技术领域
[0001] 本
发明涉及钢
铁冶炼技术领域,更具体地说,它涉及一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺。
背景技术
[0002] 转炉炼钢是把
氧气吹入熔融的
生铁里,使杂质
硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的
温度升高200摄氏度),可使炉内达到足够高的温度。LF精炼炉除了采用还原气氛埋弧加热、
真空脱气、透气砖吹氩搅拌等较为成熟的
二次精炼技术外,还引入了
合成渣精炼技术,以通过合理的造渣工艺来达到
脱硫、脱氧甚至脱氮的目的,从而有效吸收钢中的夹杂物,控制夹杂物的形态,此外还可利用炼钢所形成的
泡沫渣淹没
电弧,提高热效率,减少耐火材料侵蚀。
[0003] 公开号为CN105714018A的中国发明
专利中公开了一种LF炉炼钢工艺,包括如下步骤:测温:进站后测温,有渣壳加热时间不得超过5分钟,必须测温,测温点氩气搅拌区,插入时间5-7秒,插入深度300-400mm,测温氩气流量200NL/min,停电搅拌1min后,搅拌氩气流量400-500NL/min;送电加热:起弧使用最低档级
电压、
电流,电弧、
电极稳定后,方可调高电压档级,起弧使用氩气流量100-200NL/min,加热使用氩气流量200-300NL/min;造渣:石灰
600kg、改质剂100kg,石灰分两批加入,避免石灰结砣,加热6min停电,将氩气调至500-
600NL/min,强搅拌1min,沾渣;喂线:喂线
导管距渣面500mm,保证线垂直进入钢液;喂线前必须确认渣况,保证黄白渣下喂线;喂线速度240-260m/min,喂
铝线氩气搅拌流量200-
300NL/min,喂硅
钙线或钙铁线氩气搅拌流量50-100NL/min。
[0004] 上述专利在炼钢时需要多次调整
钢水成分,添加造渣材料和
合金后,仅采用氩气搅拌难以使钢水和造渣材料、合金充分反应,导致钢水中引入新的杂质,每次分析后又需要重新微调钢水成分,难以稳定的控制各元素的含量,钢水成分精度低。
发明内容
[0005] 针对
现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,通过采用恒枪位变压的供氧方式和
超声波搅拌,解决的钢水成分不稳定、精度低的问题,其具有稳定控制钢水成分、精度高的优点。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
[0007] 一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,包括转炉炼钢和LF炉炼钢;
[0008] 其中,转炉炼钢包括以下步骤:
[0009] 步骤一,准备好铁水和废钢,控制铁水的温度≥1250℃,P≤0.14%,含渣量≤0.5%,将铁水加入转炉,再向转炉中加入预热后的废钢;
[0010] 步骤二,降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,吹氧时枪位恒定,0-5分钟时氧气压
力为0.8-1.0MPa,6-10分钟时氧气压力为1.1-1.3MPa,11-15分钟时氧气压力为1.0-1.2MPa,16-20分钟时氧气压力为1.2-1.4MPa,点吹2-4次;
[0011] 步骤三,倒炉、测温、取样,根据第一次成分的分析结果,确定补吹时间;
[0012] 步骤四,提枪出钢,加入合金调整成分,得到钢水;
[0013] LF炉炼钢包括以下步骤:
[0014] 步骤五,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣5~8min,化渣过程底吹氩气流量250~350L/min,氩气压力为0.3-0.4MPa,取样分析;
[0015] 步骤六,取样分析后,加入第二造渣料,同时将导波杆插入炉内的钢水中进行
超声波处理,导波杆与换能器相连接,换能器通过
导线与超声波发生器相连接,降低氩气流量至30-50L/min;
[0016] 步骤七,取出导波杆,关闭超声波发生器,喂铁钙线,喂完铁钙线后加入合金进行成分和温度的微调,提高氩气流量至100-150L/min搅拌,取样分析;
[0017] 步骤八,温度、成分合格后控制氩气流量20-40L/min进行软吹,软吹时间大于12min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露,出站前成分、温度达到工艺要求后,关闭氩气,出钢送至下一步工序。
[0018] 通过上述技术方案,采用恒枪位变压的供氧方式,氧气射流到达熔池表面时将其中央冲出一个凹坑,通过改变氧气压力,缓和地改变氧气的
动能,从而改变射流对熔池的冲击深度和冲击面积,以满足炉内反应所需,有利于造渣和化渣,避免发生喷溅,减少金属损失;而且极大地改善了炉内反应的动力学条件,促进脱
碳、脱磷、脱硫。而且在添加第一造渣料时引入超声波,高能超声波在钢水内部形成大量
空化气泡,气泡崩溃后产生冲击波,在此作用下使得造渣料分散均匀,避免造渣料结
块;同时促进造渣料与钢水快速反应,避免钢水中残留造渣料中的杂质,提高取样分析时的精度,减少调整钢水成分的次数,提高钢水成分精度;由于引入了超声波,在添加造渣料时可以降低氩气流量,减少了氩气的用量,降低炼钢成本。
[0019] 步骤二中点吹是为了破坏泡沫渣,使钢液的成分和温度均匀,同时降低炉渣的氧化铁含量,提高金属和合金的收得率。
[0020] 进一步优选为,所述步骤二中氧气的供氧强度为1.5~1.8m3/t.min。
[0021] 通过上述技术方案,恒枪位变压的供氧方式还可以降低供氧强度,从而避免喷溅,提高不同阶段的氧气的利用率。
[0022] 进一步优选为,所述步骤六中超声波发生器的功率为400-600W,
频率为25-28KHZ。
[0023] 进一步优选为,所述步骤六中超声波处理时间为5-10min。
[0024] 通过采用上述技术方案,超声波处理时间太短,难以使造渣料完全
破碎且分散均匀,超声波时间太长容易使钢水反应过度,导致钢水中易氧化的元素损失,因此,超声波处理时间优选为5-10min。
[0025] 进一步优选为,所述步骤四中合金包括碳粉、硅铝钡、硅锰、硅铁、高碳铬铁,所述合金加入顺序为碳粉、硅铝钡、硅锰、硅铁、高碳铬铁。
[0026] 通过采用上述技术方案,在出钢前加入合金,有利于提高合金收得率,减少合金损失,提高钢水成分精度。
[0027] 进一步优选为,所述第一造渣料为石灰和白
云石,所述第一造渣料的添加量为12-20kg/t。
[0028] 进一步优选为,所述第二造渣料包括石灰、碳化硅、电石、萤石中的至少一种。
[0029] 通过采用上述技术方案,由于本发明采用恒枪位变压的供氧方式以及超声波处理,可以减少造渣料的加入,原工艺添加量需要22kg/t以上。
[0030] 进一步优选为,所述步骤一中铁水的重量百分比为75-85%,所述废钢的重量百分比为15-25%。
[0031] 通过采用上述技术方案,本发明的炼钢工艺可以增加废钢的添加量,可以减少铁水的用量从而有助于降低生产成本,不仅能够充分
回收利用废钢,而且可以减少造渣料的加入量和渣量;有利于减轻吹炼中的喷溅,提高冶炼的收得率;还可以缩短吹炼时间,减少氧气消耗。
[0032] 综上所述,与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
[0033] (1)本发明通过采用恒枪位变压的供氧方式,有利于造渣和化渣,极大地改善了炉内反应的动力学条件,促进
脱碳、脱磷、脱硫,而且在添加第一造渣料时引入超声波,促进造渣料与钢水快速反应,提高钢水成分精度;
[0034] (2)本发明引入了超声波,在添加造渣料时可以降低氩气流量,减少了氩气的用量,降低炼钢成本;
[0035] (3)本发明通过在添加造渣料时引入超声波,使得造渣料分散均匀,避免造渣料结块,避免钢水中残留造渣料中的杂质。
附图说明
具体实施方式
[0037] 下面结合附图和
实施例,对本发明进行详细描述。
[0038] 实施例1:参照图1,一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,包括转炉炼钢和LF炉炼钢;
[0039] 其中,转炉炼钢包括以下步骤:
[0040] 步骤一,准备好铁水和废钢,控制铁水的温度≥1250℃,P≤0.14%,含渣量≤0.5%,将铁水加入转炉,再向转炉中加入预热后的废钢,铁水的重量百分比为75%,废钢的重量百分比为25%;
[0041] 步骤二,降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,第一造渣料为石灰和白云石,第一造渣料的添加量为12kg/t,吹氧时枪位恒定,氧气的供氧强度为1.6m3/t.min,0-5分钟时氧气压力为0.9MPa,6-10分钟时氧气压力为1.1MPa,11-15分钟时氧气压力为1.0MPa,16-20分钟时氧气压力为1.2MPa,点吹2次;
[0042] 步骤三,倒炉、测温、取样,根据第一次成分的分析结果,确定补吹时间;
[0043] 步骤四,提枪出钢,加入合金调整成分,合金加入顺序为碳粉、硅铝钡、硅锰、硅铁、高碳铬铁,得到钢水;
[0044] LF炉炼钢包括以下步骤:
[0045] 步骤五,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣5min,化渣过程底吹氩气流量250L/min,氩气压力为0.3MPa,取样分析;
[0046] 步骤六,取样分析后,加入第二造渣料,第二造渣料是石灰,石灰加入量为500kg,同时将导波杆插入炉内的钢水中进行超声波处理,导波杆与换能器相连接,换能器通过导线与超声波发生器相连接,超声波发生器的功率为400W,频率为25KHZ,超声波处理时间为10min,降低氩气流量至50L/min;
[0047] 步骤七,取出导波杆,关闭超声波发生器,喂铁钙线,喂铁钙线200m/炉,喂线速度3m/s,喂完铁钙线后加入合金进行成分和温度的微调,提高氩气流量至100L/min搅拌,取样分析;
[0048] 步骤八,温度、成分合格后控制氩气流量20L/min进行软吹,软吹时间大于12min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露,出站前成分、温度达到工艺要求后,关闭氩气,出钢送至下一步工序。
[0049] 其中,步骤六中超声波处理使用的导波杆、换能器和超声波发生器均为现有技术,因此,本实施例不再对其具体结构进行赘述。
[0050] 实施例2:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤一中的铁水的重量百分比为80%,废钢的重量百分比为20%。
[0051] 实施例3:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤一中的铁水的重量百分比为85%,废钢的重量百分比为15%。
[0052] 实施例4:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二具体包括:降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,第一造渣料为石灰和白云石,第一造渣料的添加量为12kg/t,吹氧时枪位恒定,氧气的供氧强度为1.5m3/t.min,0-5分钟时氧气压力为0.8MPa,6-10分钟时氧气压力为1.2MPa,11-15分钟时氧气压力为1.1MPa,16-20分钟时氧气压力为1.3MPa,点吹2次。
[0053] 实施例5:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二具体包括:降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,第一造渣料为石灰和白云石,第一造渣料的添加量为12kg/t,吹氧时枪位恒定,氧气的供氧强度为1.8m3/t.min,0-5分钟时氧气压力为1MPa,6-10分钟时氧气压力为1.3MPa,11-15分钟时氧气压力为1.2MPa,16-20分钟时氧气压力为1.4MPa,点吹2次。
[0054] 实施例6:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二中点吹3次。
[0055] 实施例7:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二中点吹4次。
[0056] 实施例8:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二中第一造渣料的添加量为15kg/t。
[0057] 实施例9:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二中第一造渣料的添加量为20kg/t。
[0058] 实施例10:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤五具体包括:将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣7min,化渣过程底吹氩气流量300L/min,氩气压力为0.4MPa,取样分析。
[0059] 实施例11:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤五具体包括:将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣8min,化渣过程底吹氩气流量350L/min,氩气压力为0.4MPa,取样分析。
[0060] 实施例12:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料是萤石。
[0061] 实施例13:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料是电石。
[0062] 实施例14:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料是碳化硅。
[0063] 实施例15:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料包括石灰和萤石。
[0064] 实施例16:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料包括石灰、萤石、电石。
[0065] 实施例17:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中的第二造渣料包括石灰、碳化硅、电石、萤石。
[0066] 实施例18:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中超声波发生器的功率为400W,频率为28KHZ,超声波处理时间为8min。
[0067] 实施例19:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中超声波发生器的功率为500W,频率为25KHZ,超声波处理时间为7min。
[0068] 实施例20:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中超声波发生器的功率为500W,频率为28KHZ,超声波处理时间为6min。
[0069] 实施例21:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤六中超声波发生器的功率为600W,频率为25KHZ,超声波处理时间为5min。
[0070] 实施例22:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,LF炉炼钢包括以下步骤:
[0071] 步骤五,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣5min,化渣过程底吹氩气流量250L/min,氩气压力为0.3MPa,取样分析;
[0072] 步骤六,取样分析后,加入第二造渣料,第二造渣料是石灰,石灰加入量为500kg,同时将导波杆插入炉内的钢水中进行超声波处理,导波杆与换能器相连接,换能器通过导线与超声波发生器相连接,超声波发生器的功率为400W,频率为25KHZ,超声波处理时间为10min,降低氩气流量至30L/min;
[0073] 步骤七,取出导波杆,关闭超声波发生器,喂铁钙线,喂铁钙线200m/炉,喂线速度3m/s,喂完铁钙线后加入合金进行成分和温度的微调,提高氩气流量至120L/min搅拌,取样分析;
[0074] 步骤八,温度、成分合格后控制氩气流量30L/min进行软吹,软吹时间大于12min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露,出站前成分、温度达到工艺要求后,关闭氩气,出钢送至下一步工序。
[0075] 实施例23:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,LF炉炼钢包括以下步骤:
[0076] 步骤五,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣5min,化渣过程底吹氩气流量250L/min,氩气压力为0.3MPa,取样分析;
[0077] 步骤六,取样分析后,加入第二造渣料,第二造渣料是石灰,石灰加入量为500kg,同时将导波杆插入炉内的钢水中进行超声波处理,导波杆与换能器相连接,换能器通过导线与超声波发生器相连接,超声波发生器的功率为400W,频率为25KHZ,超声波处理时间为10min,降低氩气流量至40L/min;
[0078] 步骤七,取出导波杆,关闭超声波发生器,喂铁钙线,喂铁钙线200m/炉,喂线速度3m/s,喂完铁钙线后加入合金进行成分和温度的微调,提高氩气流量至150L/min搅拌,取样分析;
[0079] 步骤八,温度、成分合格后控制氩气流量40L/min进行软吹,软吹时间大于12min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露,出站前成分、温度达到工艺要求后,关闭氩气,出钢送至下一步工序。
[0080] 对比例1:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二具体包括,降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,第一造渣料为石灰和白云石,第一造3
渣料的添加量为12kg/t,采用恒压变枪位操作供氧,氧气的供氧强度为1.6m /t.min,氧气压力1MPa,吹氧时间为20min。
[0081] 对比例2:一种提高炼钢精度的复合炼钢工艺,与实施例1的不同之处在于,步骤二,降枪连续吹入氧气,同时加入第一造渣料,第一造渣料为石灰和白云石,第一造渣料的3
添加量为12kg/t,吹氧时枪位恒定,氧气的供氧强度为1.6m/t.min,0-5分钟时氧气压力为
0.7MPa,6-10分钟时氧气压力为1.2MPa,11-15分钟时氧气压力为1.3MPa,16-20分钟时氧气压力为1.5MPa,点吹2次。
[0082] 对比例3:采用公开号为CN105714018A的中国发明专利中公开了一种LF炉炼钢工艺的实施例一处理转炉吹炼合格的钢水。
[0083] 对比例4:LF炉炼钢包括以下步骤:
[0084] 步骤五,将转炉吹炼合格的钢水加入LF炉中,供电化渣5min,化渣过程底吹氩气流量250L/min,氩气压力为0.3MPa,取样分析;
[0085] 步骤六,取样分析后,加入第二造渣料,第二造渣料是石灰,石灰加入量为500kg,降低氩气流量至50L/min;
[0086] 步骤七,喂铁钙线,喂铁钙线200m/炉,喂线速度3m/s,喂完铁钙线后加入合金进行成分和温度的微调,提高氩气流量至100L/min搅拌,取样分析;
[0087] 步骤八,温度、成分合格后控制氩气流量20L/min进行软吹,软吹时间大于12min,软吹过程观察钢水液面情况,避免钢水裸露,出站前成分、温度达到工艺要求后,关闭氩气,出钢送至下一步工序。
[0088] 试验一
[0089] 试验方法:采用实施例1-23和对比例1-4中的工艺分别处理20炉钢水,检测处理后钢水的各成分含量,根据表1中的成分要求,计算各成分的中限率,中限率=各成分落在中限范围的次数/10*100%。
[0090] (3)试验结果:实施例1-23与对比例1-4处理后钢水的检测结果如表2所示。由表2可知。实施例1-23处理后钢水的各成分的中限率在85%以上,而对比例1-4的中限率仅为30-50%,说明本发明通过采用恒枪位变压的供氧方式,而且在添加第一造渣料时引入超声波,促进造渣料与钢水快速反应,提高钢水成分精度,而且减少了钢水中P、S、Ni、Cu等杂质。
[0091] 表1 LF炉炼钢出钢要求
[0092]
[0093] 表2实施例1-23与对比例1-4处理后钢水的检测结果
[0094]
[0095]
[0096] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。