CN115044743B - 一种控制低碳含硫钢在vd炉脱硫率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，其中钢种碳含量在0.1‑0.2％、硫含量在0.01‑0.03％之间，脱硫率是指VD处理过程中脱掉的硫含量与处理前的硫含量比值。在VD炉处理工序中，当钢水和钢包顶渣处于真空处理的条件下时，会进一步脱掉钢水中的硫，导致钢水硫含量低于标准要求，需要补加硫元素，补加过程中会导致钢水被污染。本发明所述方法是根据LF炉出钢钢水情况，通过调节VD炉处理工艺参数来控制钢水在真空处理过程中的脱硫率，从而保证成品钢水的硫含量，无需补加硫元素。本发明具有步骤简单、无需增加设备等优点，可以实现减少钢水污染的目的。

Description

一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法
技术领域
本发明属于炉外精炼技术领域，具体涉及一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法。
背景技术
在特钢生产企业，会在钢水中添加一定的硫元素，来满足用户的使用需求。硫元素的添加有多种方法，其中有在连铸浇注前添加的，也有在初炼炉添加。在初炼炉添加，钢水经过炉外精炼处理后，钢水纯净度较高，但是钢水在经过VD炉处理时，其脱硫率(即VD处理过程中脱掉的硫含量与处理前的硫含量比值)不好控制，导致成品硫元素含量控制难度大。本发明适用于在初炼炉添加硫元素的工艺，根据LF出钢的钢水条件，通过调整VD炉的工艺参数来解决VD脱硫率的问题，从而稳定成品硫含量，避免补加硫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，在VD炉处理工序中，根据LF炉出钢钢水条件，通过调节VD炉处理工艺参数来控制钢水在真空处理过程中的脱硫率，从而保证真空处理后的钢水硫含量满足工艺要求。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，其中钢种成品碳含量在0.1-0.2％、硫含量在0.01-0.03％之间，脱硫率是指VD处理过程中脱掉的硫含量与处理前的硫含量比值，所述方法是在VD炉处理工序中，根据LF炉出钢钢水条件，通过调节VD炉处理工艺参数来控制钢水在真空处理过程中的脱硫率，从而保证真空处理后的钢水硫含量满足工艺要求。
优选地，所述方法包含以下步骤：
步骤1、控制LF炉出钢条件
LF炉出钢时，控制钢水中的主要脱氧元素Al的含量，以及钢水中自由氧含量和钢水温度，将钢水中硫含量控制工艺范围之内，同时保持钢包顶渣的碱度和顶渣的重量；
步骤2、VD炉处理
在VD炉工序，利用氩气搅拌，使所述的钢水与钢包顶渣进行混合，随着真空度下降，原来的平衡被打破，继续按照(O2-)+[S]＝(S2-)+[O]进行脱硫反应，通过固定的氩气搅拌模式，控制VD炉的工艺参数，最终实现控制VD脱硫的目的。
优选地，步骤2中，在固定的氩气搅拌模式，VD炉的各工艺参数与钢水在VD处理过程中脱硫率之间的关系模型判定，所述关系模型如下式所示：
VD炉的脱硫率(％)＝7.41+5.99×LF吊包Al含量(％)+0.0193×VD处理时间(min)+0.000905×真空度(Pa)-0.00478×LF炉出钢钢水温度(℃)；
优选地，步骤2中VD炉的真空度小于133Pa，其值为133Pa-实际真空度值。
优选地，步骤2中所述固定的氩气搅拌模式中氩气压强为0.6-1.2Mpa，流量为30-300NL/min。
优选地，步骤1中所述LF炉出钢时，钢水中的脱氧剂Al含量控制在[Al]≥0.020％，钢水中氧含量控制在[O]≤30ppm，钢水温度控制在T＝1550-1650℃，钢水中硫含量控制在0.02％≤[S]≤0.05％。
优选地，步骤1中所述LF炉出钢时，顶渣的碱度为4元碱度，碱度在1.2-2.0之间；顶渣重量为15-25Kg/吨钢。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明是根据LF炉出钢钢水情况，通过调节VD炉处理工艺参数来控制钢水在真空处理过程中的脱硫率，从而保证成品钢水的硫含量，无需补加硫元素。本发明具有步骤简单、无需增加设备等优点，可以实现减少钢水污染的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明内容作进一步说明。
参见图1，本发明实施例提供一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，应用于VD炉工序，方法包括：
步骤1：VD炉接到制造命令后，根据制造命令调出待冶炼钢种的硫含量。
步骤2：收集LF炉出钢的钢水温度、炉渣碱度和重量、钢水S含量、钢水Al含量等参数。
步骤3：按照VD炉正常条件，带入模型提供的公式中，计算VD工序脱硫率。
步骤4：判断VD处理后的硫含量是否满足要求，满足，按照现有参数执行。不满足，根据生产节奏条件，通知调整LF炉出钢的钢水温度、Al、S含量或者调整VD炉参数，使之满足要求。
实施例1：
步骤1：VD炉接到制造钢种的命令后，确定主要元素的如下：其中C含量目标值为0.16％，范围值为0.15％-0.17％，S含量目标值为0.017％，范围值为0.012％-0.022％。
步骤2：从生产记录上获取本炉号LF炉出钢的钢水温度为1615℃、炉渣四元碱度为1.5，炉渣重量为18Kg/吨钢、LF炉出钢的钢水S含量0.028％、LF炉出钢的钢水Al含量为0.025％，炉渣保持白渣时间大于15分钟，判断氧含量小于30ppm。
步骤3：在VD炉真空处理过程中，搅拌氩气流量控制在150NL/min，搅拌氩气压强为1.0Mpa，真空度控制在133Pa以下预计在70Pa，预计处理时间为30min，将上述参数带入以下计算式中：VD炉的脱硫率(％)＝7.41+5.99×LF吊包Al含量(％)+0.0193×VD处理时间(min)+0.000905×真空度(Pa)-0.00478×LF出钢钢水温度(℃)
得出，脱硫率％＝7.41+5.99×0.025+0.0193×30+0.000905×(133-70)-0.00478×1615＝47.67％
步骤4：LF炉出钢的钢水S含量0.028％，则VD处理后预计钢水S含量＝0.028％×(1-47.67％)＝0.0147％，符合要求范围，按照现有参数执行。
实施例2：
步骤1：VD炉接到制造钢种的命令后，确定主要元素的如下：其中C含量目标值为0.16％，范围值为0.15％-0.17％，S含量目标值为0.017％，范围值为0.012％-0.022％。
步骤2：从生产记录上获取本炉号LF炉出钢的钢水温度为1620℃、炉渣四元碱度为1.5，炉渣重量为18Kg/吨钢、LF炉出钢的钢水S含量0.028％、LF炉出钢的钢水Al含量为0.045％，炉渣保持白渣时间大于15分钟，判断氧含量小于30ppm。
步骤3：在VD炉真空处理过程中，搅拌氩气流量控制在150NL/min，搅拌氩气压强为1.0Mpa，真空度控制在133Pa以下预计在70Pa，预计处理时间为30min，将上述参数带入以下计算式中：VD炉的脱硫率(％)＝7.41+5.99×LF吊包Al含量(％)+0.0193×VD处理时间(min)+0.000905×真空度(Pa)-0.00478×LF出钢钢水温度(℃)
得出，脱硫率％＝7.41+5.99×0.045+0.0193×30+0.000905×(133-70)-0.00478×1620＝57.2％
步骤4：LF炉出钢的钢水S含量0.028％，则VD处理后预计钢水S含量＝0.028％×(1-57.2％)＝0.0119％，不满足要求范围。
则采取以下方法进行调整，将VD处理时间由30min调整为25min，重新带入，得出脱硫率％＝7.41+5.99×0.045+0.0193×25+0.000905×(133-70)-0.00478×1620＝47.55％，
重复步骤4：LF炉出钢的钢水S含量0.028％，则VD处理后预计钢水S含量＝0.028％×(1-47.55％)＝0.0147％，满足要求范围。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (3)

1.一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，其中钢种成品碳含量在0.1-0.2%、硫含量在0.01-0.03%之间，脱硫率是指VD处理过程中脱掉的硫含量与处理前的硫含量比值，其特征在于，所述方法是在VD炉处理工序中，根据LF炉出钢钢水条件，通过调节VD炉处理工艺参数来控制钢水在真空处理过程中的脱硫率，从而保证真空处理后的钢水硫含量满足工艺要求；所述方法包含以下步骤：
步骤1、控制LF炉出钢条件
LF炉出钢时，控制钢水中的主要脱氧元素Al的含量，以及钢水中自由氧含量和钢水温度，将钢水中硫含量控制工艺范围之内，同时保持钢包顶渣的碱度和顶渣的重量；
步骤2、VD炉处理
在VD炉工序，利用氩气搅拌，使所述的钢水与钢包顶渣进行混合，随着真空度下降，原来的平衡被打破，继续按照(O2-)+[S]= (S2-)+[O]进行脱硫反应，通过固定的氩气搅拌模式，控制VD炉的工艺参数，最终实现控制VD脱硫的目的；
步骤2中，在固定的氩气搅拌模式，VD炉的各工艺参数与钢水在VD处理过程中脱硫率之间的关系模型判定，所述关系模型如下式所示：
VD炉的脱硫率（%）= 7.41 + 5.99×LF吊包Al含量（%） + 0.0193×VD处理时间（min） +0.000905×真空度（Pa）- 0.00478×LF炉出钢钢水温度（℃）；
步骤1中所述LF炉出钢时，钢水中的脱氧剂Al含量控制在[Al]≥0.020％，钢水中氧含量控制在[O]≤30ppm，钢水温度控制在T＝1550-1650℃，钢水中硫含量控制在0.02%≤[S]≤0.05%；
步骤2中VD炉的真空度小于133Pa，其值为133Pa-实际真空度值。
2.根据权利要求1所述的一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，其特征在于，所述固定的氩气搅拌模式中氩气压强为0.6-1.2Mpa，流量为30-300NL/min。
3.根据权利要求1所述的一种控制低碳含硫钢在VD炉脱硫率的方法，其特征在于，步骤1中所述LF炉出钢时，顶渣的碱度为4元碱度，碱度在1.2-2.0之间；顶渣重量为15-25Kg/吨钢。
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