CN115094194A - 一种钢液冶炼新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢液冶炼新工艺，属于炼钢技术领域，主要目的是解决当前连铸机产能大于转炉或电炉产能时造成连铸机产能浪费的问题，具体为将转炉或电炉冶炼的粗钢液与中频感应炉冶炼的粗钢液按照一定比例进行混合，混合过程中添加脱氧剂和增碳剂、合金料对粗钢液成分初步调整，之后到LF炉进行精炼，并在精炼的过程中加入微调合金和预熔精炼渣料，最终得到目标钢液，再浇铸。在转炉或电炉与中频炉的配合下匹配连铸机的产能，无需新增转炉或电炉，只增加中频感应炉，降低新增设备成本，达到炉机产能匹配，且废钢在中频炉中熔化，可节省大量废钢中的元素资源，可降低制作成本，并且减少碳的氧化排放，大大减少了对环境的污染。

Description

一种钢液冶炼新工艺

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种转炉或电炉、中频炉粗炼钢液钢包混加与LF炉精炼的钢液冶炼新工艺。

背景技术

目前，国内外炼钢厂常见的冶炼工艺路线主要有两种，1、转炉法，即将炼铁厂输送的铁水与少量废钢兑入转炉进行冶炼的方法，该方法是目前国内外最主要的冶炼方法；2、电炉法，即将废钢（也可含少量铁水）兑入电炉内并利用电极通电将废钢熔化成钢液的冶炼方法，该方法与转炉炼钢工艺一样是目前国内外最主要的冶炼方法；

上述两种冶炼方法冶炼的钢液加入钢包后+吹氩操作后，根据需要有的还需经LF炉精炼+VD或RH（真空脱气）处理，之后再上连铸机进行浇铸。

当前的常规冶炼方法存在以下问题：

1）、当废钢资源充足、价格低廉的情况下，转炉厂铁水消耗无法降到理想水平，废钢利用率低，冶炼成本较高及产能提升有限；

2）、当废钢资源非常充足且价格有显著优势的情况下，由于电炉厂的厂房平面、空间位置有限，电炉增设摆放难度大而导致产能提升上不去；

3）、有的炼钢厂转炉或电炉与连铸机设计上不匹配，单个转炉或电炉冶炼能力满足不了连铸的需求，例如：生产车间有1台转炉或电炉，但是配备了2台连铸机，导致连铸机能力闲置，无法满负荷生产，如新上转炉或电炉位置不允许或造成冶炼产能过剩，无法正好匹配。

发明内容

为了有效解决上述背景技术中的问题，本发明提供了一种转炉（或电炉）加若干中频炉组合精炼粗钢液，按照一定的配比兑入同一个钢包内，并吹氩合金化后，精炼处理后供多台连铸机浇铸，此种工艺提升粗炼炉冶炼产能，有效缓解转炉或电炉与连铸机不匹配的状况，同时也优化了炼钢厂铁水、废钢比例结构降低了冶炼成本。

为了实现上述目的，本发明提供以下钢液冶炼新工艺：

一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在转炉或电炉中加入废钢和铁水冶炼粗炼钢液，在中频感应炉中加入废钢冶炼粗炼钢液；

S2，先将中频感应炉中粗炼钢液倒入钢包中，对钢包底吹氩，均匀成分、温度，并取钢样分析化学成分；

S3，将转炉或电炉冶炼的粗炼钢液倒入S2中的钢包中，与中频感应炉粗炼钢液混合，加入比例为转炉或电炉粗炼钢液量∶中频炉粗炼钢液量+转炉或电炉粗炼钢液量=50%～95%；

S4，对混合粗炼钢液的钢包内加入脱氧剂、增碳剂和合金料调节钢液的成分，之后吹氩；

S5，吹氩结束后取钢包液分析化学成分；

S6，将混合后的钢包转运至LF炉精炼工位进行精炼，精炼时钢包需通氩气进行搅拌，根据最终冶炼钢种成分和钢包取样分析的化学成分差别加入微调合金调节钢液成分，并加入一定数量的预熔型顶渣料及石灰造精炼渣确保钢质清洁；

S7，LF炉精炼工位处理完毕后，取样分析化学成分合格后进行浇铸。

本发明提供了一种转炉或电炉与中频感应炉混合冶炼粗钢液的工艺方法，将转炉或电炉冶炼的粗钢液与中频感应炉冶炼的粗钢液按照一定比例进行混合，混合过程中添加脱氧剂和增碳剂对粗钢液进行调整，之后转运至LF炉进行精炼，并在精炼的过程中加入微调合金调节钢液成分，最终得到所需钢液，之后进行浇铸，此种方式可在转炉或电炉与中频炉的配合下匹配连铸机的产能，无需新增转炉或电炉，只需增加中频感应炉，降低生产成本，并且可有效缓解炉机产能不匹配的情况，最大限度的提升初炼炉的产能，并且借助中频炉初炼，可节省大量资源，并且减少碳的排放，减少对环境的污染。

其中，转炉或电炉成分检测以及中频感应炉成分检测的取样目的在于，提前知道中频感应炉粗炼钢液成分，与目标成分差异，并且在先知道中频感应炉的粗炼钢液成分的基础上，对转炉的粗炼钢液的S 、P、C等元素的含量有个基本要求，如果需要混合后的钢液含磷低，而中频感应炉没有去磷功能，中频炉粗钢液比目标混合后钢液磷高，只有通过将转炉粗钢液的磷含量降到极低，两种钢液混合后磷降到目标范围内，因此，对转炉或电炉以及中频感应炉的成分检测是为了根据目标钢种的成分来调节两种钢液的混合比例，以此来满足目标钢液的成分区间。

进一步地，在步骤S1中，转炉或电炉冶炼时间为30分钟，中频感应炉冶炼时间为50分钟。设定冶炼时间，保证充分熔化。

进一步地，在步骤S1中，转炉或电炉冶炼完毕后，需取钢样分析化学成分。

进一步地，在步骤S2和S4中，吹氩时间控制在5～8分钟。

进一步地，在步骤S6中，LF炉通电精炼时还需要加入脱氧剂和预熔精炼造渣剂对钢液进行处理，确保钢液的质量。脱氧剂可减少钢液中的氧气含量和杂质，造渣剂可将钢液中的夹杂物析出，最终进入钢包顶渣中。

进一步地，在步骤S6中，LF炉通电精炼的分为两步，首次通电8分钟，取样分析精炼一次后的钢液化学成分，与目标钢种的成分进行比对，如成分不满足目标钢种的成分区间，再次添加微调合金和增碳剂进行精炼，直到成分满足目标钢种的成分区间，之后蘸取精炼后产生的顶渣，查看顶渣的颜色是否发白；二次通电10分钟，并根据顶渣颜色情况，适当加入脱氧剂铝粒和电石脱氧和脱硫；二次通电结束后，对钢包进行“软吹”氩10分钟，促进杂物上浮，使钢液清洁。将LF炉精炼步骤分为两步，添加微调合金后第一次通电精炼对钢液成分进行调节，使成分满足目标钢种的成分区间，同时加入脱氧剂进行深度脱氧，并加入预熔型精炼渣造白渣，之后进行第二次通电精炼，对钢水成分进行微调，视造白渣情况效果决定继续加入脱氧剂与否。成分合格、白渣良好后，钢包“软吹氩”8~10分钟，促进夹杂物充分上浮。

进一步的，在步骤S6中，LF炉工位处理时间为30～40分钟。

进一步地，前一炉钢包浇铸时，转炉或电炉与中频感应炉可重复循环冶炼粗钢液，直至浇铸结束。即冶炼完毕进入浇铸后可直接冶炼下一炉，避免生产周期出现空缺，极大的利用连铸机的生产机能。

进一步地，循环冶炼时，两台以上的中频感应炉错开时间熔化废钢，后一次中频感应炉需提前熔化，后一次中频感应炉加废钢时间与前一次中频感应炉加废钢时间需错开30分钟。因为中频感应炉的冶炼时间较长，因此需要提前冶炼熔化，这样在第一炉冶炼完毕进入浇铸后，第二炉刚好冶炼完毕，可直接重复冶炼，无需等待，提升工作效率。

与现有技术相比，使用本发明的有益效果在于：

1、通过转炉或电炉与中频炉混合冶炼废钢，再精炼，可使一台转炉或电炉配合一台或若干台中频炉冶炼粗钢后按一定比例混合而提升产能，如果产能提升够用即可供应两台连铸机，做到炉、机之间的科学配合，降低生产成本，减少连铸机闲置，提升工作效率；且使用中频炉冶炼，其可节省大量合金元素在转炉或电炉中氧化损失而资源浪费，同时减少碳氧化等对环境的污染，并且，最后将转炉或电炉的废钢液与中频炉的废钢液混合，可避免中频炉不能大量造渣的问题，保证目标钢种的质量；

2、同时，本工艺设计科学、合理，成本低廉，占地面积小，尤其适合老厂提产改造工程；

3、能够充分地利用废钢资源及电力资源提升钢产能；

4、本冶炼工艺可以冶炼生产绝大多数的普通钢种及优质品种钢。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

一种钢液冶炼新工艺，其具体方案包括如下步骤：

S1，在转炉或电炉中加入废钢和铁水冶炼粗炼钢液，转炉或电炉冶炼时间为30分钟，在中频感应炉中加入废钢冶炼粗炼钢液，中频感应炉冶炼时间为50分钟，转炉或电炉冶炼完毕后，取钢样分析化学成分；

S2，将中频感应炉中粗炼钢液倒入钢包中，对钢包底吹氩，吹氩时间为5～8分钟，吹氩的目的是均匀粗炼钢液成分、温度，并取钢样分析化学成分；

S3，将转炉或电炉冶炼的粗炼钢液倒入S2中的钢包中，与中频感应炉粗炼钢液混合，加入比例为转炉或电炉粗炼钢液量∶中频炉粗炼钢液量+转炉或电炉粗炼钢液量=50%～95%；

S4，对混合粗炼钢液的钢包内加入脱氧剂、增碳剂和合金料调节钢液的成分，之后进行吹氩，吹氩时间为5～8分钟；

S5，吹氩结束后取钢包液分析化学成分；

S6，将混合后的钢包转运至LF炉精炼工位进行精炼，精炼时钢包需通氩气进行搅拌，LF炉精炼处理的时间为30～40分钟，且LF炉通电精炼过程分为两步，首次通电8分钟，精炼后取样分析精炼一次后的钢液化学成分，与目标钢种的成分进行比对，如成分不满足目标钢种的成分区间，再次添加微调合金和增碳剂进行精炼，直到成分满足目标钢种的成分区间，之后蘸取精炼后产生的顶渣，查看顶渣的颜色是否发白；二次通电10分钟，并根据顶渣颜色情况，如果顶渣颜色发白，则说明造渣成功，如果顶渣颜色是黑的，则适当加入脱氧剂铝粒和电石进行脱氧和脱硫；二次通电结束后，对钢包进行“软吹”氩10分钟，促进杂物上浮，使钢液洁净；

S7，LF炉精炼工位处理完毕后，取样分析化学成分合格后进行浇铸。

S8，前一炉钢包浇铸时，转炉或电炉与中频感应炉可重复循环冶炼粗钢液，直至浇铸结束，循环冶炼时，后一次中频感应炉需提前融化，后一次中频感应炉加废钢时间与前一次中频感应炉加废钢时间需错开30分钟，提前融化正好满足冶炼浇铸周期，不会造成较长的生产间隙，提升生产效率。

下面以45#优质碳素钢冶炼过程举例对本发明的方案进行具体说明。

1、冶炼设备简介：100吨转炉一座，20吨中频感应炉2台，130吨容量钢包2个，LF精炼炉1台；

2、冶炼生产过程简介：确定转炉单炉出钢量100吨，冶炼周期30分钟，20吨中频感应炉单炉出钢量20吨，冶炼周期50分钟，LF炉精炼时间30分钟；

3、冶炼步骤：

计时0:00分，中频感应炉A加入废钢20吨，通电熔化；

计时0:30分，中频感应炉B加入废钢20吨，通电熔化；

计时0:30分，转炉兑入铁水100吨，废钢21吨，吹氧冶炼；

计时0:50分，中频感应炉A熔化冶炼完毕，出钢20吨，之后将其倒入130吨容量钢包a中，钢包底部吹氩5分钟，均匀钢液成分和温度，取钢样分析化学成分如下：C：0.15％，Si：0.18％，Mn：0.45％，P：0.035％，S：0.040％，分析完毕后将钢包移送到转炉出钢位；

计时1:00分，转炉冶炼完毕，取样分析化学成分如下：C：0.12％，Si：0.02％，Mn：0.12％，P：0.025％，S：0.035％，将其倒入130吨容量钢包a中，与先前20吨中频感应炉粗钢液混合，加入200kg预熔精炼渣脱氧排渣，500kg精炼用活性石灰造渣，视冶炼终点氧化性情况加入铝锭50kg脱氧去杂质，加入增碳剂450kg补充碳，加入硅锰合金1170kg复合脱氧，对粗钢液进行脱氧和造渣，并对钢液内含量进行调整；吹氩5分钟，均匀粗炼混合钢液成分和温度，取钢样分析化学成分如下：C：0.43％，Si：0.17％，Mn：0.71％，P：0.027％，S：0.036％；

计时1:10分，将盛满120吨混合粗炼钢液的130吨容量钢包a移送到LF炉工位通电精炼，加入铝粒40kg脱氧，加入电石50kg造渣；补充加入硅铁170kg；

①首次通电8分钟，取样分析精炼一次后钢液化学成分如下：C：0.44％，Si：0.25％，Mn：0.0.71％，P：0.027％，S：0.030％，因45#钢目标成分为：C：0.42～0.50％， Si：0.17～0.37％，Mn：0.50～0.80％ ， P、S≤0.035％，一次精炼钢液满足目标区间，成分无需再次微调；同时用钢管蘸取精炼顶渣，看顶渣的颜色是否发白；如果顶渣颜色未变白，则适量补加一定量脱氧剂铝粒、电石；

②二次通电10分钟，顶渣颜色发白，则造渣成功；

③二次通电结束后，“软吹”氩10分钟，充分促进夹杂物上浮，使钢液洁净；

④将130吨容量钢包a移送到连铸机进行浇铸；

之后进行循环冶炼：

计时1:10分，转炉第二炉兑铁水100吨，废钢21吨，吹氧冶炼；

计时1:30分，中频感应炉B出钢，倒入130吨容量钢包b中，吹氩5分钟，均匀钢液成分和温度，取钢液分析化学成分如下：C：0.13％，Si：0.16％，Mn：0.42％，P：0.032％，S：0.041％，分析完毕后将钢包移送至转炉出钢位；

计时1:40分，转炉冶炼完毕后，取样分析化学成分如下：C：0.10％，Si：0.02％，Mn：0.12％，P：0.023％，S：0.030％，转炉第二次出钢100吨，倒入130吨容量钢包b中，与先前20吨中频炉粗钢液混合，加入200kg预熔精炼渣脱氧排渣，500kg精炼用活性石灰造渣，视冶炼终点氧化性情况加入铝锭60kg脱氧去杂质，加入增碳剂500kg补充碳，加入硅锰合金1245kg复合脱氧，对粗钢液进行脱氧和造渣，并对钢液内含量进行调整，吹氩5分钟，均匀粗炼混合钢液成分和温度，取钢样分析化学成分如下：C：0.43％，Si：0.25％，Mn：0.70％，P：0.024％，S：0.032％；

计时1:50，将盛满120吨混合粗炼钢液的130吨容量钢包b移送到LF炉工位通电精炼，加入铝粒40kg脱氧，加入电石50kg造渣，并补充加入硅铁65kg；

①首次通电8分钟，取样分析精炼一次后钢液化学成分如下：C：0.45％，Si：0.28％，Mn：0.0.70％，P：0.0245％，S：0.019％，其成分满足45#钢的目标成分，因此成分无需微调，同时，用钢管蘸取精炼顶渣，看顶渣的颜色是否发白，如果顶渣颜色未变白，则适量加脱氧剂铝粒、电石；

②二次通电10分钟，顶渣颜色发白，则造渣成功；

③二次通电结束后，“软吹”氩10分钟，充分促进夹杂物上浮，使钢液洁净；

④将130吨容量钢包b移送到另一台连铸机进行浇铸；之后再次利用中频炉A和130吨容量钢包a以及转炉重复冶炼，直至浇铸停止。

本方案中仅需一个转炉，两个中频感应炉和一个LF精炼炉可满足两台浇铸机的产能，通过一个转炉加若干中频炉组合精炼粗钢液，按照一定的配比兑入同一个钢包内，并吹氩合金化后，精炼处理后供多台连铸机浇铸，此种工艺提升粗炼炉冶炼产能，有效缓解转炉或电炉与连铸机不匹配的状况，避免浇铸机产能浪费，同时也优化了炼钢厂铁水、废钢比例结构降低了冶炼成本。

在本方案中，使用LF炉可去除钢液硫含量30～60%的效率；LF炉因电极与钢液接触因素，会增加钢液含碳量约0.02%左右；经LF炉处理后的粗炼钢液变得纯净，钢中夹杂物、气体含量会得到很大程度的去除，钢质得到很大程度提升；由于采用中频炉冶炼初炼钢液，故可以节省大量硅、锰、碳、钒、铌等元素资源，降低制造成本；并且减少了碳的对空排放，减少了对环境的污染。

最后所应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明而非限制，参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，同时在本发明实施例方案中未详细描述的装置与机构均为现有技术，本领域的普通技术人员应当理解，在没有经过创造性思维对本发明所做出的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在转炉或电炉中加入废钢和铁水冶炼粗炼钢液，在中频感应炉中加入废钢冶炼粗炼钢液；

S2，先将中频感应炉中粗炼钢液倒入钢包中，对钢包底吹氩，均匀成分、温度，并取钢样分析化学成分；

S3，将转炉或电炉冶炼的粗炼钢液倒入S2中的钢包中，与中频感应炉粗炼钢液混合，加入比例为转炉或电炉粗炼钢液量∶中频炉粗炼钢液量+转炉或电炉粗炼钢液量=50%～95%；

S4，对混合粗炼钢液的钢包内加入脱氧剂、增碳剂和合金料调节钢液的成分，之后吹氩；

S5，吹氩结束后取钢包液分析化学成分；

S6，将混合后的钢包转运至LF炉精炼工位进行精炼，精炼时钢包需通氩气进行搅拌，根据最终冶炼钢种成分和钢包取样分析的化学成分差别加入微调合金调节钢液成分，并加入预熔型顶渣料及石灰造精炼渣确保钢质清洁及提高去硫效率；

S7，LF炉精炼工位处理完毕后，取样分析化学成分合格后进行浇铸。

2.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S1中，转炉或电炉冶炼时间为30分钟，中频感应炉冶炼时间为50分钟。

3.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S1中，转炉或电炉冶炼完毕后，需取钢样分析化学成分。

4.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S2和S4中，吹氩时间控制在5～8分钟。

5.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S6中，LF炉通电精炼时还需要加入脱氧剂和造渣剂对钢液进行处理，确保钢液的质量。

6.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S6中，LF炉通电精炼的分为两步，首次通电8分钟，取样分析精炼一次后的钢液化学成分，与目标钢种的成分进行比对，如成分不满足目标钢种的成分区间，再次添加微调合金和增碳剂进行精炼，直到成分满足目标钢种的成分区间，之后蘸取精炼后产生的顶渣，查看顶渣的颜色是否发白；二次通电10分钟，并根据顶渣颜色情况，适当加入脱氧剂铝粒和电石进行脱氧和脱硫；二次通电结束后，对钢包进行“软吹”氩10分钟，促进杂物上浮，使钢液清洁。

7.根据权利要求1所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，在步骤S6中，LF炉工位处理时间为30～40分钟。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，前一炉钢包浇铸时，转炉或电炉与中频感应炉重复循环冶炼粗钢液，进行下一次冶炼，直至浇铸结束。

9.根据权利要求8所述的一种钢液冶炼新工艺，其特征在于，循环冶炼时，后一次中频感应炉需提前熔化，后一次中频感应炉加废钢时间与前一次中频感应炉加废钢时间需错开30分钟。