一种冶炼非镇静钢水的方法 |
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| 申请号 | CN201610450518.4 | 申请日 | 2016-06-21 | 公开(公告)号 | CN106011384A | 公开(公告)日 | 2016-10-12 |
| 申请人 | 首钢京唐钢铁联合有限责任公司; | 发明人 | 黄财德; 李勇; 安超; 王崇; 单伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种 冶炼 非 镇静 钢 水 的方法，其特征在于：包括如下步骤：转炉非镇静出钢；所述非镇静 钢水 进入LF炉进行升温；升温后的钢水进入RH工序中进行脱 碳 反应；定 氧 ，加入 脱氧剂 结束 脱碳 反应；脱氧 合金 化。本发明采用LF炉物理升温及RH的碳脱氧方式相结合的方式解决控制低氧位与 温度 之间的矛盾点，排除了由于RH处理过程中温度不足导致的吹氧或预留高氧位升温的操作，从而可以在RH工序较为稳定的控制脱氧前的低氧位，从根本上减少脱氧产物的生成，提高钢水纯净度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种冶炼非镇静钢水的方法，其特征在于：所述方法包括如下： |
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| 说明书全文 | 一种冶炼非镇静钢水的方法技术领域背景技术[0002] RH(钢水真空循环脱气)系统设备是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，钢水处理前，先将浸渍管浸入待处理的钢包钢水中。当真空槽抽真空时，钢水表面的大气压力迫使钢水从浸渍管流入真空槽内(真空槽内大约0.67mbar时可使钢水上升1.48m高度)。与真空槽连通的两个浸渍管，一个为上升管，一个为下降管。由于上升管不断向钢液吹入氩气，相对没有吹氩的下降管产生了一个较高的静压差，使钢水从上升管进入并通过真空槽下部流向下降管，如此不断循环反复。在真空状态下，流经真空槽钢水中的氩气、氢气、一氧化碳等气体在钢液循环过程中被抽走。同时，进入真空槽内的钢水还进行一系列的冶金反应，比如真空脱碳，其主要靠钢水中的氧在真空室中进行脱碳等；如此循环脱气精炼使钢液得到净化。 [0003] 目前冶炼钢水的方式为转炉出钢，精炼进站时钢水为沸腾钢，含有较高的氧活度，在RH处理过程中首先进行脱碳反应，然后再通过加入脱氧剂进行钢水的镇静处理，如此消耗较多的脱氧剂，产生大量的脱氧产物，而脱氧产物绝大多数以夹杂物的形态存在于钢水中，对钢水纯净度及后续产品质量产生较大的影响；为控制较低含量的脱氧产物，从源头控制降低转炉出钢氧活度，转炉出钢氧活度控制与温度控制呈一定的正比关系，降低转炉出钢氧活度势必导致出钢温度的降低，从而导致在精炼工序进行吹氧升温操作进而又产生大量脱氧产物；而提高转炉出钢温度，精炼进站获得较高的氧活度及温度，精炼工序进行碳脱氧操作可获得较低的脱氧前氧活度，但是一味提高钢水温度对转炉炉况及成本影响太大，因此目前冶炼钢水对于控制较低的脱氧产物存在一定的矛盾点。 [0004] 碳元素作为最优的脱氧元素，脱氧产物不会污染钢水，如何利用碳元素尽最大可能完成脱氧工作，关键在于如何平衡钢水氧活度与温度之间的关系，而目前此类处理方式在大生产中很难平衡这两者关系。 发明内容[0005] 针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种冶炼非镇静钢水的方法，通过将LF炉(钢包精炼炉)与RH工艺结合来冶炼钢水，利用LF炉物理升温及RH的碳脱氧方式相结合的方式解决控制低氧位与温度之间的矛盾点，从而可在冶炼钢水时稳定的获得较低的钢水氧活度及吹氧比例，进而获得高纯净度的钢水。 [0006] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种冶炼非镇静钢水的方法，[0007] 转炉非镇静出钢； [0008] 非镇静钢水进入LF炉进行升温； [0009] 升温后的非镇静钢水进入RH工序中进行脱碳反应； [0010] 定氧，加入脱氧剂结束脱碳反应； [0011] 脱氧合金化。 [0012] 作为进一步的优选，在LF炉中升温时，升温至温度满足RH工序的处理要求。 [0013] 作为进一步的优选，在所述LF炉中升温结束后，所述非镇静钢水在LF炉中进行炉渣改质操作。 [0015] 作为进一步的优选，所述非镇静钢水进入RH工序时，进行测温定氧操作。 [0016] 作为进一步的优选，所述测温定氧操作后，若钢水碳高氧低，抽真空进行脱碳反应；若钢水氧高碳低，预加碳粉以预脱氧后进行脱碳反应。 [0017] 作为进一步的优选，所述进入RH工序时，还包括吹氧步骤，根据碳氧比判断是否吹氧操作，脱碳耗氧量为1:1.33，考虑真空室增氧，预留氧活度200-300ppm水平。 [0018] 作为进一步的优选，所述预加碳粉步骤如下：顶升钢包至浸渍管插入钢液面内，将所述碳粉加入真空槽内进行真空操作。 [0021] 作为进一步的优选，所述脱氧合金化处理过的钢水，完成钢种要求的纯循环时间及温度控制后，破空，吊包上铸机浇注。 [0022] 作为进一步的优选，所述转炉出钢时的钢水温度为1620℃-1650℃，所述进入RH工序的钢水温度为1610-1630℃，氧活度300-600ppm。 [0023] 作为进一步的优选，所述进入LF炉的钢水温度为1550-1580℃，所述脱碳反应时间为5-30min。 [0024] 作为进一步的优选，脱碳结束时氧活度为180-280ppm。 [0025] 本发明的有益效果如下： [0026] 1、本发明采用炼钢低温低氧位非镇静出钢，出钢完成后吊钢水至LF炉进行升温处理，确保LF炉升温后温度满足RH的处理要求，然后将钢水吊至RH工序进行轻处理脱氧操作，利用钢水中的碳完成钢水的前期脱氧工作，将钢水中的氧活度控制到低点(IF钢可控制在250-300ppm之间)，根据过程耗氧量完成脱碳量的计算，从而在不增加RH处理时间的基础上完成本炉次的冶炼工作，如此在保证大生产的基础上稳定的获得低脱氧产物的钢水。 [0027] 2、本发明在RH炉进行轻处理过程中，根据过程耗氧量推算脱碳量的方式冶炼轻处理钢水，完全不同于目前的通过控制氧活度范围来确定碳含量范围的方式。 [0028] 3、本发明通过对LF炉物理升温及RH的碳脱氧方式相结合的方式解决控制低氧位与温度之间的矛盾点，排除了由于RH处理过程中温度不足导致的吹氧或预留高氧位升温的操作，从而可以在RH工序较为稳定的控制脱氧前的低氧位，从根本上减少脱氧产物的生成，提高钢水纯净度。附图说明 具体实施方式[0030] 本申请通过提供一种冶炼非镇静钢水的方法，采用LF炉物理升温及RH的碳脱氧方式相结合的方式解决控制低氧位与温度之间的矛盾点，排除了由于RH处理过程中温度不足导致的吹氧或预留高氧位升温的操作，从而可以在RH工序较为稳定的控制脱氧前的低氧位，从根本上减少脱氧产物的生成，提高钢水纯净度。 [0032] 如图1所示，本申请实施例冶炼非镇静钢水的方法，包括如下步骤： [0033] A、转炉非镇静出钢； [0034] B、非镇静钢水进入LF炉进行升温； [0035] C、升温完成后钢水进入RH工序中进行脱碳反应，以消耗钢水中的氧活度，从而控制脱氧前氧活度在较低值； [0036] D、定氧，加入脱氧剂结束脱碳反应； [0037] E、脱氧合金化。 [0038] 步骤A中，转炉非镇静出钢的钢水，采取低温低氧位出钢，不需要考虑后续温度不足，不必因为温度低产生后吹操作。所述非镇静钢水即转炉出钢过程中不进行脱氧处理或是脱氧不完全的钢水，确保转炉出钢结束后钢包内钢水含有一定的氧活度。 [0039] 步骤B中，升温控制结束条件是保证温度满足RH工序的处理要求，使RH不需升温。 [0040] 步骤B中，非镇静钢水可在LF炉中进行适当的炉渣改质操作，确保炉渣氧化性满足RH钢种需求，所述炉渣改质操作在升温控制结束后进行。所述炉渣改质操作步骤为：使用铝粒或是铝渣进行渣改质操作，改质时控制氩气不要大翻，保证渣面微微涌动即可，避免钢水与渣面的剧烈搅拌。 [0041] 步骤C中，RH钢水进站时，首先进行测温、定氧操作，根据进站氧活度与炉后碳含量计算是否可将钢水氧活度控制在目标范围内。 [0042] 若进站碳高氧低，直接抽真空进行脱碳反应； [0043] 若进站氧高碳低，无法将钢水中的氧活度控制在目标值以内，预加碳粉以预脱氧后进行脱碳反应。 [0044] 预加碳粉步骤如下：顶升钢包至浸渍管插入钢液面内，然后将计算的碳粉加入真空槽内进行真空操作；真空开始前进行加碳粉操作；加碳粉量的计算与氧活度高出值相关，可设计计算公式，根据目标值计算出加碳粉量，然后设定最小加入范围判断是否加入。 [0045] 步骤C中，还包括吹氧步骤，根据碳氧比判断是否吹氧操作，脱碳耗氧量为1:1.33，考虑真空室增氧，预留氧位200-300ppm水平。 [0046] 根据脱碳时间或是煤气分析仪中的CO数值判断步骤C中脱碳反应是否到平缓趋势，即确保钢水中的氧活度变化趋势趋于平静，若到脱碳反应平缓趋势则进行定氧操作。 [0048] 步骤E处理过的钢水，完成钢种要求的纯循环时间及温度控制后，破空，吊包上铸机浇注。 [0049] 本申请实施例中，所述转炉出钢时的非镇静钢水温度为1620℃-1650℃，所述进入LF炉的非镇静钢水温度为1550-1580℃，所述进入RH工序的非镇静钢水温度为1610-1630℃，氧活度为300-600ppm；所述脱碳反应时间为5-30min，脱碳结束时氧活度为180-280ppm。 [0050] 实施例1： [0051] 本申请实施例1提供的一种新型冶炼钢水的方法，该方法通过对不同精炼工艺的整合，稳定并且有效的控制脱氧前的低氧活度，调度室在节奏安排时考虑精炼的LF炉+RH工艺路线，对整体的节奏匹配以及后续生产准备安排做好生产准备工作；具体包括以下几个步骤： [0052] 步骤S1：调度室在设定精炼周期时，根据后续的LF炉+RH工艺路线设定合理的在站周期及后续生产准备工作； [0053] 步骤S2：转炉低温低氧位非镇静出钢，针对不同的钢种要求，转炉出钢温度1620℃-1650℃，控制钢水碳含量在3％以上，钢水入钢包内不脱氧、不加合金；钢水吊往LF炉进行升温操作； [0054] 步骤S3：LF炉工序钢水到站后，进行测温操作，预计到站温度约为1550-1580℃，根据RH工序的温度需求进行升温操作，预计升温15-25min之间，升温过程中可加入部分渣料以确保炉渣满足升温要求，LF炉根据自身升温曲线控制供电系统进行升温操作，温度控制以RH不进行升温操作及调整废钢操作为宜，LF炉升温后，根据钢种要求可加入炉渣改质剂进行炉渣改质操作，取LF炉结束样；升温完成后根据节奏安排钢水吊往RH处理； [0055] 步骤S4：RH进站进行测温、定氧操作，进站温度约为1610-1630℃之间，氧位在300-600ppm之间，根据碳氧比判断是否吹氧操作(脱碳耗氧量为1:1.33，考虑真空室增氧，预留氧位200-300ppm水平)； [0056] 步骤S5：进行RH脱碳处理：RH根据进站条件采取预调碳粉或是直接真空处理的方式进行脱碳耗氧反应，根据碳氧反应时间或是煤气分析仪中的CO数值判断脱碳反应是否到平缓趋势；其中， [0057] 若进站氧高碳低，进行预加碳粉脱氧的操作，顶升钢包至浸渍管插入钢液面内，然后将计算的碳粉加入真空槽内进行真空开始操作； [0058] 根据脱碳反应时间或是煤气分析仪中的CO数值判断脱碳反应是否平缓趋势，需要根据自身设备进行摸索数据，从而稳定并准确的把握脱碳反应区域稳定，钢水中氧活度不再发生明显变化； [0059] 根据实际数据与理论计算相结合，得出碳氧反应中对应关系在所述区域中的应用。 [0060] LCAK钢种轻处理控制脱碳时间为6-8min，IF钢种脱碳处理根据结束C含量要求落实脱碳时间：当生产目标碳含量低于15ppm的钢种时，脱碳时间控制在20min-25min内；生产目标碳含量介于15ppm-60ppm的钢种时，脱碳时间控制在15min-20min内。 [0061] 步骤S6：完成脱碳任务后，将氧活度控制在目标范围内，然后根据定氧值进行脱氧合金化操作，根据氧位的变化，计算碳氧反应的耗碳量，然后根据目标值调入碳粉及其它合金，本炉次脱氧合金化完成； [0062] 步骤S7：完成钢种要求的纯循环时间及温度控制后，破空，吊包上铸机浇注。 [0063] 参数实施例1.1： [0064] LCAK钢种，转炉出钢温度1630℃，出钢过程未加入合金及改质剂，炉后温度1580℃。LF炉进站温度1563℃，氧活度553ppm，LF炉处理过程加入1.3t三元合成渣进行埋弧，升温18min，结束温度1630℃，加改质剂600Kg进行渣改质操作。吊包RH脱碳处理，进站温度1615℃，氧活度610ppm，进站C：0.041％，加碳粉30Kg预脱氧，自然脱碳7min，脱碳结束氧活度217ppm。 [0065] 参数实施例1.2： [0066] IF钢，上限碳要求30ppm，转炉出钢温度1641℃，出钢过程未加入合金及改质剂，炉后温度1593℃。LF炉进站温度1573℃，氧活度542ppm，LF炉处理过程加入1.0t三元合成渣进行埋弧，升温19min，结束温度1632℃，加改质剂500Kg进行渣改质操作。吊包RH脱碳处理，进站温度1618℃，氧活度589ppm，进站C：0.037％，自然脱碳15min，脱碳结束氧活度262ppm。 [0067] 参数实施例1.3： [0068] IF钢，上限碳要求10ppm，转炉出钢温度1645℃，出钢过程未加入合金及改质剂，炉后温度1591℃。LF炉进站温度1569℃，氧活度521ppm，LF炉处理过程加入1.0t三元合成渣进行埋弧，升温20min，结束温度1636℃，加改质剂500Kg进行渣改质操作。吊包RH脱碳处理，进站温度1620℃，氧活度577ppm，进站C：0.039％，自然脱碳20min，脱碳结束氧活度259ppm。 [0069] 参数实施例1.4： [0070] LCAK钢种，转炉出钢温度1625℃，出钢过程未加入合金及改质剂，炉后温度1581℃。LF炉进站温度1565℃，氧活度483ppm，LF炉处理过程加入1.0t三元合成渣进行埋弧，升温17min，结束温度1631℃，加改质剂450Kg进行渣改质操作。吊包RH脱碳处理，进站温度1617℃，氧活度532ppm，进站C：0.049％，自然脱碳7min，脱碳结束氧活度115ppm。 [0071] 上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点： [0072] 1、本发明将非镇静处理方式的钢水，炼钢低温低氧位出钢，出钢完成后吊钢水至LF炉进行升温处理，确保LF炉升温后温度满足RH的处理要求，然后将钢水吊至RH工序进行轻处理脱氧操作，利用钢水中的碳完成钢水的前期脱氧工作，将钢水中的氧活度控制到低点(IF钢可控制在250-300ppm之间)，根据过程耗氧量完成脱碳量的计算，从而在不增加RH处理时间的基础上完成本炉次的冶炼工作，如此在保证大生产的基础上稳定的获得低脱氧产物的钢水。 [0073] 2、本发明在RH炉进行轻处理过程中，根据过程耗氧量推算脱碳量的方式冶炼轻处理钢水，完全不同于目前的通过控制氧活度范围来确定碳含量范围的方式。 [0074] 3、本发明通过对LF炉物理升温及RH的碳脱氧方式相结合的方式解决控制低氧位与温度之间的矛盾点，排除了由于RH处理过程中温度不足导致的吹氧或预留高氧位升温的操作，从而可以在RH工序较为稳定的控制脱氧前的低氧位，从根本上减少脱氧产物的生成，提高钢水纯净度。 |
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