CN1151286C

CN1151286C - 钢桶精炼炉超低硫钢生产方法

Info

Publication number: CN1151286C
Application number: CNB011201096A
Authority: CN
Inventors: 成国光; 陆钢; 宋波; 王新华; 赵沛; 王玉刚; 王林英
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2004-05-26
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: CN1338524A

Abstract

本发明提出了一种新的钢桶精炼炉超低硫钢生产方法，其原理是将喷吹用的高效非金属脱硫粉剂制成包芯线利用喂线机喂入钢中，同时借助钢桶底部吹入的惰性气体搅拌钢液，使喂入的粉剂很快与钢中的硫反应，从而达到快速脱硫的效果。包芯线的脱硫粉剂的成份，按质量百分比计算，(5～40%)BaO，(50～80%)CaO，(8～15%)CaF₂。粉剂粒度为0.053～0.246mm，精炼过程钢液温度控制在1580～1650℃。喂丝脱硫剂量为6～10Kg/吨钢，喂丝速度控制在0.15～0.30Kg/(吨钢、分钟)，钢桶底部采用底吹气搅拌，精炼时间15～35分钟，可将钢液的硫从0.010%降低到0.001%。

Description

钢桶精炼炉超低硫钢生产方法

技术领域

本发明属于金属的生产或精炼

背景技术

超低硫钢是冶金工作者的重要研究课题之一。在脱硫工艺上，最传统的方法是利用精炼覆盖渣与钢液之间反应来脱除钢中的硫，这种方法简单、实用，但精炼时间长，脱硫效率低，很难使钢中的硫降低到较低的水平([％S]＜0.005)。目前较为广泛采用的能有效地去除钢中硫的方法是用惰性气体作为载气向钢液中喷吹脱硫剂的方法^[1，2](1].T.Hatakeyama，Y.Mizukami，K.Lga and M.Oita：Development of a New Secondary Refining Process Using an RH VacuumDegasser，I & SM，1989，July 23-29；[2]Ryoji TSUJINO etc：Behavior ofDesulfurization in Ladle Steel Refining with Powder Injection at ReducedPressures，ISIJ International，1989，Vol.29，NO.1，92-95)，这些粉剂主要由CaO，CaF2，Al₂O₃等组成，这种方法脱硫效率高，但需要有喷吹装置，喷枪等设备，操作较为复杂。另一种常用的精炼剂加入方法称为喂线法^[3]([3].F.Villette，A.Thomas and M.Douchy：Cored wire：a way to improvesteel practice.Steel Times International，1986，June，50～53)，这种方法就是将金属粉剂(如Ca，Mg等)利用金属薄皮包裹制成包芯线，然后用喂线机喂入钢中，这种方法设备简单，操作方便，在钢液脱氧、脱硫及夹杂物变性等方面得到了广泛的应用。但目前这种方法仅用于金属粉剂的加入。

另一方面，要想获得高的脱硫效率，除了需要有高效的精炼方法以外，脱硫粉剂的成份也是一个重要的影响因素。上述文献[1]报道了新日铁在RH真空溶池中喷入脱硫剂来使钢液深脱硫，所采用的粉剂由CaO-CaF₂(重量百分数为1∶1)组成，并进行了含有不同重量的Al₂O₃成份时的脱硫实验研究，得出Al₂O₃＜5％脱硫效果较好，通过在RH(一种钢水循环精炼设备)的上升管上部喷入该粉剂，喷入量为4Kg/t钢可以使钢中硫从0.0020％降低到0.0005％以下；上述文献[2]中报道了新日铁在KIP(一种常压下钢桶喷粉精炼炉)及V-KIP(真空KIP法)装置上进行的钢桶喷粉脱硫实验，所用粉剂成份为用90％CaO～10％CaF₂(重量百分数)，喷粉速率为：KIP0.5～0.6Kg/t钢·min、V-KIP0.28～0.33Kg/t钢·min；喷粉时间为：KIP13～14min、V-KIP21～30min；粉剂消耗为：KIP5.8～8.4Kg/t、V-KIP3.7～8.5Kg/t。采用以上工艺可以使钢中硫从0.0050％降低到0.0010％以下。

发明内容

本发明目的在于采用非金属脱硫粉剂喂丝方法取代金属钙、镁脱硫剂，以便提高钢液脱硫效率，降低脱硫操作成本。

本发明的技术内容，是将高效非金属脱硫粉剂制成包芯线利用喂线机喂入钢中，同时借助钢桶底部吹入的惰性气体搅拌钢液，使喂入的粉剂很快与钢中的硫反应，从而达到快速脱硫的效果。

本发明的脱硫粉剂成份按质量百分比为：(5～40％)BaO，(50～80％)CaO，(8～15％)CaF₂。粉剂粒度为0.053～0.246mm，干燥均匀混合后，采用金属薄皮包裹非金属脱硫剂制成包芯线。

本发明的脱硫粉剂成份按质量百分比为：(10～15％)BaO，(70～80％)CaO，(8～15％)CaF₂。

本发明在非真空或真空条件下，钢液在精炼炉内精炼过程中，喂丝脱硫剂质量为6～10Kg/t钢，喂丝速度控制在0.15～0.30Kg/t钢·min，精炼时间15～35分钟，可将钢液的硫从0.010％降低到0.001％以下，在具有加热装置的精炼炉内，可以延长脱硫时间，以利于进一步提高脱硫效果和降低钢液硫含量。

本发明用喷吹脱硫方法将本发明的脱硫粉剂散料喷入钢液内进行深脱硫，喷吹速度为0.15～0.30Kg/t钢·min，喷吹量为3～10Kg/t钢，喷吹时间为10～20分钟。

本发明与背景技术比较，采用喂丝机向钢液喂入非金属脱硫剂包芯线，综合了喂丝法和喷吹脱硫法的优点，既具有喂丝方法设备简单、操作方便的优点，又具有喷吹脱硫方法脱硫剂成本低、脱硫效率高的优点。新的脱硫方法的包芯丝是采用非金属的脱硫剂取代金属钙、镁脱硫剂，既降低了成本，又减小了脱硫过程的由于脱硫反应剧烈引起的喷溅故障。包芯丝内的脱硫剂采用BaO，CaO，CaF₂成份，与传统的喷吹粉剂CaO-CaF₂脱硫比较，提高了脱硫效率(对比文献[1]、[2]脱硫范围分别是从0.002％脱除到0.0005％以下和从0.005％脱除到0.001％以下，而本发明是从0.01％的初始硫脱除到0.0010％以下)，在同样的初始硫含量条件下脱除到同等程度的终点硫，可减少脱硫剂用量6～10％，缩短了脱硫时间约8～12％，尤其冶炼极低硫的钢，要求钢液硫含量达到0.0010％时，脱硫效果更为显著。

本发明不同于传统的喂丝脱硫法和喷吹脱硫法所用的脱硫粉剂，同时采用喂丝方法并配合钢桶精炼炉的底吹气搅拌，大大加快和简化了脱硫过程，是一种设备简单、操作简便、成本低、脱硫反应平稳、脱硫效率高的新的脱硫方法，适合于钢桶精炼工艺应用。

具体实施方式

本发明的最佳工艺为：在精炼开始前，初炼炉所冶炼的钢液成份合格，初始硫含量为0.010％左右，温度控制在1600～1620℃，钢液面上覆盖有钢液质量的0.6～1.0％的常规精炼渣(代表性成份按质量百分比为：CaO∶MgO∶Al₂O₃∶SiO₂∶CaF₂＝60∶10∶15∶8∶7)，精炼开始时，向钢桶内喂入(10～15％)BaO，(70～80％)CaO，(8～15％)CaF₂包芯线。钢液在精炼炉内精炼过程中，喂丝脱硫剂量为6～10Kg/t钢，喂丝速度控制在0.15～0.30Kg/t钢·min，精炼时间15～35分钟，可将钢液的硫从0.010％降低到0.001％以下。喂丝可以一次全部喂入，喂入后，要有3～5分钟的反应均匀时间。也可以分成多次喂入(一般不超过3次为宜)，每次喂丝间隙可控制1分钟的反应均匀时间。

Claims

1.一种钢桶精炼炉超低硫钢的生产方法，包芯线喂丝，其特征在于用于喂丝的包芯线的脱硫粉剂的成份，按质量百分比计算，5～40％BaO，50～80％CaO，8～15％CaF₂，粉剂粒度为0.053～0.246mm，精炼过程钢液温度控制在1580～1650℃。喂丝脱硫剂量为6～10Kg/t钢，喂丝速度控制在0.15～0.30Kg/t钢·min，钢桶底部采用底吹气搅拌，精炼时间15～35分钟。

2.根据权利要求1所述的超低硫钢的生产方法，其特征在于脱硫粉剂成份按质量百分比为：10～15％BaO，70～80％CaO，8～15％CaF₂。

3.根据权利要求1、2所述的超低硫钢的生产方法，其特征在于用喷吹方法喷吹脱硫粉剂至钢液内，喷粉量为3～10Kg/t钢，喷粉速度控制在0.15～0.30Kg/t钢·min，钢桶底部采用底吹气搅拌，精炼时间10～20分钟。