《一种低成本碳化硅脱氧方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种低成本碳化硅脱氧方法.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 104263883 A (43)申请公布日 2015.01.07 CN 104263883 A (21)申请号 201410539640.X (22)申请日 2014.10.14 C21C 7/06(2006.01) (71)申请人 日照钢铁控股集团有限公司 地址 276800 山东省日照市沿海路 600 号 (72)发明人 李强刚 张云田 孟宪新 孙作迎 朱国军 (74)专利代理机构 潍坊鸢都专利事务所 37215 代理人 臧传进 (54) 发明名称 一种低成本碳化硅脱氧方法 (57) 摘要 本发明公开了一种低成本碳化硅脱氧方法， 属于钢包精炼技术领域， 其特征在于。
2、包括以下工 艺步骤 ： 渣洗 ； 精炼 ； 电化渣 ； 脱氧， 脱氧剂为碳化 硅和电石 ； 加速钢渣界面反应 ； 软吹。与现有技 术相比较具有产品脱氧效果好 ： 大幅降低脱氧成 本 ； 产品质量稳定的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书6页 (10)申请公布号 CN 104263883 A CN 104263883 A 1/1 页 2 1. 一种低成本碳化硅脱氧方法， 其特征在于 ： 包括以下工艺步骤 ： (1) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.4 2.6kg ； 。
3、(2) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1520 1580， 吨钢石灰加入量 4.0 6.0kg， 吨钢萤石加入量 1.0 1.5kg， 加料时间 2 3min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 保护 性气体流量为 200 300NL/min ； (3) 送电化渣操作， 保护性气体流量 130 150NL/min ； (4) 待在钢水表面形成液渣层， 再进行脱氧， 脱氧剂为碳化硅和电石， 吨钢碳化硅加入 量 0.25 0.65kg， 吨钢电石加入量 0.5 1.0kg ； (5) 调整保护性气体流量为 200 240NL/min 进行加速钢渣界面反应， 再通电 3 5min ； (6) 调整。
4、保护性气体至软吹状态， 软吹时间 8 10min， 保护性气体流量 130 150NL/ min。 2. 根据权利要求 1 所述的低成本碳化硅脱氧方法， 其特征在于 ： 步骤 3 中所述的送电 化渣操作， 变压器二次电压保持 278 336V。 3. 根据权利要求 1 所述的低成本碳化硅脱氧方法， 其特征在于 ： 所述保护性气体为氩 气。 4. 根据权利要求 1 所述的低成本碳化硅脱氧方法， 其特征在于 ： 所述脱氧剂加入顺序 为先加入碳化硅后加入电石。 权 利 要 求 书 CN 104263883 A 2 1/6 页 3 一种低成本碳化硅脱氧方法 【技术领域】 0001 本发明涉及 LF 精。
5、炼技术领域， 特别是一种适用于镇静钢脱氧的低成本精炼技术。 【背景技术】 0002 根据冶炼时脱氧程度不同， 钢分为沸腾钢、 半镇静钢和镇静钢。而连铸时， 需为完 全脱氧的镇静钢， 现有技术中， 冶炼非低硅铝镇静钢时采用 CaO-CaF2精炼渣系， 该渣系随着 CaO 增加， 炉渣粘度上升， 炉渣碱度高， 而无 SiO2系渣料中和炉渣碱度。 0003 该种工艺在应用中存在以下缺陷 ： CaF2的主要作用是改善渣的流动性， 降低渣 的熔点， 增大脱硫产物的扩散速度， 改善脱硫动力学条件， 从而调节炉渣粘度， 但不能调节 碱度， 现有技术中加入量较大， 对炉衬、 钢包渣线侵蚀严重 ； 同时这种渣系。
6、粘度较小， 不利于 埋弧操作， 导致电弧对包衬的辐射侵蚀 ； 此外CaF2还会与渣中其它组元反应， 生成含氟气体 对污染环境 ； 精炼脱氧采用单一电石(CaC2)的扩散脱氧方式， 随着渣量增大， 电石用量明 显增加， 而电石价格居高不下， 压榨了钢企利润空间， 严重影响企业经济效益 ； 镇静钢脱 氧时， 精炼终点渣呈白渣后， 喂入金属钙线对脱氧产物变性处理， 增加额外成本 ； 单一电 石做 LF 脱氧剂， 抽检铸坯夹杂物级别 3.0 级平均为 4.3 次 / 月， 表明夹杂物数量较多， 钢 中夹杂以硫化夹杂和氧化夹杂为主， 少部分硫化夹杂和氧化夹杂在偏析区域聚集， 大部分 硫化夹杂和氧化夹杂是。
7、由于脱氧制度不合理， 钢液内夹杂物未能充分变性去除， 导致铸坯 夹杂物级别 3.0 较多， 影响终端产品质量， 增大了企业经济损失。 0004 因此， 精炼生产急需一种新的脱氧技术， 减少钢液内夹杂物源， 使铸坯夹杂物数量 达到最低值的同时， 降低 LF 脱氧剂成本。 【发明内容】 0005 本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足， 提供一种低成本碳化硅脱氧方 法， 用低成本脱氧剂代替部分高成本脱氧剂， 在达到同样的脱氧效果下降低精炼工序脱氧 成本， 并且能够有效的控制钢中夹杂， 稳定产品质量。 0006 本发明解决其技术问题的技术方案是 ： 一种低成本碳化硅脱氧方法， 其特征在于 ： 包括。
8、以下工艺步骤 ： 0007 (7) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.4 2.6kg ； 0008 (8) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1520 1580， 吨钢石灰加入量 4.06.0kg， 吨钢萤石加入量1.01.5kg， 加料时间23min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 保护性气体流量为 200 300NL/min ； 0009 (9) 送电化渣操作， 保护性气体流量 130 150NL/min ； 0010 (10) 待在钢水表面形成液渣层， 再进行脱氧， 脱氧剂为碳化硅和电石， 吨钢碳化硅 加入量 0.25 0.65kg， 吨钢电石加入量 0.5 1.0kg 。
9、； 0011 (11) 调整保护性气体流量为 200 240NL/min 进行加速钢渣界面反应， 再通电 3 5min ； 说 明 书 CN 104263883 A 3 2/6 页 4 0012 (12) 调整保护性气体至软吹状态， 软吹时间 8 10min， 保护性气体流量 130 150NL/min。 0013 上述的步骤 3 中所述的送电化渣操作， 变压器二次电压保持 278 336V。 0014 上述的保护性气体为氩气。 0015 上述的脱氧剂加入顺序为先加入碳化硅后加入电石。 0016 与现有技术相比较， 本发明具有以下突出的有益效果 ： 0017 1、 产品脱氧效果好 ： 应用本发。
10、明工艺可以有效降低渣碱度， 从而使 TFe 含量降低， Ls增高， 渣指数由单一电石制备方法的0.420.45降低至0.310.34， 并且渣的还原性、 流动性优于单一电石制备方法。 0018 2、 可以大幅降低脱氧成本 ： 单纯电石脱氧工艺成本为吨钢萤石成本 4.9 元， 吨钢 电石成本3.83元， 合计影响吨钢成本8.73元， 精炼脱氧成本高， 影响企业效益 ； 本发明工艺 成本为吨钢 4.06 6.41 元， 降本增效显著。 0019 3、 能够有效的控制钢中夹杂， 稳定产品质量， 提高钢水纯净度和铸坯质量， 进而能 有效控制钢种夹杂处于塑性区域， 减少套眼次数和生产事故。 【具体实施方。
11、式】 0020 下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。 0021 对照组 0022 对 Q235B 钢， 工艺步骤如下 ： 0023 A、 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.4kg ； 0024 B、 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1580， 吨钢石灰加入量 5kg， 吨钢萤 石加入量 2.8kg， 加料时间 5min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 氩气流量为 200NL/min ； 0025 C、 送电化渣操作， 变压器二次电压保持 336V， 氩气流量 150NL/min ； 0026 D、 待渣化好、 化透后进行脱氧， 脱氧剂为电石， 吨钢电石加入量 1.2kg，。
12、 取渣样为黄 白渣 ； 0027 E、 调整氩气流量为 200NL/min 进行加速钢渣界面反应， 再通电 3min， 取渣样为白 渣。 0028 F、 调整氩气至软吹状态， 软吹时间 8min， 氩气流量 130NL/min。 0029 对照组为改良前发明人独自摸索的工艺步骤， LF 炉依靠电石对炉渣进行扩散脱氧 形成高碱度炉渣， 利用氩气搅拌加速钢渣界面反应， 同时电弧加热高碱度炉渣使其形成高 碱度白渣， 达到降低钢中氧、 硫的目的。该种方法虽然可以保持较高的产品质量， 但是存在 以下问题 ： CaF2的主要作用是改善渣的流动性， 降低渣的熔点， 增大脱硫产物的扩散速 度， 改善脱硫动力学。
13、条件， 从而调节炉渣粘度， 但不能调节碱度， 加入量较大时， 对炉衬、 钢 包渣线侵蚀严重 ； 同时这种渣系粘度较小， 不利于埋弧操作， 导致电弧对包衬的辐射侵蚀 ； 此外 CaF2还会与渣中其它组元反应， 生成含氟气体对污染环境 ； 精炼脱氧采用单一电 石 (CaC2) 的扩散脱氧方式， 随着渣量增大， 电石用量明显增加， 而电石价格居高不下， 压榨 了钢企利润空间， 严重影响企业经济效益 ； 单一电石做 LF 脱氧剂， 抽检铸坯夹杂物级别 3.0 级平均为 4.3 次 / 月， 表明夹杂物数量较多， 钢中夹杂以硫化夹杂和氧化夹杂为主， 少部分硫化夹杂和氧化夹杂在偏析区域聚集， 大部分硫化夹。
14、杂和氧化夹杂是由于脱氧制度 说 明 书 CN 104263883 A 4 3/6 页 5 不合理， 钢液内夹杂物未能充分变性去除， 导致铸坯夹杂物级别 3.0 较多， 影响终端产品 质量， 增大了企业经济损失。 0030 实施例 1 0031 对 Q235B 钢， 工艺步骤 ： 0032 (1) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.4kg ； 其中石灰的作用为 ： 造渣作用 ； 减少烧损， 熔体覆盖在钢液表面防止过度氧化。通过本步骤的渣洗， 可以提高 钢水的质量。 0033 (2) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1560， 吨钢石灰加入量 4.0kg， 吨 钢萤石加入量 。
15、1.0kg， 加料时间 2min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 氩气流量为 200NL/min ； 该 步骤中加入石灰的过程造渣， 必须有较大的吹氩压力才能保证所加入的石灰在钢包表面完 全铺开， 保证造渣料不在加料孔边堆积， 为造出白渣提供有利条件。 0034 (3) 送电化渣操作， 变压器二次电压保持 336V， 氩气流量 150NL/min ； 在氩气氛下 电渣重熔， 可降低钢中的全氧含量。 0035 (4) 待在钢水表面形成液渣层， 再进行脱氧， 脱氧剂加入顺序为先加入碳化硅后加 入电石， 吨钢碳化硅加入量 0.65kg， 吨钢电石加入量 0.7kg， 取渣样为黄白渣 ； 在电渣重熔 后向。
16、渣池添加脱氧剂， 降低钢液中溶解的氧， 即把钢液中溶解的 FeO 转变成其他难溶于钢 液的 SiO2， 然后将上述脱氧产物排除到钢液外。本工艺吨钢累计脱氧剂加入量为 1.35kg， 脱氧剂用量少。碳化硅与电石加入量配比为 1:1.08 进行复合脱氧， 生成 SiO2和 CO 气泡。 SiO2能促进化渣， 降低炉渣粘度和碱度， 萤石用量明显减少 ； CO 气泡使炉渣弱发泡， 再投入 少量电石充当强发泡剂， 使通电过程精炼渣有良好埋弧效果和保温效果， 增大了钢渣接触 面， 强化了钢渣界面反应进行脱硫， 同时提高了炉渣吸附夹杂能力和减少了钢液吸气， 从而 快速形成白渣。 因碳化硅脱氧反应速率较电石慢。
17、， 因此采用先行投入碳化硅， 后投入电石的 方式以保证脱氧效果。且由于利用 SiC 与 FeO 的反应生成 SiO2， 降低了炉渣碱度、 粘度， 减 少电石用量的同时， 也减少了萤石用量。 0036 (5)调整氩气流量为200NL/min进行加速钢渣界面反应， 再通电3min， 取渣样为白 渣， 精炼终点渣 TFe( 全铁 ) 为 1.18 ； LF 炉依靠电石对炉渣进行扩散脱氧形成高碱度炉渣， 利用氩气搅拌加速钢渣界面反应， 同时电弧加热高碱度炉渣使其形成高碱度白渣， 达到降 低钢中氧、 硫的目的。 0037 (6) 调整氩气至软吹状态， 软吹时间 8min， 氩气流量 130NL/min。。
18、通过弱的氩气搅 拌强度， 促使钢水中的夹杂物上浮。 吹氩过大易卷渣、 吸气， 既不能有效保证快速化渣， 也不 能避免夹杂物的卷入。在软吹过程适当增大软吹流量， 增大小颗粒夹杂物碰撞机率使其变 大更易上浮， 有效降低钢液内夹杂物数量， 提高了产品质量。 0038 上述生产步骤中的氩气也可以为其他保护性气体， 所述的保护性气体具体可以为 惰性气体， 如氦气、 氩气。 0039 实施例 2 0040 对 Q345B 钢， 工艺步骤 ： 0041 (1) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.6kg ； 0042 (2) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1580， 吨钢石灰加入量 6。
19、.0kg， 吨 钢萤石加入量1.5kg， 加料时间3min加石灰时间1.5min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 氩气流 说 明 书 CN 104263883 A 5 4/6 页 6 量为 300NL/min ； 0043 (3) 送电化渣操作， 变压器二次电压保持 278V， 氩气流量 130NL/min ； 0044 (4) 待渣化好、 化透进行脱氧， 脱氧剂加入顺序为先加入碳化硅后加入电石， 吨钢 碳化硅加入量 0.4kg， 吨钢电石加入量 1.0kg， 取渣样为黄白渣 ； 本工艺吨钢累计脱氧剂加 入量为 1.4kg， 碳化硅与电石加入量配比为 1:2.5 进行复合脱氧。 0045 (5)调。
20、整氩气流量为220NL/min进行加速钢渣界面反应， 再通电5min， 取渣样为白 渣， 渣中 TFe 为 0.68 ； 0046 (6) 调整氩气至软吹状态， 软吹时间 10min， 氩气流量 150NL/min。 0047 实施例 3 0048 对 A36B 钢， 工艺步骤 ： 0049 (1) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.5kg ； 0050 (2) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1520， 吨钢石灰加入量 5.0kg， 吨 钢萤石加入量 1.2kg， 加料时间 3min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 氩气流量为 240NL/min ； 0051 (3) 送电。
21、化渣操作， 变压器二次电压保持 313V， 氩气流量 140NL/min ； 0052 (4) 待渣化好、 化透进行脱氧， 脱氧剂加入顺序为先加入碳化硅后加入电石， 吨钢 碳化硅加入量 0.25kg， 吨钢电石加入量 0.5kg， 取渣样为黄白渣 ； 本工艺吨钢累计脱氧剂加 入量为 0.75kg， 碳化硅与电石加入量配比为 1:2 进行复合脱氧。 0053 (5)调整氩气流量为240NL/min进行加速钢渣界面反应， 再通电4min， 取渣样为白 渣， 渣中 TFe 为 0.87 ； 0054 (6) 调整氩气至软吹状态， 软吹时间 9min， 氩气流量 140NL/min。 0055 实施例。
22、 4 0056 对 Q235B 钢， 工艺步骤 ： 0057 (1) 在转炉出钢过程中进行渣洗， 吨钢石灰加入量 2.4kg ； 0058 (2) 将钢包移位至精炼处理位， 精炼开始温度 1560， 吨钢石灰加入量 4.0kg， 吨 钢萤石加入量 1.0kg， 加料时间 2min， 加石灰时大流量吹氩搅拌， 氩气流量为 200NL/min ； 0059 (3) 送电化渣操作， 变压器二次电压保持 336V， 氩气流量 150NL/min ； 0060 (4) 待渣化好、 化透进行脱氧， 脱氧剂为吨钢碳化硅加入量 0.65kg， 吨钢电石加入 量 0.7kg ； 加入顺序为先加入 70碳化硅后加。
23、入电石， 随后再加入 30碳化硅， 取渣样为黄 白渣 ； 本工艺吨钢累计脱氧剂加入量为 1.35kg， 碳化硅与电石加入量配比为 1:1.08 进行复 合脱氧。 0061 (5)调整氩气流量为200NL/min进行加速钢渣界面反应， 再通电3min， 取渣样为白 渣， 渣中 TFe 为 0.73 ； 0062 (6) 调整氩气至软吹状态， 软吹时间 8min， 氩气流量 130NL/min。 0063 实施例4的参数和加入量与实施例1相同， 但是脱氧剂加入顺序进行了改良， 加入 顺序为 ： 70碳化硅电石 30碳化硅， 该种加入顺序的工艺设计意义在于 ： 碳化硅脱 氧反应速率较电石慢， 但在电。
24、石充当强发泡剂的情况下， 有助于促进 SiC 与 FeO 的反应。结 果证实 ： 同样的加入量 ( 成本 ) 下， 可以获得更好的精良效果。 0064 上述五组精炼结果如下 ： 0065 1、 精炼效果比较 ： 见下表。 说 明 书 CN 104263883 A 6 5/6 页 7 0066 精炼终点渣成分TFeSiO2TCaAl2O3MnOS二元碱度Ls渣指数 对照例1.2411.244130.10.75.5750.42 实施例 11.1812.648170.20.85.3890.31 实施例 20.6812.947160.21.15.11320.32 实施例 30.8713.245140.。
25、20.94.81060.34 实施例 40.7313.046160.21.05.01180.32 0067 根据以上精炼终点渣成分， 渣碱度在4.3-5.5之间时， TFe含量越低， Ls越高， 越利 于钢中硫向渣传质 ； 曼内斯曼指数 MI 指出渣指数 0.25 0.35 为宜， 实施例 1 4 精炼渣 指数处于曼内斯曼指数范围。通过精炼终点渣对比， 实施例 1-4 的精炼终点渣的还原性、 流 动性、 Ls 均优于对照例。 0068 2、 成本核算结果对比 ： 见下表。 0069 吨钢成本 ( 元 ) 萤石 电石 碳化硅 合计 ( 元 /t 钢 ) 对照例4.93.83 -8.73 实施例 。
26、11.75 2.23 0.964.95 实施例 22.63 3.19 0.596.41 实施例 32.11.59 0.374.06 实施例 41.75 2.23 0.964.95 0070 可以明显看出， 实施例 1 4 的生产成本明显低于对照例。 0071 3、 钢品纯度比较 ： 见下表。 0072 说 明 书 CN 104263883 A 7 6/6 页 8 0073 可以明显看出， 实施例 1 4 的钢品成分明显优于对照例。 0074 需要说明的是， 本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述， 对于本领 域的技术人员来说， 在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改 变都在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104263883 A 8 。