一种炉外精炼脱硫的工艺方法

专利名称：一种炉外精炼脱硫的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种用于各种微合金钢以及特殊钢的炉外精炼工艺，特别是一 种炉外精炼脱硫的工艺方法，它是各种微合金钢或特殊钢精炼过程脱硫首选的 工艺方法。
背景技术：
一般来说，除个别钢种如易切削钢外，硫是钢中的有害元素，在钢中形成 硫化物夹杂，降低钢的延展性和韧性，特别是冲击韧性。当硫以硫化铁的形式 存在时，会引起热脆，同时，含硫高的钢抗腐蚀能力大幅度降低，对钢的焊接
性能也不利。奥氏体不锈钢经点腐蚀可出现硫化物应力腐蚀裂纹(sscc)，其点
腐蚀源就在硫化锰夹杂等非金属夹杂物处；氢诱导裂纹(HIC)是对石油管线危害 最大的缺陷，硫化锰系的夹杂物与钢之间就会产生间隙，使之成为氢诱导裂纹 的敏感源，因此，提高钢的纯净度，降低硫含量对提高钢材性能和减少缺陷至
关重要。
目前有很多脱硫工艺方法，向钢液中喷吹石灰脱硫剂是一种较为常见的脱 硫方法。通常采用石灰作为脱硫剂进行脱硫的处理时，2CaO+2S=2CaS+02， 反应产生的氧与钢液内的硅结合，产生二氧化硅(Si02)。随着吹入石灰，该二 氧化硅形成了硅酸二钙，而硅酸二钙形成固体层包裹在石灰粉料表面。结果不 利于石灰粉粒的脱硫效果。因此提高石灰粉粒的有效利用率成为提高脱硫效率 的关键。

发明内容
本发明是针对上述现有技术中存在的问题提供一种工艺简单、利于操作、脱硫能力强、效果明显、稳定、确保和提高精炼钢的质量，实现钢水精炼脱硫
至硫含量低于0.0010%,且降低冶炼成本的一种炉外精炼脱硫的工艺方法。
为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的 一种炉外精炼脱硫的工艺
方法，包括如下步骤a、脱氧钢水先进行脱氧处理，达到a[o-0.0003%; b、
RH工位的调整调节RH下降管与下料管的位置，使之处于下料管的异侧；C、 投入复合球体钢包运到RH工位后，测温取样、抽真空、净循环，精炼结束后 在RH工位将复合球体投入到钢液中；d、连铸连铸釆用全程保护浇注。
所述的精炼，其冶炼过程钢水实际需要温度高于一般精炼所需温度5 25。C。
所述的的投入复合球体，从RH高位合金料仓投入，且RH真空室真空度控 制在66.7 500Pa。
所述的投入复合球体，其复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在 50 130kg，两次加入间隔在0 5min，并且投入复合球体后循环0.1 15min。
所述的复合球体是由球芯和外壳构成，所述的球芯主要由低熔点预熔渣粉 剂、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物组成，所述的外壳主要由氧化 钙或氧化镁的一种或两种的混合物构成。
所述的复合球体的球芯由下述原料按重量百分比制备而成低瑢点预熔渣 粉剂1% 70%、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1% 60%、氟化锊 0 40%、粘结剂0 20%。
所述的复合球体的球芯由下述原料按重量百分比制备而成低熔点预熔渣 粉剂10°/。 50%、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物10% 45%、氟化 钙5% 30%、粘结剂5°/。 15%。
所述的复合球体的外壳还包括0 20%的粘结剂。
所述的低熔点预熔渣粉剂由如下原料按重量百分比经制备而成:Ca0 10。/。
70%' A1203 15% 50%， Si02 0 10%， MgO0 10%， CaF20 30%，其熔点在1廳。C 1550。C。
所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上 的混合物。
本发明的工艺方法与现有技术相比，由于本发明加入了细小CaO粉料可在 较短的时间充分发生反应从而避免在CaO表面形成硅酸二^，提高了活性CaO 粉料的利用率。同时加入的CaC03粉料自发的释放出二氧化碳(C02),并在钢液 内引起预熔渣滴的充分扩散和强环流，而强环流是使钢液成分均匀必不可少的 条件。因此，本发明所加入的复合球体，其配制科学合理，并经应用证明，本 发明的脱硫能力强，脱硫率为60%~90%，可实现钢水精炼脱硫至硫含量低于 0.0010%。大大提高钢水的纯净度降低冶炼成本。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围 不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方 案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变 都将落入本发明的权利要求范围之内。 实施例1
将转炉出钢运到CAS-OB工位精炼，测温取样，脱氧合金化，采用加铝方
式进行脱氧处理，达到a
《0.0003%，搬出。调节RH下降管与下料管的位置，
使之处于下料管的异侧，将钢包运至RH工位，测温取样，精炼过程钢水实际需
要温度高于一般精炼所需温度5 25。C，抽真空、调节成份，净循环。当RH真
空室真空度在66.7 500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复合球体的直径
为10 60mm，复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在50 130kg，两
次加入间隔在0 5min，投入复合球体后循环0.1 15min，破真空、搬出上机浇
注，连铸采用全程保护浇注。
复合球体的配制，首先低熔点预熔渣按配方配比取CaO40kg、 Al203 35 kg、Si02 10kg、 MgO10kg、 CaF2 5kg放入混料器中进行均匀混料、然后在镁砂柑 埚中熔化、冷却，后经破碎碾压及气流微粉磨研磨成粒径为lnm 3.5mm的粉 料，其熔点在1100 155(TC备用；再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm 的低熔点预熔渣粉35 kg、氟化钙粉10 kg、碳酸钙粉50 kg、粘土 5 kg入立式混 料器中进行充分搅拌混合，混料时间为lh 3h，上述混合后的原料再在烘干设 备中进行烘干处理，烘干温度为80 110°C，时间为2 6h。上述烘干处理后的 原料采用滚动方法在圆盘造球机上制球芯，圆盘造球机的转速为400 1600r/min，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到其直径为1 20mm。复合 球体的外壳按含1%的普通水泥与氧化钙混合；按上述配比取外壳所需的粉料在 混料器中进行充分混合，氧化钙的活度》200ml，混料时间为1 3h。将已制好 的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合制球，通过筛分对球 体大小进行控制确定，制好的复合球体尺寸为10 60mm,最后将其在60 120 。C烘干，烘干时间10 24h，冷却至室温将其包装IO 30kg/袋，并在20天内
使用。 实施例2
将转炉出钢运到LF工位精炼，测温取样，脱氧合金化，钢水釆用加铝方式 进行脱氧处理，达到a
《0.0003%。调节RH下降管与下料管的位置，使之处 于下料管的异侧，将钢包运至RH工位，测温取样，精炼过程钢水实际需要温度 高于一般精炼所需温度5 25。C，抽真空、调节成份，净循环。当RH真空室真 空度在66.7~500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复合球体的直径为10 60mm，复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在50 130kg，两次加入 间隔在0 5min，投入复合球体后循环0.1 15min,直接上机浇注，连铸采用全 程保护浇注。复合球体的配制，首先按配方配比取CaOlO kg、 Al2O350 kg、 Si025 kg、 Mg0 5kg、 CaF230 kg制备低熔点预熔渣，其方法同实施例1;再按配方配比分 别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的低熔点预熔渣1 kg、碳酸镁60kg、氟化 钙29kg、膨润土10kg入立式混料器中进行均匀混料lh 3h，上述混合后的原 料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温度为90~120°C，时间为2 5h。上述 烘干处理后的原料采用滚动方法在圆盘造球机上制球芯，圆盘造球机的转速为 400 1600r/min，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到其直径为1 20mm。 复合球体的外壳按含20%的粘土与氧化钙和氧化镁的混合，按上述配比取外壳 所需的粉料在混料器中进行充分混合，氧化f5、氧化镁的活度》200ml，混料时 间为1 3h。将已制好的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合 制球，通过筛分对球体大小进行控制确定，制好的复合球体尺寸为5 60mm， 最后将其在80 20CTC烘干，烘干时间10 12h，冷却至室温将其包装lt) 30kg/ 袋，并在20天内使用。 实施例3
调节RH下降管与下料管的位置，使之处于下料管的异侧。将钢包运至RH 工位，测温取祥，精炼过程钢水实际需要温度高于一般精炼所需温度5 25'C, 抽真空，脱氧合金化，采用加铝方式进行脱氧处理，达到~0]《0.0003%，净循 环。当RH真空室真空度在66.7」500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复 合球体的直径为10 60mm,复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在 50 130kg,两次加入间隔在0 5min，投入复合球体后循环0.1 15min;破真空、 搬出上机浇铸，连铸采用全程保护浇注。
复合球体的配制，首先按配方配比取CaO70 kg、 Al20315 kg、 Si023 kg、 Mg0 2kg、 CaF2l0kg制备低熔点预熔渣，其方法同实施例1;再按配方配比分别取其粒径为i nm~3.5mm的制备好的低熔点预熔渣55 kg、碳酸钙与碳酸镁的 混合物30kg (两者的配比不严格要求)、粘土 15kg入混料器中进行充分搅拌混 合，混料时间为lh 3h，上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘 干温度为100~150°C，时间为2 5h。上述烘干处理后的原料采用滚动方法在圆 盘造球机上制球芯，圆盘造球机的转速为400 1600r/min,球芯大小的控制通过 筛分进行确定，得到其直径为1 20mm。复合球体的外壳按含15%的普通水泥 与氧化钙和氧化镁的混合，按上述配比取外壳所需的粉料在混料器中进行充分 混合，氧化钙、氧化镁的活度^200ml，混料时间为1 3h。将已制好的球芯与 外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合制球，通过筛分对球体大小进 行控制确定，制好的复合球体尺寸为5 60mm，最后将其在卯 150'C烘干， 烘干时间10 18h，冷却至室温将其包装10 30kg/袋，并在20天内使用。 实施例4
将转炉出钢运到CAS-OB工位精炼，测温取样，脱氧合金化，采用加铝方 式进行脱氧处理，达到a
《0.0003%，搬出。调节RH下降管与下料管的位置， 使之处于下料管的异侧，将钢包运至RH工位，测温取样，精炼过程钢水实际需 要温度高于一般精炼所需温度5 25。C，抽真空、调节成份，净循环。当RH真 空室真空度在66.7~500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复合球体的直径 为10 60mm,复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在50~130kg，两 次加入间隔在0 5min,投入复合球体后循环0.1 15min，破真空、搬出上机浇
注，连铸采用全程保护浇注。
复合球体的配制，首先按配方配比取CaO50 kg、 Al2O340 kg、 Si025 kg、
MgO 5 kg制备低熔点预熔渣，其方法同实施例l;再按配方配比分别取其粒径
为l腿 3.5mm的制备好的低熔点预熔渣70kg、碳酸钙21kg、粘土 5 kg、水玻
璃4kg入立式混料器中进行充分搅拌混合，混料时间为lh 3h，上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温度为S0 14(TC，时间为2 7h。上 述烘干处理后的原料采用滚动方法在圆盘造球机上制球芯，圆盘造球机的转速 为400 1600r/min，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到其直径为l 20mm。复合球体的外壳按含5%的粘土与氧化镁混合，按上述配比取外壳所需 的粉料在混料器中进行充分混合，氧化镁的活度》200ml，混料时间为1 3h。 将已制好的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合制球，通过 筛分对球体大小进行控制确定，制好的复合球体尺寸为5 60mm,最后将其在 70 180。C烘干，烘干时间10 15h，冷却至室温将其包装10 30kg/袋，并在 20天内使用。 实施例5
将转炉出钢运到LF工位精炼，测温取样，脱氧合金化，钢水釆用加铝方式 迸行脱氧处理，达到a
《0.0003%，搬出。调节RH下降管与下料管的位置， 使之处于下料管的异侧，将钢包运至RH工位，测温取样，精炼过程钢水实际需 要温度高于一般精炼所需温度5 25"C，抽真空、调节成份，净循环。当RH真 空室真空度在66.7~500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复合球体的直径 为10 60mm，复'合球体的加入量为0.5 3.5kg/t,单次加入量在50 130kg，两 次加入间隔在0 5min，投入复合球体后循环0.1 15min，破真空、搬出上机浇 注，连铸釆用全程保护浇注。
复合球体的配制，取Ca055kg、 Al20325kg、 CaF220 kg制备低熔点预熔渣， 其方法同实施例1;再按配方配比分别取其粒径为1 nm 3.5mm的制备好的低熔 点预熔渣25kg、氟化钙30 kg、碳酸钙45 kg入立式混料器中进行充分搅拌混合， 混料时间为lh 3h，上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温 度为90~130°C，时间为2 8h。上述烘干处理后的原料采用滚动方法在圆盘造 球机上制球芯，圆盘造球机的转速为400 1600r/min，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到其直径为1 20mm。复合球体的外壳按含8X的粘土与氧化f5 混合，按上述配比取外壳所需的粉料在混料器中进行充分混合，氧化镁的活度 》200ml，混料时间为1 3h。将已制好的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘 造粒机上进行复合制球，通过筛分对球体大小进行控制确定，制好的复合球体 尺寸为5 60mm，最后将其在100 20(TC烘干，烘干时间10 15h，冷却至室 温将其包装10 30kg/袋，并在20天内使用。 实施例6
将转炉出钢运到CAS-OB工位精炼，测温取样，脱氧合金化，采用加铝方 式进行脱氧处理，达到0
《0.0003%，搬出。调节RH下降管与下料管的位置， 使之处于下料管的异侧，将钢包运至RH工位，测温取样，精炼过程钢水实际需 要温度高于一般精炼所需温度5 25卩，抽真空、调节成份，净循环。当RH真 空室真空度在66.7 500Pa时，从RH合金料仓投入复合球体，复合球体的直径 为10 60mm，复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t，单次加入量在50~130kg，两 次加入间隔在0 5min，投入复合球体后循环0.1 15min，破真空、搬出上机浇 注，连铸采用全程保护浇注。
复合球体的配制，首先按配方配比取Ca035 kg、 Al20345 kg、 Mg05 kg、 CaF215 kg制备低熔点预熔渣，其方法同实施例l;再按配方配比分别取其粒径 为lmn 3.5mm的制备好的低熔点预熔渣40kg、氟化钙5kg、碳酸镁45kg、粘 土6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行充分搅拌混合，混料时间为lh 3h， 上述混合后的原料再在烘干设备中进行烘干处理，烘干温度为95~120°C，时间 为2 8h。上述烘干处理后的原料采用滚动方法在圆盘造球机上制球芯，圆盘造 球机的转速为400 1600r/min，球芯大小的控制通过筛分进行确定，得到其直径 为l 20mm。复合球体的外壳按含12%的粘土与氧化镁混合，按上述配比取外 壳所需的粉料在混料器中进行充分混合，氧化镁的活度^200mi,混料时间为l 3h。将已制好的球芯与外壳原料通过滚动方法在圆盘造粒机上进行复合制球，通过筛分对球体大小进行控制确定，制好的复合球体尺寸为5 60mm，最后将 其在90 160。C烘干，烘干时间10 22h，冷却至室温将其包装10 30kg/袋， 并在20天内使用。 实施例7
将转炉出钢运到LF工位精炼，测温取样，脱氧合金化，钢水釆用加铝方式 进行脱氧处理，达到a
≤0.0003％；b、RH工位的调整调节RH下降管与下料管的位置，使之处于下料管的异侧；c、投入复合球体钢包运到RH工位后，测温取样、抽真空、净循环，精炼结束后在RH工位将复合球体投入到钢液中；d、连铸连铸采用全程保护浇注。
2、 根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于步骤c所述的精炼，其冶 炼过程钢水实际需要温度高于一般精炼所需温度5 25°C。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于步骤c所述的的投入复合球 体，从RH高位合金料仓投入，且RH真空室真空度控制在66.7 500Pa。
4、 根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于步骤c所述的投入复合球 体，其复合球体的加入量为0.5 3.5kg/t,单次加入量在50~130kg，两次加入间 隔在0 5min,投入复合球体后需循环0.1 15min。
5、 根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于所述的复合球体是由球芯 和外壳构成，所述的球芯主要由低熔点预熔渣粉剂、碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙 与碳酸镁的混合物组成，所述的外壳主要由氧化钙或氧化镁的一种或两种的混 合物构成。
6、 根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于所述的复合球体的球芯由 下述原料按重量百分比制备而成低熔点预熔渣粉剂 1% 70% 碳酸转、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 1% 60% 氟化钙 0 40%粘结剂 0 20%
7、 根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于所述的复合球体的球芯由下述原料按重量百分比制备而成低熔点预熔渣粉剂 10% 50% 碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物 10% 45% 氟化#5 5% 30% 粘结剂 5% 15%
8、 根据权利要求5所述的工艺方法，其特征在于所述的复合球体的外壳还 包括0 20%的粘结剂。
9、 根据权利要求5、 6或7所述的工艺方法，其特征在于所述的低熔点预 熔渣粉剂由如下原料按重量百分比经制备而成CaO 10% 70%， A1203 15%~ 50%， Si02 0 10%， MgO 0 10%, CaF2 0 30%，其熔点在U00。C 1550 。C。
10、 根据权利要求6、 7或8所述的工艺方法，其特征在于所述的粘结剂为 粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种用于各种微合金钢以及特殊钢的炉外精炼工艺，特别是一种炉外精炼脱硫的工艺方法，它是各种微合金钢或特殊钢精炼过程脱硫首选的工艺方法。包括如下步骤a.脱氧钢水先进行脱氧处理，达到α_[O]≤0.0003％；b.RH工位的调整调节RH下降管与下料管的位置，使之处于下料管的异侧；c.投入复合球体钢包运到RH工位后，测温取样、抽真空、净循环，精炼结束后在RH工位将复合球体投入到钢液中；d.连铸连铸采用全程保护浇注。本发明的工艺经应用证明，脱硫能力强，脱硫率为60％～90％，可实现钢水精炼脱硫至硫含量低于0.0010％，大大提高钢水的纯净度降低冶炼成本。
文档编号C21C7/064GK101319268SQ20081001244
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月23日 优先权日2008年7月23日
发明者任子平, 刘万山, 唐复平, 群 孙, 孟劲松, 军 张, 张晓军, 镇 李, 李德刚, 红 栗, 王仁贵, 王文仲, 王晓峰, 陈本文 申请人:鞍钢股份有限公司