CN114908220B - 一种螺纹钢的lf炉精炼脱硫方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，通过优化白渣的成分设计，利用还原碱性的白渣的扩散脱硫，提高了脱硫效率与效果，进一步的先在钢包中加入脱硫剂，利用脱硫剂脱硫，优化脱硫剂的配方与加入量，实现预脱硫，且分担了一部分的脱硫职能，从而使得对于进入LF精炼炉的[S]在0.060%以上的钢水，总精炼时间基本控制在25分钟以内，可以将钢水[S]脱除到0.035%以下，满足了连铸高拉速的生产要求，解决了现有技术中的高硫钢水进LF炉精炼后，因为脱硫时间长造成的精炼增碳、碳含量超标的问题。

Description

一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法。

背景技术

钢包精炼炉(LF炉)的精炼工艺主要包括3项内容：1) 加热与温度控制，具有电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高；2) 白渣精炼工艺，LF钢包精炼炉利用白渣进行钢水精炼，实现钢水脱硫、脱氧，生产超低硫钢和低氧钢，白渣精炼是LF钢包精炼炉工艺操作的核心，也是提高钢水洁净度的重要保证；3) 具备搅拌和合金化功能，易于实现窄成分控制，提高产品的稳定性。由于LF精炼炉设备结构简单，具有多种冶金功能和使用中的灵活性，精炼效果显著，具有较高的经济效益，成为钢铁生产流程中的重要设备，实现了“初炼(电炉或转炉)+LF精炼+连铸”的生产多品种、高质量钢的思想。

转炉的脱硫效率满足不了当前连铸的高拉速生产，矛盾日益突出；如何在不影响高拉速的前提下，在LF精炼炉实现高效脱硫成为一项新的课题： 需要LF精炼中的脱硫在20min以内达到高效脱硫的效果；在脱硫的同时避免高碱度精炼炉渣的流动性差，成分微调过程中因流动性差造成窄成份控制合格率低；需要制定合理的吹氩控制提高LF的动力效果，既不造成钢水增碳，又有利于夹杂物的充分去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，包括创造强还原气氛、氩气搅拌、埋弧加热以及白渣精炼，其特征在于，控制白渣的碱度R为2.3-2.6，白渣中的FeO含量与MnO含量的加和≤1.1%，Al₂O₃含量为15%-25%，CaF₂含量为1.5%-2.0%。

优选的，优化设计加料制度使得白渣的目标成分为：SiO₂含量为19%-22%，CaO含量为45%-48%，FeO含量为0.40%-0.45%，MnO含量为0.40%-0.45%，MgO含量为3.8%-4.0%，Al₂O₃含量为20%-25%，CaF₂含量为1.5%-1.8%。

优选的，在白渣的脱硫中，采用强搅拌，氩气流量为1000NL/min-1200NL/min，吹氩搅拌时间为6-12min。

优选的，先在钢包中加入脱硫剂，然后转炉出钢水，利用钢水的冲击使得钢水与脱硫剂充分混合，且全程吹氩，控制吹氩流量为100NL/min-200NL/min，实现初步利用脱硫剂脱硫。

优选的，所述脱硫剂包括以下质量百分数的组分：Al含量为15%-20%，CaF₂含量为3%-5%，Al₂O₃含量为5%-10%，SiO₂含量为3%-5%，MgO含量为3%-6%，Na₂O含量为1%-3%，BaO含量为3%-6%，余量的CaO；

脱硫剂的加入量为3-10kg/t钢。

优选的，LF精炼过程中，钢水的温度为1600℃-1650℃。

优选的，LF炉的入炉钢水中的S含量为0.060%-0.080%；

LF炉精炼完成后得到的钢水包括以下质量百分数的元素：0.21%-0.23%的C，0.18%-0.22%的Si，0.75%-1.10%的Mn，S≤0.030%，P≤0.020%，余量的Fe元素以及不可避免的杂质元素。

本申请提供了一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，通过优化白渣的成分设计，利用还原碱性的白渣的扩散脱硫，提高了脱硫效率与效果，进一步的先在钢包中加入脱硫剂，利用脱硫剂脱硫，优化脱硫剂的配方与加入量，实现预脱硫，且分担了一部分的脱硫职能，从而使得对于进入LF精炼炉的[S]在0.060%以上的钢水，总精炼时间基本控制在25分钟以内，可以将钢水[S]脱除到0.035%以下，满足了连铸高拉速的生产要求，解决了现有技术中的高硫钢水进LF炉精炼后，因为脱硫时间长造成的精炼增碳、碳含量超标的问题。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

本申请提供了一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，包括创造强还原气氛、氩气搅拌、埋弧加热以及白渣精炼，其特征在于，控制白渣的碱度R为2.3-2.6，白渣中的FeO含量与MnO含量的加和≤1.1%，Al₂O₃含量为15%-25%，CaF₂含量为1.5%-2.0%。

在本申请的一个实施例中，优化设计加料制度使得白渣的目标成分为：SiO₂含量为19%-22%，CaO含量为45%-48%，FeO含量为0.40%-0.45%，MnO含量为0.40%-0.45%，MgO含量为3.8%-4.0%，Al₂O₃含量为20%-25%，CaF₂含量为1.5%-1.8%。

在本申请的一个实施例中，在白渣的脱硫中，采用强搅拌，氩气流量为1000NL/min-1200NL/min，吹氩搅拌时间为6-12min。

在本申请的一个实施例中，先在钢包中加入脱硫剂，然后转炉出钢水，利用钢水的冲击使得钢水与脱硫剂充分混合，且全程吹氩，控制吹氩流量为100NL/min-200NL/min，实现初步利用脱硫剂脱硫。

在本申请的一个实施例中，所述脱硫剂包括以下质量百分数的组分：Al含量为15%-20%，CaF₂含量为3%-5%，Al₂O₃含量为5%-10%，SiO₂含量为3%-5%，MgO含量为3%-6%，Na₂O含量为1%-3%，BaO含量为3%-6%，余量的CaO；

脱硫剂的加入量为3-10kg/t钢。

在本申请的一个实施例中，LF精炼过程中，钢水的温度为1600℃-1650℃。

在本申请的一个实施例中，LF炉的入炉钢水中的S含量为0.060%-0.080%；

LF炉精炼完成后得到的钢水包括以下质量百分数的元素：0.21%-0.23%的C，0.18%-0.22%的Si，0.75%-1.10%的Mn，S≤0.030%，P≤0.020%，余量的Fe元素以及不可避免的杂质元素。

本申请中，白渣是一种白颜色的具有较强的还原性的渣，白渣是人为故意主动创造的混合形成的一种合成渣，即人为地“造白渣”，LF精炼开始时就在钢水的液面上混合合成该白渣，然后高碱度、高还原性的白渣在LF炉底部吹氩搅拌的作用下，可以增加与钢液的混合和接触，从而达到充分发挥其还原作用，达到更为理想的脱硫、脱氧等有害物质的效果；净化钢液，在吹氩搅拌作用下，会使钢液中的杂质物上浮聚集，并与渣接触而被吸附，实现对钢液的净化；除此之外，白渣还有隔绝空气、防止钢液二次氧化以及保护内衬、提高热效率等方面的作用。

本申请中，各种脱硫方法的实质都是将溶解在钢水中的硫转变为在钢水中不溶解的物相，进入熔渣或经熔渣再以气相逸出；包括脱硫剂脱硫与还原碱性的白渣的扩散脱硫；其中脱硫剂为金属、氧化物或者碳化物，脱硫剂与钢水中的硫反应生成不溶的夹杂物，然后夹杂物上浮汇入渣中；还原碱性的白渣的扩散脱硫的工作原理是：钢水中的硫先扩散至白渣中，然后进入白渣中的硫与白渣中的CaO等反应成稳定的CaS等，根据硫分配定律，随白渣的碱度增大与还原性增强，可以促进钢水中的硫不断地向白渣中扩散，但是扩散脱硫的速度慢时间长，吹氩搅拌可以使得钢水循环与白渣发生更多接触，提高白渣与钢水之间的反应效率与反应程度，从而实现还原碱性的白渣的扩散脱硫。

本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，以HRB400E螺纹钢为例，100tLF炉，包括创造强还原气氛、氩气搅拌、埋弧加热以及白渣精炼，具体为：

LF炉的入炉钢水中的S含量为0.063%；

先在钢包中加入脱硫剂，然后转炉出钢水，利用钢水的冲击使得钢水与脱硫剂充分混合，且全程吹氩，控制吹氩流量为150NL/min，实现初步利用脱硫剂脱硫，所述脱硫剂包括以下质量百分数的组分：Al含量为20%，CaF₂含量为4.2%，Al₂O₃含量为8.3%，SiO₂含量为4.5%，MgO含量为3.5%，Na₂O含量为1.8%，BaO含量为5.2%，余量的CaO，脱硫剂的加入量为5kg/t钢；

LF精炼过程中，钢水的温度为1600℃-1650℃；

控制白渣的碱度R为2.6，优化设计加料制度使得白渣的目标成分为：SiO₂含量为20%，CaO含量为48%，FeO含量为0.40%，MnO含量为0.40%，MgO含量为4.0%，Al₂O₃含量为22.5%，CaF₂含量为1.8%，在白渣的脱硫中，采用强搅拌，氩气流量为1100NL/min，吹氩搅拌时间为10min；

LF炉精炼完成后得到的钢水包括以下质量百分数的元素：0.22%的C，0.19%的Si，1.05%的Mn，0.030%的S，0.019%的P，余量的Fe元素以及不可避免的杂质元素。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，包括创造强还原气氛、氩气搅拌、埋弧加热以及白渣精炼，其特征在于，

先在钢包中加入脱硫剂，然后转炉出钢水，利用钢水的冲击使得钢水与脱硫剂充分混合，且全程吹氩，控制吹氩流量为100NL/min-200NL/min，实现初步利用脱硫剂脱硫；

所述脱硫剂包括以下质量百分数的组分：Al含量为15%-20%，CaF₂含量为3%-5%，Al₂O₃含量为5%-10%，SiO₂含量为3%-5%，MgO含量为3%-6%，Na₂O含量为1%-3%，BaO含量为3%-6%，余量的CaO；脱硫剂的加入量为3-10kg/t钢；

控制白渣的碱度R为2.3-2.6，白渣中的FeO含量与MnO含量的加和≤1.1%；

优化设计加料制度使得白渣的目标成分为：SiO₂含量为19%-22%，CaO含量为45%-48%，FeO含量为0.40%-0.45%，MnO含量为0.40%-0.45%，MgO含量为3.8%-4.0%，Al₂O₃含量为20%-25%，CaF₂含量为1.5%-1.8%；

在白渣的脱硫中，采用强搅拌，氩气流量为1000NL/min-1200NL/min，吹氩搅拌时间为6-12min。

2.根据权利要求1所述的一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，其特征在于，LF精炼过程中，钢水的温度为1600℃-1650℃。

3.根据权利要求1所述的一种螺纹钢的LF炉精炼脱硫方法，其特征在于，LF炉的入炉钢水中的S含量为0.060%-0.080%；

LF炉精炼完成后得到的钢水包括以下质量百分数的元素：0.21%-0.23%的C，0.18%-0.22%的Si，0.75%-1.10%的Mn，S≤0.030%，P≤0.020%，余量的Fe元素以及不可避免的杂质元素。