冶炼新工艺，其特征在于：所述步骤5，出钢结束调整氩气为软吹状态，氩气压力0.25±0.05Mpa，再在钢水表面加入石灰1-2kg/t进行稠渣处理。
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