一种低碳超低硫钢冶炼方法
【专利摘要】本发明公开了一种低碳超低硫钢冶炼方法，采用：铁水倒罐→铁水预处理→转炉留氧操作→RH炉真空脱碳→RH炉合金化及真空脱气→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的优化，RH炉真空脱碳、合金化、脱气控制，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碳、脱硫，重点是通过转炉出钢留氧操作、RH深脱碳及LF炉深脱硫相结合进行工艺优化，冶炼过程全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥碳含量控制与脱硫的冶金热力学和动力学条件，RH炉脱碳稳定，LF炉造渣脱硫和控制增碳效果明显，实现了低碳超低硫钢冶炼。
【专利说明】一种低碳超低硫钢冶炼方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金领域的一种炼钢工艺，涉及冶炼低碳超低硫钢碳、硫含量控制的 工艺。
【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Hie和抗 H2S腐蚀用钢的开发，钢中硫含量要求在〇· 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。特别是部分钢要求低硫的同时，为了保证屈服性 能和焊接性能，碳含量需控制在较低的范围，但LF炉深脱硫，导致加热时间长电极增碳严 重，超低硫和低碳控制形成了矛盾。因此，开发一种低碳超低硫钢冶炼工艺，成为各家钢铁 公司研发高附加值品种钢和效益增长点的发展瓶颈。为了突破这个限制性环节，本发明以 理论计算分析为基础，充分考虑碳氧反应的有利条件，经过反复的现场试验，成功开发低碳 超低硫钢冶炼工艺。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种低碳超低硫钢冶炼方法，有效解决冶炼过程中低碳和 低硫控制的矛盾，提尚脱氧脱硫效率。
[0004] 本发明实现以上发明目的的技术方案是：
[0005] 一种低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于该方法采用铁水倒罐一铁水预处理一转 炉留氧操作一RH炉真空脱碳一RH炉合金化及真空脱气一LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰 造渣一CCM流程，通过铁水脱硫扒渣，转炉出钢留氧制度和造渣制度的优化，RH炉真空脱 碳、合金化、脱气控制，LF炉铝丝扩散脱氧造渣和喂铝线沉淀脱氧相结合深脱硫，冶炼过程 全程合理的钢包氩气底吹控制，控制充分发挥碳含量控制与脱硫的冶金热力学和动力学条 件，实现钢水中[C]彡 0· 035%，[S] < 0· 0010%。
[0006] 本发明通过铁水脱硫预处理，转炉出钢脱氧制度和造瘡制度优化，RH深脱碳、合金 化、脱气，LF精炼炉脱氧制度和造渣制度的优化的结合，充分脱碳、脱硫，减少了加热时间， 有效降低了电极增碳，有效解决了低碳、低硫控制之间的矛盾。本发明利用铝氧平衡反应的 理论计算，结合实际脱氧效率，制定了精确的铝块加入量，转炉出钢留氧操作稳定，保证RH 到站氧含量在〇· 0300%?0. 0500%之间，RH炉脱碳将碳含量稳定控制在0· 010%以内，LF 炉过程脱氧造渣稳定，LF精炼炉终渣颜色泛白，渣中全铁含量控制在〇. 50%以内，反应出 该渣具有较强的还原性；LF炉处理结束后，钢水中硫含量均能控制在0. 0010%,碳含量均 能控制在0. 035%以内。经试验，采用本发明方法，钢水中碳、硫含量控制稳定，铸坯质量良 好，钢板探伤合格率稳定在99 %以上，保证了高附加值的低碳超低硫钢的生产，完全满足现 场大规模生产的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1为低碳超低硫钢冶炼方法流程图。
[0008] 图2为精炼炉终点渣样效果图。
【具体实施方式】
[0009] 以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
[0010] 本发明公开了一种低碳超低硫钢冶炼方法，采用：铁水倒罐一铁水预处理一转炉 留氧操作一RH炉真空脱碳一RH炉合金化及真空脱气一LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰造 渣一CCM(连铸）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的优化，RH 炉真空脱碳、合金化、脱气控制，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 碳、脱硫，重点是通过转炉出钢留氧操作、RH深脱碳及LF炉深脱硫相结合进行工艺优化，冶 炼过程全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥碳含量控制与脱硫的冶金热力学和动力学 条件，RH炉脱碳稳定，LF炉造渣脱硫和控制增碳效果明显，实现了钢水中[C] < 0.035%和
[S]彡 0· 0010%。
[0011] 低碳超低硫钢冶炼方法流程如图1所示：
[0012] 1、转炉冶炼工艺：
[0013] (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. 005%， 控制废钢中杂质（废钢中[S]彡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。
[0014] ⑵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。
[0015] ⑶温度和碳含量控制。吹炼终点温度大于1680°C，终点[C]彡0. 045%。
[0016] (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：Ca055%?65%、Al20327%?37%、Si02 彡 8. 0%、H20 彡 0. 5%、 N彡0· 05% )加入量吨钢大于6Kg，石灰加入量吨钢大于3Kg。
[0017] (4)出钢留氧。出钢不加硅锰合金，过程采用铝块弱脱氧，根据转炉吹炼终点氧含 量（副枪TS0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。
[0018]
【权利要求】
1. 一种低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于该方法采用铁水倒罐一铁水预处理一转炉 留氧操作一RH炉真空脱碳一RH炉合金化及真空脱气一LF精炼炉铝丝、铝线脱氧、石灰造 渣一CCM流程，通过铁水脱硫扒渣，转炉出钢留氧制度和造渣制度的优化，RH炉真空深脱 碳、合金化、脱气控制，LF炉铝丝扩散脱氧造渣和喂铝线沉淀脱氧相结合深脱硫，冶炼过程 全程合理的钢包氩气底吹控制，充分发挥碳含量控制与脱硫的冶金热力学和动力学条件， 实现钢水中[C]彡0· 035%，[S]彡0· 0010%。
2. 根据权利要求1所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：转炉出钢留氧，出钢过 程不加硅锰合金，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值加 入铝块，加入铝块后，钢水中氧含量控制在300
?500ppm，具体加入量见下表所示： 当TSO氧含量彡1300ppm时，每增加 IOOppm氧增加错块10Kg。
3. 根据权利要求1所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：RH炉真空脱碳，钢水 到达RH炉处理工位后，测温取样定氧，温度大于1590°C进行真空脱碳，当温度彡1590°C时， 钢水回LF炉升温到1620°C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，碳氧反应基本结束，加入铝丸200Kg/炉进行深脱 氧，继续真空保持2min，整个过程底吹氩气流量控制在5?15Nl/min。
4. 根据权利要求1所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：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。
5. 根据权利要求1所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于LF炉深脱硫： 前期操作：钢水到LF炉处理工位后，调整钢包底吹流量300?400Nl/min，供电化渣 2?3min后加入石灰3kg/吨钢、铝丝0. 3kg/吨钢，取样分析，下电极升温； 中期操作：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2 Kg，铝丝0.2kg/吨钢，脱硫过程控制氩气流量350?500 NI/ min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线过程控制氩气流量30?60Nl/min，铝线喂入量：以冶 炼过程钢水中铝含量保持在0. 05?0. 06%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?Smin取样分析，下电极继续升温脱硫； 后期操作：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2 Kg，铝丝0.2kg/吨钢，脱硫过程控制氩气流量350?500 NI/ min，喂铝线调整钢液铝含量，喂铝线过程控制氩气流量30?60Nl/min，铝线喂入量：以冶 炼过程钢水中铝含量保持在0. 03%?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。
6. 根据权利要求1-5任一所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：入炉铁水经脱 硫预处理并扒渣干净，要求[S] < 0.005%，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。
7. 根据权利要求1-5任一所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：严格控制出钢 过程中的下渣量< 2kg/t，防止钢包顶渣过氧化。
8. 根据权利要求1-5任一所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：控制吹炼终点 温度大于1680°C，终点[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，复合精炼渔加入量吨钢大于6Kg,石灰加入量吨钢大于3Kg,复合精炼渔的组分及其 重量百分比为：CaO 55% ?65%、Al2O3 27% ?37%、SiO2 彡 8. 0%、H2O 彡 0· 5%、N 彡 0· 05%。
9. 根据权利要求1-5任一所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：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。
10. 根据权利要求1-5任一所述的低碳超低硫钢冶炼方法，其特征在于：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/炉或钙铁线350? 400m/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 ?60 Nl/min。
【文档编号】C21C7/064GK104232831SQ201410444361
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】曹余良, 蔡可森, 周桂成, 吴国平, 朱安静 申请人:南京钢铁股份有限公司