碳脱氧工艺生产优特钢的方法与流程

本发明属于炼钢技术领域，具体地说，本发明涉及一种碳脱氧工艺生产优特钢的方法。

背景技术：

优特钢主要指碳结钢、合金结构钢钢及弹簧钢、齿轮钢、轴承钢、非调钢等为代表的合金钢，且普遍具有较低的硫磷含量要求，用途非常广泛。

目前炼钢厂转炉冶炼周期短、生产节奏快，且无副枪，导致终点碳不易控制，为保证终点钢水温度和控制终点磷含量，很多采用低拉碳工艺操作方法，钢水氧含量会因此增高，但氧含量高不利于钢水的纯净度，需要精炼进行脱氧，特别在生产优特钢时对钢水氧含量要求更为严格。

目前精炼脱氧工艺基本为用铝脱氧结合碳化硅粉扩散脱氧，上述脱氧工艺会导致钢水可浇性差，浇铸过程易产生波动，且存在高熔点al2o3系夹杂，轧制不易变形，影响后续加工性能，最终影响钢材质量，严重限制了优特钢技术的发展。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种碳脱氧工艺生产优特钢的方法，目的是提高钢水纯净度，保证连铸可浇性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：碳脱氧工艺生产优特钢的方法，包括步骤：

s1、转炉炼钢；

s2、转炉出钢；

s3、lf炉精炼；

s4、真空处理；

其中，在所述步骤s4中，采用真空处理系统，在第一真空环境下，通过加料系统向钢水中加入碳粉，且将对钢水进行真空处理的处理时间控制在14～16min；第一真空环境的真空度≤100pa。

在所述步骤s4中，通过加料系统向钢水中加入50kg碳粉。

在所述步骤s4中，将对钢水进行真空处理的处理时间控制在15min。

所述真空处理系统包括用于插入钢包的钢水中的浸渍管组件、与浸渍管组件连接的真空槽、与真空槽连接的热弯管、与热弯管连接的气体冷却器、与气体冷却器连接的移动弯管、与移动弯管连接的真空泵系统和伸入真空槽中的顶枪系统。

所述浸渍管组件包括竖直设置的上升管和下降管，钢包中的钢水经上升管进入所述真空槽中。

在所述步骤s4中，对钢水真空处理完成后，进行喂纯钙线操作，喂纯钙线量370～390m；喂纯钙线操作完成后，再继续软吹氩9～11min。

所述步骤s2中，转炉出钢温度控制在≥1540℃，出钢量达到30t时加入硅锰合金和高碳锰铁合金；出钢量达到90t时加入石灰和化渣剂。

所述步骤s2中，加入的硅锰合金的牌号为femn65si17合金，硅锰合金的加入量为1600kg，高碳锰铁合金的加入量为1000kg。

所述步骤s2中，出钢到lf炉的钢水的化学成分重量百分比为：c0.27～0.32％，si0.12～0.17％，mn1.35～1.45％，p≤0.010％，其余为fe和不可避免的杂质元素。

所述步骤s3中，在lf炉加热过程中，加入石灰、精炼渣和化渣剂，石灰加入量为300～500kg，精炼渣加入量为105kg，同时将精炼造渣碱度控制在3.0～3.5范围内。

本发明的碳脱氧工艺生产优特钢的方法，可以使真空出站的夹杂物尺寸明显减小，提高钢水纯净度，保证连铸可浇性，有助于提高钢材品质。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明碳脱氧工艺生产优特钢的方法的流程图；

图2是真空处理系统的结构示意图；

图中标记为：

1、钢包；2、浸渍管组件；3、真空槽；4、热弯管；5、气体冷却器；6、移动弯管；7、真空泵系统；8、水泵房。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种碳脱氧工艺生产优特钢的方法，包括如下的步骤：

s1、转炉炼钢；

s2、转炉出钢；

s3、lf炉精炼；

s4、真空处理。

其中，在上述步骤s4中，采用真空处理系统，在第一真空环境下，通过加料系统向钢包的钢水中加入碳粉，且将对钢水进行真空处理的处理时间控制在14～16min；第一真空环境的真空度≤100pa。

作为优选的，在上述步骤s4中，当开始高真空时(真空度≤100pa)，通过加料系统向钢水中加入50kg碳粉，在高真空条件下，将对钢水进行真空处理的处理时间控制在15min，让碳和氧在真空条件下充分反应。

如图2所示，真空处理系统包括用于插入钢包的钢水中的浸渍管组件、与浸渍管组件连接的真空槽、与真空槽连接的热弯管、与热弯管连接的气体冷却器、与气体冷却器连接的移动弯管、与移动弯管连接的真空泵系统和伸入真空槽中的顶枪系统。浸渍管组件为用于启动钢水启动的循环气体管，浸渍管组件包括竖直设置的上升管和下降管，钢包中的钢水经上升管进入真空槽中。上升管和下降管的内径均为650mm，上升管和下降管的高度均为1075mm，真空槽位于钢包的上方，上升管和下降管的上端伸入真空槽中，上升管和下降管的下端插入钢包的钢水中。真空处理过程中，上升管中吹入ar气，抽引钢包中的钢水，钢包中的钢水经上升管进入真空槽中，真空槽中的钢水经下降管进入钢包中，钢水通过真空槽和下降管产生循环运动，并在真空槽内脱除钢水中的气体。真空槽的外径为3000mm，真空槽的总高度为10825mm。

热弯管的一端与真空槽的连接，热弯管的另一端与气体冷却器的一端连接，气体冷却器的另一端与移动弯管的一端连接，移动弯管的另一端与真空泵系统连接。热弯管和气体冷却器为分离气体和灰尘的场所，利用改变气流方向时烟尘颗粒的惯性来分离气体和烟尘，灰尘颗粒会沉降下来排出，同时烟尘温度也降低。移动弯管为双工位生产时连接真空泵系统的连接器；真空泵系统由四级并联的全蒸汽喷射真空泵组成，利用全蒸汽喷射真空泵系统，达到极限真空度的目的。顶枪系统主要由顶枪行程装置、顶枪旋转装置、顶枪、真空密封通道等组成，顶枪长度为10000mm，顶枪外径为275mm，具有吹氧脱碳、吹氧加铝升温和煤气喷嘴加热功能。加料系统主要由地下料仓、电振、垂直皮带、布料皮带、可行走皮带、料仓(20个)、称量斗(5个)、集料皮带、旋转溜槽、事故卸放装置、y型给料管、膨胀接头等组成。将合金倒入地下料仓，通过垂直皮带从地下料仓送至料仓的入口，被选择的合金通过由电磁驱动的电振卸放到相应的称重料斗。在称重后，一批料通过由电磁驱动的电振卸放到集料输送皮带上，再通过真空加料装置加入到真空室内。

在上述步骤s4中，对钢水真空处理完成后，进行喂纯钙线操作，喂纯钙线量370～390m；喂纯钙线操作完成后，再继续软吹氩9～11min。

作为优选的，在步骤s4中，对钢水真空处理完成后，进行喂纯钙线操作，喂纯钙线量380m；喂纯钙线操作完成后，再继续软吹氩10min。

在上述步骤s2中，转炉出钢温度控制在≥1540℃，出钢量达到30t时加入硅锰合金和高碳锰铁合金；出钢量达到90t时加入石灰和化渣剂。

作为优选的，在上述步骤s2中，加入的硅锰合金的牌号为femn65si17合金，硅锰合金的加入量为1600kg，高碳锰铁合金的加入量为1000kg。石灰的加入量为500kg，化渣剂的加入量为100kg。

在上述步骤s2中，确保出钢到lf炉的钢水的化学成分重量百分比为：c0.27～0.32％，si0.12～0.17％，mn1.35～1.45％，p≤0.010％，其余为fe和不可避免的杂质元素。

在上述步骤s3中，在lf炉加热过程中，加入石灰、精炼渣和化渣剂，石灰加入量为300～500kg，精炼渣加入量为105kg，及时调整渣况，并保证精炼渣良好的流动性，同时将精炼造渣碱度控制在3.0～3.5范围内。

通过上述实施方法，钢水中夹杂物mgo-al2o3-cao-cas，al2o3-cas的尺寸都是3μm左右，真空出站的夹杂物尺寸明显减小，夹杂物的数密度为948.83个/mm²。

上述的碳脱氧工艺生产优特钢的方法，其过程中所产生的脱氧产物co、co2气体会随反应排出，而不会污染钢水，从而达到提高钢水纯净度和保证连铸可浇性目的，同时打破了常规用高价位的铝制品脱氧，取而代之的是采用低价位的碳脱氧工艺来降低成本。

随着优特钢市场日趋激烈，高品质钢的开发更是大势所趋，在开发高洁净钢时，采用碳脱氧工艺，在降低炼钢用al脱氧成本的同时，提高了产品售价，给企业带来直接经济效益，并大幅度提升企业优特钢品牌效应。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。