专利名称：应用预熔型铝酸钙进行cas-ob精炼生产低硫钢的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，用于在炉外精炼过程中，应用预熔型铝酸钙脱除钢中的硫，尤其是应用预熔型招酸I丐在CAS-OB [CAS (Composition Adjustment by Sealed ArgonBubbling)的意思是 密封吹氩搅拌调节成分的钢液处理装置，OB意指能够吹氧升温]精炼炉进行钢水炉外精炼过程中生产低硫钢的方法。
背景技术：
硫在大多数钢种中是有害元素(易切削钢除外)，钢中硫化物的夹杂会降低钢的延展性和韧性。因此，降低钢中硫含量对减少钢的缺陷、提高钢的机械性能至关重要。所以，很多钢种均要求将硫含量降得越低越好。通过文献检索，“E. T. Turkdogan Fundamentals ofSteelmaking”提到日本君津钢铁厂 V-KIP (Vacuum-Kimizu Injeet Procass,即真空-君津喷射处理钢包精炼法)能将硫脱至O. 0002% O. 0005%，在所有的精炼设备中，V-KIP搅拌能是最大的，脱硫能力最强，但是，国内没有此类设备。中国专利200610047101. X是一种用于超低碳钢精炼的深脱硫剂及制造方法，改文献中提到其脱硫效果较好，但是通过理论上的物料平衡计算，其铝含量根本不够还原钢渣中的氧化物。因此，不可能完成深脱硫；且其脱硫工艺过于复杂，加料分5 15次进行，每次还要进行温度检测，工艺操作成为难点，同时多次测温也间接提高了成本。另外，在该脱硫剂中还含有1% 3%的萤石，目前，由于其不仅会影响炉体或钢水罐衬耐火材料的使用寿命，而且还会对环境造成污染，国家已经明令禁止在炼钢过程使用萤石。因此，对于优质低硫钢，迫切地需要开发一种高效的脱硫剂和一种有效的脱硫工艺或方法。富含氧化铝和氧化钙的铝钙质预熔型精炼渣，熔点低，熔速快，硫容量高，经高温熔融而成，性能稳定，不变质、不吸水、不粉化、低氟，在对钢水进行精炼过程中，不仅可促进钢水脱硫，还有利环保、减少污染、减少耐火材料消耗。从而，其非常适于用来生产优质低硫钢。
发明内容
本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种应用预熔型铝酸钙在CAS-OB精炼炉进行钢水炉外精炼脱硫，能将钢液中硫含量稳定控制在0. 002%以下，效果明显、稳定，并确保和提高精炼钢的质量，降低冶炼成本的炉外精炼脱硫生产低硫钢的工艺方法。为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法主要包括以下步骤(I)转炉出钢转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1650°C 1750°C，且出钢过程中采用挡渣处理，进行脱氧操作，然后进行预合金化处理；(2) CAS-OB精炼炉深脱硫钢包运送至CAS-OB精炼工位，首先打开氩气阀门进行吹氩搅拌，然后向钢包中加入预熔型铝酸钙，整个精炼脱硫过程中都要对钢液进行吹氩搅拌;(3)扒渣精炼脱硫结束后将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂；(4)精炼、合金化处理在精炼炉对钢液进行调温处理以及搅拌处理，处理结束后钢水温度应控制在1570°C 1600°C ;根据不同钢种冶炼要求，再向钢液加入合金进行合金化操作，精炼及合金化过程中也要进行氩气搅拌操作；(5)连铸采用全程保护浇注。所述的脱氧操作根据钢种要求可以是硅脱氧、铝脱氧或是其他常规脱氧方式。其中，所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或者挡渣锥中的任意一种方式来实现。所述的预熔型铝酸钙的加入方式可以是一次或多次加入钢液，加入方式可以是由料仓下料或人工投入。所述的预熔型铝酸钙用量控制在3 20Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm。所述的预熔型铝酸钙其主要物象组成为12Ca0 · 7Al203、3Ca0 · 5A1203的一种或几种的混合物，以及其他不可避免的杂质。所述的在CAS-OB精炼过程中的吹氩处理，氩气的流量控制在10 500NL/min (标准升每分钟)，处理时间控制在3 20min。所述的扒渣在扒渣站进行，采用真空吸渣机或机械扒渣机中的任意一种设备来实现。所述的钢包覆盖剂的加入量控制在I IOKg/吨钢。所述的精炼、合金化处理过程中的氩气搅拌流量在I 100NL/min。另外，值得一提的是本发明中的脱硫剂预熔型铝酸钙的制备方法主要包括以下步骤第一步准备原料，原料包括富含氧化钙的材料与富含氧化铝的材料；第二步将第一步中准备的原料分别制成粉末；第三步混合，将第二步中制备的粉末按一定比例混合；第四步熔炼，将混合好的粉末加入高温窑炉中，在温度1450 1600°C进行熔炼；第五步熔融出炉后结晶冷却；第六步破碎成型，经破碎，制成富含CaO和Al2O3、粒度为O. I 100mm(优选为70mm)的块状低熔点铝钙质预熔型精炼渣。其中，原料中的富含氧化钙的材料包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物。原料中的富含氧化铝的材料包括铝矾土等矿物原料以及工业生产过程中产生的富含氧化铝的铝灰、铝渣等工业废弃物。上述材料中的工业废弃物均为其主要组成部分,矿物材料为其次要组成部分。最后，制备好的炼钢用铝钙质预熔型脱硫剂产品的成分范围是CaO 40 60%、Al20340 60 %、SiO2彡8%、F-彡2%、杂质总含量彡5%0使用本发明的方法进行深脱硫，其脱硫率可达85%以上，能使钢中硫元素含量稳定控制在O. 002%以下。与现有技术相比，操作简单、脱硫效果稳定，不影响生产节奏。所使用的脱硫剂为铝钙质预熔型精炼渣，在其制造过程中采用了高温熔融处理，具有成分均匀、低氟、低熔点的特点，可实现快速化渣，达到快速脱硫的目的，而且减少了对环境的污染。
具体实施例方式以下，详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例中表示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。下面以几个具体实施例来说明本发明的方法及其产生的效果。实施例I :转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1660°C左右，且出钢过程中采用挡渣处理，加入脱氧剂(硅铁)对钢液进行脱氧处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在150NL/min，由料仓一次性将预熔型铝酸钙加入钢液，预熔型铝酸钙用量控制在5Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在15 20min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入3Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温、精炼处理，将钢水温度应控制在1570°C 1600°C;然后进行精炼处理，再向钢液加入少量的控氧剂(金属铝)，再向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为100NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例2 转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1680°C左右，且出钢过程中采用挡渣处理，加入脱氧剂(硅铁)对钢液进行脱氧处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在200NL/min，由料仓一次性将预熔型铝酸钙加入钢液，预熔型铝酸钙用量控制在8Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在12 15min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入4Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 1600°C ;再向钢液加入少量的控氧剂(金属铝)，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为80NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例3 转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1710°C左右，且出钢过程中采用挡渣处理，加入脱氧剂(铝锰铁)对钢液进行脱氧处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在300NL/min，由料仓一次性将预熔型铝酸钙加入钢液，预熔型铝酸钙用量控制在IOKg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在8 lOmin，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入5Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 1600°C ;再向钢液加入少量的控氧剂(金属铝)，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为50NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例4 转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1740°C左右，且出钢过程中采用挡渣处理，加入脱氧剂(铝锰铁)对钢液进行脱氧处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在350NL/min，由料仓分两次将预熔型铝酸钙加入钢液，处理初期加入一半预熔型铝酸钙，精炼处理进行到一半时再加入另一半预熔型铝酸钙，预熔型铝酸钙总的用量控制在IlKg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在
5 8min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣
工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入7Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC ;再向钢液加入少量的控氧剂(金属铝)，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为30NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例5 转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1720°C左右，且出钢过程中采用挡渣处理，加入脱氧剂(硅铁)对钢液进行脱氧处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在450NL/min，由料仓分两次将预熔型铝酸钙加入钢液，处理初期加入一半预熔型铝酸钙，精炼处理进行到一半时再加入另一半预熔型铝酸钙，预熔型铝酸钙总的用量控制在18Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在3 5min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入8Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 1600°C ;再向钢液加入少量的控氧剂(金属铝)，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为20NL/min ;连铸采用全程保护浇注。以上实施例I 5是在100吨转炉、100吨CAS-OB精炼炉以及100吨LF精炼炉上进行炼钢的，其深脱硫效果见表I。表I应用预熔型铝酸钙进行炉外精炼深脱硫结果
权利要求
1.一种应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于 该方法主要包括以下步骤 (1)转炉出钢转炉冶炼结束后，出钢温度控制在1650°c 1750°C，且出钢过程中采用挡渣处理，进行脱氧操作，然后进行预合金化处理； (2)CAS-OB精炼炉深脱硫钢包运送至CAS-OB精炼工位，首先打开氩气阀门进行吹氩搅拌，然后向钢包中加入预熔型铝酸钙，整个精炼脱硫过程中都要对钢液进行吹氩搅拌； (3)扒渣精炼脱硫结束后将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱硫处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂； (4)精炼、合金化处理在精炼炉对钢液进行调温处理以及搅拌处理，处理结束后钢水温度应控制在1570°C 1600°C ;根据不同钢种冶炼要求，再向钢液加入合金进行合金化操作，精炼及合金化过程中也要进行氩气搅拌操作； (5)连铸采用全程保护浇注。
2.根据权利要求I所述的应用预熔型铝酸韩进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于第一步中所述的脱氧操作根据钢种要求可以是硅脱氧、铝脱氧或是其他常规脱氧方式。
3.根据权利要求I或2所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于第一步中所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或者挡渣锥中的任意一种方式来实现。
4.根据权利要求3所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于第二步中所述的预熔型铝酸钙的加入方式可以是一次或多次加入钢液，加入方式可以是由料仓下料或人工投入。
5.根据权利要求4所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的预熔型铝酸钙用量控制在3 20Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm IOOmm0
6.根据权利要求5所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的预熔型铝酸钙其主要物象组成为12Ca0 · 7Al203、3Ca0 · 5A1203的一种或几种的混合物，以及其他不可避免的杂质。
7.根据权利要求6所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的在CAS-OB精炼过程中的吹氩处理，氩气的流量控制在10 500NL/min，处理时间控制在3 20min。
8.根据权利要求7所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的扒渣在扒渣站进行，采用真空吸渣机或机械扒渣机中的任意一种设备来实现。
9.根据权利要求8所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的钢包覆盖剂的加入量控制在I IOKg/吨钢。
10.根据权利要求9所述的应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，其特征在于所述的精炼、合金化处理过程中的氩气搅拌流量在I 100NL/min。
全文摘要
本发明提出了一种应用预熔型铝酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产低硫钢的方法，该方法主要包括转炉出钢，CAS-OB精炼炉深脱硫(整个精炼脱硫过程中都要对钢液进行吹氩搅拌)，扒渣，精炼、合金化处理及连铸。使用该方法进行深脱硫，脱硫率可达85％以上，能将钢液中硫含量稳定控制在0.002％以下，脱硫效率高且稳定。与现有技术相比，操作简单、脱硫效果稳定，不影响生产节奏。所使用的脱硫剂为铝钙质预熔型精炼渣，在其制造过程中采用了高温熔融处理，具有成分均匀、低氟、低熔点的特点，可实现快速化渣，达到快速脱硫的目的，而且减少了对环境的污染。
文档编号C21C7/064GK102876848SQ20121022643
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者陈云天 申请人:辽宁中汇环保科技有限公司