技术领域
[0001] 本
发明属于
冶金领域的一种炼钢工艺，具体的说是一种超低
碳钢快速脱硫的冶炼方法。
背景技术
[0002] 硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。随着科技的发展，社会对钢
铁材料的要求也越来越高，特别是抗HIC和抗H2S
腐蚀用钢的开发，钢中硫含量要求在0.0010％以内，苛刻的硫含量要求，常规的冶炼脱硫工艺已不能完全满足大规模生产需要。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，有效解决冶炼过程中超低碳钢炉渣
氧化性强从而影响脱硫时间的技术问题，提高脱氧脱硫效率，实现
钢水中[S]≤0.0010％。
[0004]
发明人通过研究发现，由于生产的实际情况，满足
连铸连续浇钢的要求，LF炉必须在30min内完成脱硫和
合金化的任务，但超低碳钢的特点是钢水氧化性强，采用先RH后LF工序需要留氧操作，造成钢水与炉渣中氧含量过高，脱硫前脱氧时间长，LF很难在规定时间内完成脱硫和合进化的任务，因此，本发明以脱硫理论为分析
基础，合理搭配工序间的生产节奏，对炉渣进行改性，通过反复的试验验证，获得了本发明超低碳钢快速脱硫的生产工艺。
[0005] 本发明实现以上发明目的的技术方案是：
[0006] 一种超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，该方法工艺流程包括：采铁水倒罐→铁水预处理→转炉出钢留氧操作→转炉炉后CAS位炉渣
钙处理→RH炉
真空脱碳→RH炉合金化及真空脱气→LF精炼脱硫→CCM；其中：
[0007] 转炉出钢留氧操作中，出钢过程加300～500Kg锰铁，采用
铝块弱脱氧，出钢至1/3时根据转炉吹炼终点氧含量即副枪TSO氧含量值加入铝块，所述TSO氧含量单位为ppm，加入铝块后，钢水中氧含量控制在300～500ppm，铝块加入量单位为Kg，铝块加入量具体为：
[0008]
[0009] 当TSO氧含量≥1300ppm时，每增加100ppm氧增加铝块10Kg；
[0010] 转炉炉后CAS位炉渣钙处理中，转炉出钢结束后钢包开到CAS位，钢包底吹氩气流量控制在30～50Nl/min，通过CAS炉喂丝机喂入100～150米纯钙线，喂线速率为10～20m/min，喂丝机出口处采用螺旋式导引，确保丝线喂入渣面，有效去处炉渣中的氧，喂丝结束后钢水吊至RH炉，进行真空脱碳处理；
[0011] RH炉合金化及真空脱气中，RH炉真空脱碳后，根据钢种成分要求，加入
硅锰合金进行合金化；然后进行RH炉真空脱气处理，真空度不大于300Pa，保持时间大于15min，整个过程底吹氩气流量控制在5～15Nl/min，真空处理结束后，底吹氩气流量调整至30～50Nl/min，向渣面均匀抛洒30～50Kg铝丝，对炉渣进行预脱氧，等待行车吊至LF进行精炼脱硫。
[0012] 这样，本发明采用铁水倒罐→铁水预处理→转炉留氧操作→转炉炉后CAS位炉渣钙处理→RH炉真空脱碳→RH炉合金化及真空脱气→RH工序采用铝丝预脱氧→LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰造渣→CCM工艺流程，通过铁水脱硫扒渣，转炉出钢留氧制度和造渣制度，转炉炉后CAS位对炉渣进行钙处理，RH炉真空脱碳、合金化、脱气控制，RH出钢前向渣面加30～50Kg铝丝进行预脱氧，LF炉铝丝扩散脱氧造渣和喂铝线沉淀脱氧相结合进行深脱硫，冶炼过程全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥脱硫的冶金热
力学和动力学条件，实现钢水中[S]≤0.0010％。
[0013] 本发明进一步限定的技术方案是：
[0014] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中RH炉真空脱碳中，钢水到达RH炉处理工位后，测温取样定氧，
温度大于1590℃进行真空脱碳，当温度≤1590℃时，钢水回LF炉升温到1620℃以上再回RH炉处理，随着RH真空度由正常
大气压开始降低，钢水脱碳开始，当真空度降低至500Pa以内，碳氧反应结束，加入铝丸200～220Kg/炉进行深脱氧，继续真空保持2～3min，整个过程底吹氩气流量控制在5～15Nl/min。
[0015] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中LF精炼脱硫包括：
[0016] 前期操作：钢水到LF炉处理工位后，调整钢包底吹流量400～500Nl/min，供电化渣2～3min后加入石灰2.0～2.2kg/吨钢、铝丝0.2～0.3kg/吨钢，取样分析，下
电极升温；
[0017] 中期操作：根据LF炉第一个钢样成分和渣况粘稠情况，加入石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢1～1.5Kg，铝丝加入量0.1～0.2kg/吨钢，脱硫过程控制氩气流量300～350Nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线过程控制氩气流量20～30Nl/min，铝线喂入量：
以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.04～0.05％范围来控制铝线喂入量，根据目标钢种的成分进行合金化，升温6～8min取样分析，下电极继续升温脱硫；
[0018] 后期操作：根据LF炉第二个钢样成分和渣况粘稠情况，加入石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢1.0～1.2Kg，铝丝0.1～0.2kg/吨钢，脱硫过程控制氩气流量300～350Nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线过程控制氩气流量20～30Nl/min，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.04％～0.05％范围来控制铝线喂入量，加入合金进行合金化微调确保合金成分达到钢种目标要求；下电极继续升温脱硫，取样分析，重复后期操作流程直到满足成分要求。
[0019] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中转炉入炉铁水经脱硫预处理并扒渣干净，要求S的
质量百分比[S]≤0.002％，控制废钢中杂质，降低转炉出钢硫含量，减轻LF工序造强还原渣的脱硫和增碳的负担。
[0020] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中严格控制转炉出钢过程中的下渣量≤2kg/t，防止钢包顶渣过氧化。
[0021] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中控制转炉吹炼终点温度大于1680℃，终点C的质量百分比[C]≤0.045％，出钢30秒后加入复合精炼渣和石灰进行对钢包顶渣改质，复合精炼渣加入量吨钢5Kg，石灰加入量吨钢3Kg，复合精炼渣的组分及其重量百分比为：CaO 55％～65％、Al2O3 27％～37％、SiO2≤8.0％、H2O≤0.5％、N≤0.05％。
[0022] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中转炉出钢过程钢包底吹气体流量为200～300Nl/min，出钢时间控制在5-8min。
[0023] 前述的超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，其中LF炉钢水成分温度均合格后，为了保证夹杂物变性去除，钢水中喂入纯钙线180～200m/炉进行钙化处理，钙处理结束软搅拌大于12min，软搅拌过程底吹氩气流量控制在10～60Nl/min。
[0024] 本发明的有益效果是：本发明通过铁水脱硫扒渣，转炉出钢留氧制度和造渣制度，转炉炉后CAS位对炉渣进行钙处理，RH炉真空脱碳、合金化、脱气控制，RH出钢前向渣面加30～50Kg铝丝进行预脱氧，LF炉铝丝扩散脱氧造渣和喂铝线沉淀脱氧相结合进行深脱硫，冶炼过程全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥脱硫的冶金
热力学和动力学条件，有效解决了转炉留氧操作造成的炉渣氧化性强的不利条件，在不影响RH脱碳、去气的条件下对炉渣的不断脱氧改性，从而缩短了LF造渣时间，LF白渣时间由15分钟缩短到现在的5～8分钟，脱硫合金化时间达到可控的30分钟以内，稳定了生产节奏；LF炉处理结束后，钢水中硫含量均能控制在[S]≤0.0010％。，渣中全铁含量控制在0.50％以内。经试验验证，采用本发明方法，成功解决了BOF→RH→LF工艺的超低碳钢快速脱硫的生产难题，为批量工业化生产抗酸性管线钢提供技术保证。
附图说明
[0025] 图1为超低碳钢快速脱硫的冶炼方法
流程图。
具体实施方式
[0026] 以下结合具体
实施例对本发明作进一步详细描述。
[0027] 本发明公开了一种超低碳钢快速脱硫的冶炼方法，采用：铁水倒罐→铁水预处理→转炉留氧操作→转炉炉后CAS位炉渣钙处理→RH炉真空脱碳→RH炉合金化及真空脱气→RH工序采用铝丝预脱氧→LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰造渣→CCM工艺流程，通过铁水脱硫扒渣，转炉出钢留氧制度和造渣制度，转炉炉后CAS位对炉渣进行钙处理，RH炉真空脱碳、合金化、脱气控制，RH出钢前向渣面加30～50Kg铝丝进行预脱氧，LF炉铝丝扩散脱氧造渣和喂铝线沉淀脱氧相结合进行深脱硫，冶炼过程全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥脱硫的冶金热力学和动力学条件，实现钢水中[S]≤0.0010％。
[0028] 超低碳钢快速脱硫的冶炼方法流程如图1所示：
[0029] 1、转炉冶炼工艺：
[0030] (1)铁水预处理操作。入炉铁水须经脱硫预处理并扒渣干净，要求[S]≤0.002％，控制废钢中杂质(废钢中[S]≤0.010％)，降低转炉出钢硫含量，减轻LF炉工序造强还原渣的脱硫负担。
[0031] (2)挡渣操作。严格控制出钢过程中的下渣量，控制下渣量≤2kg/t，降低转炉出钢顶渣脱氧的困难。
[0032] (3)温度和碳含量控制。吹炼终点温度大于1680℃，终点[C]≤0.045％。
[0033] (3)出钢造渣。出钢过程加入复合精炼渣和石灰进行对钢包顶渣改质，复合精炼渣(复合精炼渣成分：CaO 55％～65％、Al2O3 27％～37％、SiO2≤8.0％、H2O≤0.5％、N≤0.05％)加入量吨钢5Kg，石灰加入量吨钢3Kg。
[0034] (4)出钢留氧。出钢过程加300Kg锰铁，采用铝块弱脱氧，根据转炉吹炼终点氧含量(副枪TSO值)加入铝块。加入铝块后，钢水中氧含量需控制在300～500ppm。具体加入量见下表所示。
[0035]
[0036]
[0037] 造渣料和铝块加入时间：出钢开始→出钢30秒加造渣料→出钢至1/3加铝块→出钢结束。
[0038] (5)钢包底吹氩气控制。出钢过程钢包底吹气体流量为200～300Nl/min，出钢时间控制在5-8min。
[0039] (6)钢包开到CAS位，钢包底吹氩气流量控制在30～50Nl/min，通过CAS炉喂丝机喂入100～150米纯钙线，喂线速率为10～20m/min，喂丝过程采用低速喂入，喂丝机出口处采用螺旋式导引，确保丝线喂入整个渣面，有效去处炉渣中的氧，喂丝结束后钢水吊至RH炉，进行真空脱碳处理。
[0040] 2、精炼炉冶炼工艺：
[0041] (1)RH真空脱碳处理。钢水到达RH炉处理工位后，测温取样定氧，温度大于1590℃进行真空脱碳(当温度≤1590℃时，钢水需回LF炉升温到1620℃以上再回RH炉处理)，随着RH真空度由正常大气压开始降低，钢水脱碳(碳氧反应)开始，当真空度降低至500Pa以内，碳氧反应基本结束(约6～8min)，加入铝丸200Kg/炉进行深脱氧，继续真空保持2min，根据钢种成分要求，加入硅锰(加入量按钢种成分下限配加)合金进行合金化。
[0042] (2)RH真空脱气处理。RH合金化后进行真空脱气处理，真空度不大于300Pa，保持时间大于15min，RH真空脱碳、合金化、脱气整个过程，钢包底吹氩气流量控制在5～15Nl/min，真空结束钢包开至测温、取样、加料
位置。
[0043] (3)真空处理结束后，钢包开至加料位置，此时钢水中的氧含量达到最低，炉渣中氧偏高，会存在扩散现象，需要对炉渣中的氧进行微脱氧处理，将底吹氩气流量调整至30～50Nl/min，向渣面均匀抛洒30～50Kg铝丝，对炉渣进行预脱氧，等待行车吊至LF进行精炼脱硫。
[0044] (4)LF炉前期操作。钢水到LF炉处理工位后，调整钢包底吹流量400～500Nl/min。供电化渣2～3min后加入石灰2kg/吨钢、铝丝0.2kg/吨钢，取样分析，下电极升温。
[0045] (5)LF炉中期操作(处理时间10min左右)。根据LF炉第一个钢样成分和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于2Kg，铝丝小于0.2kg/吨钢，脱硫过程氩气流量300～350Nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线控制氩气流量20～30Nl/min，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.04～0.05％范围来控制铝线喂入量，根据目标钢种的成分进行合金化，升温6～8min取样分析，下电极继续升温脱硫。
[0046] (6)LF炉后期操作(处理时间25min左右)。根据LF炉第二个钢样成分和渣况粘稠情况，加入合适石灰和铝丝造渣脱硫，石灰加入量吨钢小于2Kg，铝丝小于0.2kg/吨钢，脱硫过程氩气流量300～350Nl/min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线控制氩气流量30～60Nl/min，铝线喂入量：以冶炼过程钢水中铝含量保持在0.04％～0.05％范围来控制铝线喂入量，加入合金进行合金化微调(确保合金成分达到钢种目标要求)；下电极升温脱硫，取样分析。根据分析结果重复LF炉后期操作流程。
[0047] (7)钙处理及软搅拌。钢水成分温度均合格后，为了保证夹杂物变性去除，钢水中喂入纯钙线180～200m/炉，钙处理结束软搅拌大于12min，软搅拌底吹流量控制：10～60Nl/min。
[0048] 实施例一
[0049] 本实施例选择X60MS管线钢种，在150吨转炉、150吨钢包炉冶炼情况。其X60MS管线钢化学成分见表1，整个冶炼过程控制如下：
[0050] 表1X60MS主要化学成份(％)
[0051]
[0052] (1)转炉吹炼。吹炼终点成分和
温度控制见表2。
[0053] 表2转炉终点成分(％)
[0054]
[0055] (2)转炉后脱氧造渣合金化。出钢过程辅料加过顺序：开始出钢→石灰、精炼渣→铝块，加入量和炉后成分控制见表3；钢包开至炉后CAS位后喂入100～150米钙线，喂限速率10～20m/min，保证钙线在渣面或钢渣界面反应。
[0056] 表3炉后成分
[0057]
[0058] (3)RH处理。RH靠碳氧反应脱碳，加铝深脱氧，初步合金化和真空脱气去夹杂物。具体数据见表4，RH处理结束成分表5，RH处理结束后将底吹氩气调流量调整至30～50Nl/min，保证钢水不外翻，向渣面均匀抛洒30～50Kg铝丝。
[0059] 表4RH到站温度和合金化情况
[0060]
[0061] 表5RH结束成分(％)
[0062]
[0063] (4)精炼脱氧、造渣脱硫，去夹杂工艺。LF炉钢水到站化渣→控制底吹氩气300～400Nl/min、加热升温3min→加入石灰、铝丝、喂铝线→加热→石灰、铝丝、喂铝线→控制底吹氩气350～500Nl/min→合金化→加热→合金微调→加热→喂铝线调铝→钙处理→软搅拌，具体用量见表6，精炼处理结束渣样成分见表7，精炼炉终点成分见表8。
[0064] 表6精炼炉加料情况(kg)
[0065]
[0066] 表7精炼炉结束渣成份(％)
[0067]
[0068] 表8精炼炉终点钢水主要成份(％)
[0069]
[0070] (5)效果总结：
[0071] 该工艺通过转炉CAS炉对炉渣进行钙处理，RH炉真空结束后加铝丝进行炉渣脱氧工艺，在钢水到达LF精炼处理前有效降低炉渣氧含量，减少了LF超低硫处理时间，LF处理时间缩短至30min以内，LF精炼处理后的终渣
颜色泛白，渣中全铁含量控制在0.3％以内，炉渣具有较强的还原性，采用改冶炼工艺的脱硫率在90％以上，并且满足了现场多炉次连续浇铸的要求。
[0072] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
