CN114622053A - 转炉终点高效脱硫的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉终点高效脱硫的冶炼方法，本发明方法包括下述步骤：（1）双渣冶炼，吹炼240s‑270s时倒出渣量的20‑35%；（2）转炉终点倒出渣量的50‑60%；（3）控制转炉终点温度≥1650℃，终点倒渣后温度≥1640℃；（4）控制转炉终点倒渣后钢水氧含量≤500ppm；（5）转炉内加入脱硫剂及脱氧剂快速脱氧；（6）启动转炉复合搅拌脱硫；（7）复合搅拌4‑7min，脱硫率达到45‑80%，完成脱硫，正常出钢；本发明工艺流程简单清晰，可操作性强，易于控制，提高了转炉脱硫效率，将脱硫任务前移至转炉本体，有效降低了转炉氩后S，可取消LF工艺或减轻了LF炉脱硫压力，节约了成本，填补行业空白，具有良好的社会、经济效益。

Description

转炉终点高效脱硫的冶炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金，转炉冶炼技术领域，特别是一种转炉终点高效脱硫的冶炼方法。

背景技术

转炉冶炼的主要任务为脱碳、升温，冶炼的最终目标为终点碳、磷及温度符合出钢条件，对于终点S一般无严格限制要求，钢中S含量常规控制手段是采用铁水预处理限制入转炉S及出钢后二次精炼完成钢水深脱硫，但是对于采用“转炉-连铸”工艺路线，没有布局二次精炼工艺（即没有LF炉 ）的企业，冶炼终点S高，如无有效的S高处置方法，则极易造成S高废品。对于没有布置LF精炼炉的钢铁企业，如何应对转炉终点S高，转炉终点如何有效去硫，需要新技术的支持。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中已经存在的上述问题，解决转炉终点如何实现高效、快速脱硫，提供一种转炉终点高效脱硫的冶炼方法。

本发明的一种转炉终点高效脱硫的冶炼方法，包括下述步骤：

（1）转炉采用双渣操作，吹炼240s-270s即硅锰氧化期结束时倒一次渣，倒出渣量的20-35%，硅锰氧化期结束炉渣SiO₂含量高（一般SiO₂含量为15-20%），通过倒去冶炼前期富含SiO₂的炉渣，降低炉渣SiO₂含量，为冶炼后期造高碱度渣脱硫创造条件；

（2）转炉终点倒渣操作：倒出渣量的50-60%，通过倒去富含FeO的转炉终点渣，快速降低钢水氧化性；转炉终渣碱度一般为2.8-4.0，但终渣FeO含量高（一般FeO含量为15%以上），P₂O₅含量高（一般P₂O₅含量为1.8-2.8%），若不倒出去一部分会影响后期脱硫；

（3）转炉过程温度控制：控制转炉终点温度≥1650℃，终点倒渣后温度≥1640℃，为后续加料、搅拌脱硫预留温度条件；

（4）转炉终点氧含量控制：转炉终点倒渣后钢水氧含量≤500ppm；

（5）转炉炉内快速脱氧造渣：终点倒渣后，先往转炉炉内加入脱硫剂5-7Kg/t（按转炉公称容量），加入脱硫剂同时在转炉炉内加入脱氧剂单质Si（或单质Al）等脱氧材料快速脱氧，单质Si（或单质Al）用量为1.2-1.6Kg/t（按转炉公称容量）；加入单质Si（或单质Al）60s后，往渣面加入脱氧剂电石（即CaC₂）1.5-2Kg/t（按转炉公称容量）；所述脱硫剂由下述质量百分含量的物质组成：CaO%≥65%，Al₂O₃%≥18%，CaF₂≥15%，其它为SiO₂及杂质元素；

（6）启动转炉复合搅拌脱硫：即在加入脱硫剂及脱氧剂时，同步开启转炉底搅及顶枪吹气搅拌脱硫：同步将炉底供气（底吹氮气或氩气）各支管流量设定为550-600NL/min，氧枪切换为氩气（或氮气），氧枪枪位控制在600-900mm，氧枪流量控制在19000-23000 Nm³/h。

（7）根据终点S含量，复合搅拌4-7min，脱硫率达到45-70%，完成脱硫后，按正常程序执行出钢操作。

本发明的设计思路是：将转炉本体模拟为钢包炉，利用转炉具有加料造渣和良好的复合吹炼的条件，通过在冶炼终点，在转炉内造高碱度、低氧化性、流动性良好的炉渣，配合氧枪及转炉底吹氩复合搅拌，提高搅拌强度，实现在转炉冶炼终点达到快速脱硫的目的。

本发明与现有工艺相比，具有如下表1所述的诸多优点：

表1 本发明相对现有技术的优点

本发明相对现有技术，具有如下有益效果：

（1）本发明提高了转炉脱硫效率，将脱硫任务前移至转炉本体，多项技术填补行业空白，具有良好的社会、经济效益。

（2）本发明脱硫效率高，有效降低了转炉氩后S，可取消LF工艺或减轻了LF炉脱硫压力，节约了成本。

（3）本发明工艺流程简单清晰，可操作性强，易于控制。

具体实施方式

为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。

实施例1

本实施例以冶炼低合金钢Q355B为例，来对本发明的技术方案进行详细解释。本实施例中，要求出钢后钢水的W[S］≤0.030%。具体实施过程如下：

（1）转炉采用双渣操作，硅锰氧化期4min结束倒渣，硅锰氧化期结束炉渣SiO₂含量高（实际炉渣SiO₂含量为15%），通过倒去冶炼前期富含SiO₂的炉渣，降低炉渣SiO₂含量，为冶炼后期造高碱度渣脱硫创造条件；

（2）转炉终点倒渣操作，通过倒去富含FeO的转炉终点渣，快速降低钢水氧化性，转炉终渣碱度为2.8，终渣FeO含量15%，P₂O₅含量为1.8%，转炉终点倒渣量约50%；

（3）转炉过程温度控制：转炉终点温度1650℃，终点倒渣后温度1640℃。为后续操作（加料、搅拌脱硫）预留温度条件。

（4）终点氧含量控制：转炉终点倒渣后钢水氧含量500ppm，此时取样检测，转炉终点硫含量为w(S)%：0.048%；

（5）转炉炉内快速脱氧造渣：终点倒渣后，先往转炉炉内加入脱硫剂5Kg/t，脱硫剂主要成分为（CaO%含量65%，Al₂O₃%含量18%，CaF₂%含量15%，其它为SiO₂等杂志元素），与加入脱硫剂同步在转炉炉内加入脱氧剂单质Si（或单质Al）等脱氧材料快速脱氧，单质Si用量为1.2Kg/t，加入单质Si时间1min后，往渣面加入脱氧剂电石（即CaC₂）为1.5Kg/t；

（6）启动转炉复合搅拌脱硫（即同步开启转炉底搅及顶枪吹气搅拌脱硫）：在加入脱硫剂及脱氧剂时，同步将炉底供气（底吹氮气或氩气）各支管流量设定为550NL/min，氧枪切换为氩气（或氮气），氧枪枪位控制在600mm，氧枪流氧控制在19000 Nm³/h；

（7）复合搅拌4min，搅拌后取样w(S)%：0.0264%，脱硫率达到45%，完成脱硫后，按正常程序执行出钢操作。

实施例2

本实施例以冶炼低合金钢Q355B为例，来对本发明的技术方案进行详细解释。本实施例中，要求出炉钢水的W[S］≤0.030%。具体实施过程如下：

（1）转炉采用双渣操作，硅锰氧化期4min20s结束，倒渣，硅锰氧化期结束炉渣（炉渣SiO₂含量18%），通过倒去冶炼前期富含SiO₂的炉渣，降低炉渣SiO₂含量，为冶炼后期造高碱度渣脱硫创造条件；

（2）转炉终点倒渣操作，通过倒去富含FeO的转炉终点渣，快速降低钢水氧化性。转炉终渣碱度为3.2，但终渣FeO量为17%，P₂O₅含量2.3%，转炉终点倒渣量约55%；

（3）转炉过程温度控制：转炉终点温度为1655℃，终点倒渣后温度为1645℃，为后续操作（加料、搅拌脱硫）预留温度条件；

（4）终点氧含量控制：转炉终点倒渣后钢水氧含量480ppm，此时取样检测转炉终点硫含量w(S)%为0.055%；

（5）转炉炉内快速脱氧造渣：终点倒渣后，先往转炉炉内加入脱硫剂6Kg/t，脱硫剂主要成分为（CaO%含量65.3%，Al₂O₃%含量18.2%，CaF₂含量15.2%，其它为SiO₂等杂志元素），与加入脱硫剂同步在转炉炉内加入脱氧剂单质Si（或单质Al）等脱氧材料快速脱氧，单质Si（或单质Al）用量为1.4Kg/t，加入单质Si（或单质Al）1min后，往渣面加入脱氧剂电石（即CaC₂）1.8Kg/t；

（6）启动转炉复合搅拌脱硫（即同步开启转炉底搅及顶枪吹气搅拌脱硫）：在加入脱硫剂及脱氧剂时，同步将炉底供气（底吹氮气或氩气）各支管流量设定为580NL/min，氧枪切换为氩气（或氮气），氧枪枪位控制在700mm，氧枪流氧控制在21000 Nm³/h；

（7）根据终点S含量，复合搅拌5min，取样检测w(S)%为0.022%，脱硫率为60%，完成脱硫后，按正常程序执行出钢操作。

实施例3

本实施例以冶炼低合金钢Q355B为例，来对本发明的技术方案进行详细解释。本实施例中，要求出炉钢水的W[S］≤0.030%。具体实施过程如下：

（1）转炉采用双渣操作，硅锰氧化期4-4min30s结束倒渣，硅锰氧化期结束炉渣（炉渣SiO₂含量20%），通过倒去冶炼前期富含SiO₂的炉渣，降低炉渣SiO₂含量，为冶炼后期造高碱度渣脱硫创造条件；

（2）转炉终点倒渣操作，通过倒去富含FeO的转炉终点渣，快速降低钢水氧化性，转炉终渣碱度为4.0，但终渣FeO含量为18%，P₂O₅含量2.8%，转炉终点倒渣量约60%；

（3）转炉过程温度控制：转炉终点温度1660℃，终点倒渣后温度1650℃，为后续操作（加料、搅拌脱硫）预留温度条件；

（4）终点氧含量控制：转炉终点倒渣后钢水氧含量450ppm，取样检测转炉终点硫含量w(S)%：0.060%；

（5）转炉炉内快速脱氧造渣：终点倒渣后，先往转炉炉内加入脱硫剂7Kg/t，脱硫剂主要成分为（CaO%含量65.3%，Al₂O₃%含量18.4%，CaF₂%含量15.4%，其它为SiO₂等杂志元素），与加入脱硫剂同步在转炉炉内加入脱氧剂单质Al快速脱氧，单质Al用量为1.6Kg/t，加入单质Al后1min，往渣面加入脱氧剂电石（即CaC₂）2Kg/t；

（6）启动转炉复合搅拌脱硫（即同步开启转炉底搅及顶枪吹气搅拌脱硫）：在加入脱硫剂及脱氧剂时，同步将炉底供气（底吹氮气或氩气）各支管流量设定为600NL/min，氧枪切换为氩气（或氮气），氧枪枪位控制在900mm，氧枪流氧控制在23000 Nm³/h；

（7）根据终点S含量，复合搅拌7min，w(S)%：0.013%，脱硫率达到70%，完成脱硫后，按正常程序执行出钢操作。

下表二是采用本发明方法与常规冶炼方法相比，冶炼终点后执行本发明工艺后，钢液中S的脱硫率与传统工艺相比的结果列表。

表二 本发明工艺与传统工艺脱硫率的比较

从上表二可以看出，采用本发明方法，达到冶炼终点后，继续采用本发明工艺，钢液脱硫率可达到45-79%，而常规模式基本无脱硫能力，脱硫率仅4%，说明本发明工艺切实可行。

Claims (1)

1.转炉终点高效脱硫的冶炼方法，包括下述步骤：

（1）转炉采用双渣操作：吹炼240s-270s即硅锰氧化期结束时倒一次渣，倒出渣量的20-35%，为冶炼后期造高碱度渣脱硫创造条件；

（2）转炉终点倒渣操作：倒出渣量的50-60%，通过倒去富含FeO的转炉终点渣，快速降低钢水氧化性；

（3）转炉过程温度控制：控制转炉终点温度≥1650℃，终点倒渣后温度≥1640℃，为后续加料、搅拌脱硫预留温度条件；

（4）转炉终点氧含量控制：控制转炉终点倒渣后钢水氧含量≤500ppm；

（5）转炉炉内快速脱氧造渣：终点倒渣后，先往转炉炉内加入脱硫剂5-7Kg/t,加入量按转炉公称容量计算，加入脱硫剂的同时在转炉炉内加入脱氧剂单质Si或单质Al快速脱氧，单质Si或单质Al的用量为1.2-1.6Kg/t，加入量按转炉公称容量计算；加入单质Si或单质Al60s后，往渣面加入脱氧剂电石1.5-2Kg/t，加入量按转炉公称容量计算；所述脱硫剂由下述质量百分含量的物质组成：CaO%≥65%，Al₂O₃%≥18%，CaF₂≥15%，其它为SiO₂及杂质元素；

（6）启动转炉复合搅拌脱硫：即在加入脱硫剂及脱氧剂时，同步开启转炉底搅及顶枪吹气搅拌脱硫，同步将炉底供气的氮气或氩气各支管流量设定为550-600NL/min，氧枪切换为氩气或氮气，氧枪枪位控制在600-900mm，氧枪流量控制在19000-23000 Nm³/h；

（7）根据终点S含量，复合搅拌4-7min，脱硫率达到45-70%，完成脱硫后，按正常程序执行出钢操作。