一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法

專利名稱：一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，特別涉及一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法，采取鐵水 “全三脫”預處理-脫碳轉爐冶煉-LF精煉工藝生產低硅、超低硫鋼的冶煉工藝。
背景技術：
目前國內外大部分的煉鋼廠，鐵水的脫硅、脫磷都在常規轉爐內與脫碳同時進行， 這就使入轉爐的鐵水硅含量較高，因此爐渣中的SiO2含量也相對較高，另外，由于考慮渣量 過大容易產生噴濺或溢渣，常規轉爐渣料加入量不能太大，因此爐渣二元堿度較低，一般控 制在3. 0-4. 0。而精煉渣中的SiO2絕大部分來源于轉爐出鋼下渣，因此導致精煉渣中的SiO2 含量也較高。LF精煉脫硫過程需要用鋁脫掉渣中的氧化性，在SiO2含量較高的情況下，部 分鋁會與SiO2反應，使得鋼水增硅較為嚴重。轉爐出鋼加鋁鐵脫氧也是一種比較常見的工藝，但是脫氧的目的主要是為了保證 合金穩定的收得率，提高鋼水純凈度和縮短精煉時間等，一般都只需要保證脫氧的效果，而 對于鋼中的鋁含量未做具體要求，或者鋁含量的要求相對較低，一般都低于0. 03%。LF精煉脫硫也是比較常見的一種深脫硫精煉工藝，但是大部分鋼廠采用的是常規 的渣脫氧工藝，即在渣面上加鋁粒脫氧，這樣渣的脫氧速度較快，但同時容易導致瞬時或局 部渣面鋁含量較高，容易導致渣中的SiO2被鋁還原，從而引起鋼水增硅。

發明內容
本發明的目的在于提供一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法，解決了現有技術中LF精 煉脫硫過程容易增硅問題，本發明設計合理，能夠實現比較穩定的生產，且加料等時間安排 合理，可以縮短精煉時間，提高生產效率。本發明所述低硅、超低硫鋼按照質量百分數[Si] ( 0. 03%, [S] ( 0. 003%。本發明采取鐵水“全三脫”預處理_脫碳轉爐冶煉-LF精煉工藝生產低硅、超低硫 鋼的冶煉工藝。為保證在深脫硫的情況下防止鋼水增硅，首先通過KR鐵水脫硫預處理降低 精煉進站鋼水中的硫含量，減輕LF深脫硫的壓力；然后通過脫磷轉爐的脫硅預處理，降低 入脫碳轉爐鐵水的硅含量，從而保證脫碳轉爐爐渣堿度> 4. 0，在工藝步驟中控制如下技術 參數(1)采用KR進行鐵水預處理脫硫，處理結束[S] ( 0. 003%,鐵水扒渣率> 95% ；(2)脫磷轉爐進行脫硅、脫磷，冶煉結束[Si] ^0.01% ；(3)鐵水進入脫碳轉爐，石灰加入量為18_25Kg/噸鋼，爐渣二元堿度在4. 0-5. 0 ；(4)脫碳轉爐出鋼進行加鋁鐵脫氧操作，使出鋼后的鋼水中酸溶鋁含量達到 0. 03 0. 05% ；(5) LF進站后根據脫碳轉爐爐后取樣分析鋼水成分，按目標酸溶鋁含量0.05%進 行加鋁鐵調鋁操作，然后底吹氬氣攪拌，用鋼中的溶解鋁脫掉渣中的氧，實現渣中全鐵含量 小于0. 5%。
脫碳轉爐出鋼步驟在出鋼量1/5時加入小粒石灰和螢石，小粒石灰的加入量為 2. 5-2. 8Kg/噸鋼，螢石的加入量為0. 5-0. 8Kg/噸鋼。LF精煉步驟根據LF精煉過程的造渣效果，適量(小粒石灰的加入量為每噸鋼 4. 0-8. OKg,螢石的加入量為每噸鋼1. 0-2. OKg)加入小粒石灰和螢石，小粒石灰和螢石的 配比為4 1。LF精煉脫硫階段底吹采用雙路氬氣，每路底吹流量600-800NL/min。本發明進一步說明如下脫磷轉爐脫硅預處理脫磷轉爐在吹煉過程中，鐵水中的硅、錳優先氧化，因此經 脫磷爐冶煉后鐵水中的硅幾乎被氧化完全，冶煉后的硅含量確保達到0.01%以下，從而降 低了入脫碳轉爐鐵水的硅含量，保證脫碳爐爐渣具有較高的堿度。脫碳轉爐冶煉由于入脫碳轉爐鐵水硅含量較低，轉爐爐渣堿度可達到4. 0以上， 由于精煉渣中SiO2的最主要來源是轉爐下渣，因此，可以確保精煉渣中較低的SiO2含量，為 防止精煉增硅提供必要條件。另外，在脫磷轉爐和脫碳轉爐冶煉過程中，由于廢鋼、石灰及其他渣料中含有硫， 因此冶煉中會出現不同程度的回硫，但脫碳轉爐終點硫含量通常可控制在0. 012%以下。經過脫磷轉爐和脫碳轉爐冶煉之后的鋼水，其終點硅含量< 0. 005%，終點硫含量 ^ 0. 012%,脫碳爐渣堿度在4. 0-5. 0，為近一步提高進精煉站頂渣堿度，在出鋼過程中加 入小粒石灰和螢石；另外，由于精煉的造渣工藝不同于普通的造渣工藝，精煉渣脫氧的速度 較慢，為縮短精煉周期，在出鋼過程中提高鋁鐵加入量，保證鋼水中較高的鋁含量，具體步 驟及關鍵控制點如下出鋼過程加入小粒石灰和螢石轉爐出鋼量1/5時加入小粒石灰和螢石，小粒石 灰的加入量為每噸鋼2. 5-2. 8Kg，螢石的加入量為每噸鋼0. 5-0. 8Kg ；通過加入渣料，可以 進一步提高精煉渣的堿度，保證堿度在6. 0-8. 0 ；出鋼加鋁鐵脫氧轉爐出鋼量2/5-1/2時加入鋁鐵脫氧，保證鋼水脫氧完全后溶 解鋁含量在0. 03-0. 05%，以減少精煉調鋁量，縮短精煉時間；出鋼過程鋼包在線底吹在出鋼過程中，打開鋼包的雙路底吹氬氣攪拌，每路底吹 流量控制在200-400NL/min，以實現加入小粒石灰的熔化和鋼水成分盡快均勻；出鋼完成后取樣出鋼完成后，鋼包底吹氬氣攪拌3min后取剛水樣，并盡快送化 驗室分析成分，作為精煉調整成分的參考。由于在出鋼早期即加入渣料，并保證鋼中有一定的溶解鋁，因此通過出鋼過程鋼 流的沖擊和底吹氬氣的攪拌，就能夠提高頂渣的堿度并降低渣中的氧化性，其堿度可以達 到6. 0-8. 0，頂渣的全鐵含量在1. 5%以下，故出鋼過程中能實現部分脫硫效果，出鋼后鋼 水中的硫含量可控制在0.010%以下。經過前面各工序的處理，進LF精煉的鋼水硫含量< 0. 010%，頂渣堿度6. 0-8. 0， 頂渣的全鐵含量< 1.5%，從而減輕了 LF精煉深脫硫的壓力，可以實現用鋼種的溶解鋁進 行脫渣中氧造渣的目的，具體步驟如下加鋁鐵調鋼中鋁根據出鋼后鋼包中取樣分析結果中的鋁含量，按照目標鋁含 量0. 05%進行調鋁操作，加鋁鐵后2min即進行大氣量底吹氬氣攪拌脫硫，采用雙路底吹， 底吹流量控制在每路600-800NL/min，5-8min的攪拌即可實現渣中全鐵含量< 0. 5 %，10-12min攪拌可實現鋼中硫含量彡0. 003% ；小粒石灰和螢石的加入精煉過程中取渣樣觀察，根據造渣效果可適量加入小粒 石灰和螢石造渣，小粒石灰和螢石按照重量比4 1加入。通過本發明公開的方法，可以在不增加精煉周期的情況下，實現深脫硫的目的，精 煉結束硫含量可達到< 0. 003%，與常規工藝相比可以減少增硅量，精煉結束硅含量可控制 在0. 03%以下。
具體實施例方式以下的實例用于闡述本發明，但本發明的保護范圍并不僅限于以下實施例。以下 實例采用300噸頂底復吹脫磷轉爐、脫碳轉爐和LF精煉爐進行冶煉。實施例11) KR鐵水預處理后硫含量0. 002%，扒渣率> 95% ；2)脫磷轉爐冶煉后鐵水硅含量0. 003% ；3)脫碳轉爐冶煉終點鋼水硫含量0. 011 %，爐渣堿度4. 6 ；4)出鋼量1/5時加入小粒白灰810Kg，螢石202Kg ；5)出鋼量2/5時加入鋁鐵1. 2噸；6)出鋼后取樣分析硫含量0. 0096%，酸溶鋁含量0. 046% ；7)LF精煉未進行調鋁操作，進站渣堿度6.2，全鐵含量1.02% ；8) LF精煉過程加小粒石灰2000Kg，螢石500Kg，精煉渣堿度8. 6，全鐵含量0. 3% ；9) LF精煉處理結束硅含量0. 023 %，硫含量0. 0026 %。實施例21) KR鐵水預處理后硫含量0. 001%，扒渣率> 95% ；2)脫磷轉爐冶煉后鐵水硅含量0. 002% ；3)脫碳轉爐冶煉終點鋼水硫含量0. 011 %，爐渣堿度4. 4 ；4)出鋼量1/5時加入小粒白灰789Kg，螢石205Kg ；5)出鋼量2/5時加入鋁鐵1. 3噸；6)出鋼后取樣分析硫含量0. 0078%，酸溶鋁含量0. 048% ；7) LF精煉未進行調鋁操作，進站渣堿度6. 5，全鐵含量0. 94% ；8) LF精煉過程加小粒石灰1500Kg，螢石250Kg，精煉渣堿度6. 9，全鐵含量0. 2% ；9) LF精煉處理結束硅含量0. 021 %，硫含量0. 0019%。
權利要求
1.一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法，采用鐵水預處理深脫硫-脫磷轉爐脫磷脫硅-脫碳 轉爐冶煉-出鋼-LF精煉工藝，其特征在于，在工藝步驟中控制如下技術參數(1)采用KR進行鐵水預處理脫硫，處理結束[S]≤0.003%，鐵水扒渣率> 95% ；(2)脫磷轉爐進行脫硅、脫磷，冶煉結束[Si]≤0.01% ；(3)鐵水進入脫碳轉爐，石灰加入量為18-2^(g/噸鋼，爐渣二元堿度在4.0-5. 0 ；(4)脫碳轉爐出鋼進行加鋁鐵脫氧操作，使出鋼后的鋼水中酸溶鋁含量達到0.03 0. 05% ；(5)LF進站后根據脫碳轉爐爐后取樣分析鋼水成分，按目標酸溶鋁含量0. 05%進行加 鋁鐵調鋁操作，然后底吹氬氣攪拌，用鋼中的溶解鋁脫掉渣中的氧，實現渣中全鐵含量小于 0. 5%。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，脫碳轉爐出鋼步驟在出鋼量1/5時加入 小粒石灰和螢石，小粒石灰的加入量為2. 5-2. 8Kg/噸鋼，螢石的加入量為0. 5-0. 8Kg/噸 鋼。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，LF精煉步驟根據LF精煉過程的造渣效 果，適量加入小粒石灰和螢石，小粒石灰和螢石的配比為4 1 ；小粒石灰的加入量為每噸 鋼4. 0-8. OKg，螢石的加入量為每噸鋼1. 0-2. OKgo
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于LF精煉脫硫階段底吹采用雙路氬氣，每路 底吹流量 600-800NL/min。
全文摘要
一種低硅、超低硫鋼的冶煉方法，屬于冶金技術領域。采取鐵水“全三脫”預處理-脫碳轉爐冶煉-LF精煉工藝生產低硅、超低硫鋼的冶煉工藝。為保證在深脫硫的情況下防止鋼水增硅，首先通過KR鐵水脫硫預處理降低精煉進站鋼水中的硫含量，減輕LF深脫硫的壓力；然后通過脫磷轉爐的脫硅預處理，降低入脫碳轉爐鐵水的硅含量，從而保證脫碳轉爐爐渣堿度＞4.0。優點在于，解決了現有技術中LF精煉脫硫過程容易增硅問題，可以縮短精煉時間，提高生產效率。
文檔編號C21C7/068GK102134629SQ201010622968
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者單慶林, 周偉, 朱立新, 李向奎, 李永林, 李越, 楊鐵城, 王朝斌, 王莉, 田志紅, 趙運堂, 陽代軍, 高圣勇 申請人:首鋼總公司