一种生产低硅洁净钢水的生产工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210586333.8	申请日：	2012.12.30
公开号：	CN103045803A	公开日：	2013.04.17
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):C21C 7/06申请公布日:20130417\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C21C 7/06申请日:20121230\|\|\|公开
IPC分类号：	C21C7/06; C21C7/076	主分类号：	C21C7/06
申请人：	南阳汉冶特钢有限公司
发明人：	朱书成; 许少普; 李红洋; 杨东; 张涛; 康文举; 徐昭; 吕亚武; 袁恒
地址：	474550 河南省南阳市西峡县回车镇
优先权：
专利代理机构：	郑州红元帅专利代理事务所(普通合伙) 41117	代理人：	庄振乾
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内容摘要

本发明公开了一种新的低硅洁净钢水的生产工艺。所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200kg的低SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。由于本发明采取了上述技术方案，既保证了钢水的洁净度（各种夹杂物含量）的要求，还满足了用户对低S、低Si含量的要求，避免了成分超内控现象提高了一次炼成率，并最终确保了钢材能够充分满足用户需求。

权利要求书

权利要求书一种低硅洁净钢水的生产工艺，所述生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其特征在于在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200Kg的低SiO2含量的石灰进行渣洗；在LF精炼中采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO2：≤2.5%，Al2O3：40～45%；石灰的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO2：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：1.3～1.6。

说明书

说明书一种生产低硅洁净钢水的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种低硅洁净钢水的生产工艺。
背景技术
现阶段，大量用于核电、火电，加氢反应器，发电机以及汽轮机转子等设备领域的钢板或锻件，随着各领域装备的大型化发展对其钢板或锻件原材料质量提出了更高的要求。为确保钢板或锻件能够满足该类设备的加工使用要求，原始钢水的洁净度及各种化学元素的含量必须得到严格控制。其中大多数材质不仅对常规的有害元素硫、磷含量具有严格的要求，而且还对硅含量提出了越来越严格的要求，通常要求硅含量控制在0.10%以下，重要用途的钢材甚至要求硅含量控制在0.05%以下。
因在钢水冶炼过程中，转炉钢包顶渣、脱氧剂、石灰等均含有SiO2，其为钢水中的硅提供了广阔的来源，同时为确保钢水纯净度，LF精炼和真空处理等长时间的精炼处理也为钢水增硅进一步提供了充分的条件。因此，采用传统的冶炼工艺常导致钢水硅成分超标或者导致钢水中夹杂物含量超标，进而导致钢材性能不合格。
发明内容
为了解决上述问题，经过现场生产实践，完成了本发明。为此，本发明的目的是提供一种新的低硅洁净钢水的生产工艺。
为达到上述目的，本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200Kg的低SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。
在LF精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO2：≤2.5%，Al2O3：40～45%；石灰的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO2：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：（1.3～1.6）。
该工艺精炼结束终渣成分为CaO：52～58%，SiO2：≤6%，Al2O3：30～35%；TFe：≤1%。
在转炉冶炼工艺中，脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在50min以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。
若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行VD或VOD真空处理，要求在67Pa以下的真空度条件下真空脱气时间≥18min。
本发明的有益效果：既保证了钢水的洁净度（各种夹杂物含量）的要求，还满足了用户对低S、低Si含量的要求，避免了成分超内控现象提高了一次炼成率，并最终确保了钢材能够充分满足用户需求。
具体实施方式
本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200Kg的低SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。
在LF精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO2：≤2.5%，Al2O3：40～45%；石灰的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO2：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：（1.3～1.6）。
该工艺精炼结束终渣成分为CaO：52～58%，SiO2：≤6%，Al2O3：30～35%；TFe：≤1%。
对铁水进行深脱硫（铁水S≤0.010%）、扒渣后入转炉冶炼，由此可减轻LF精炼脱硫负担，并显著缩短LF精炼时间和减少LF精炼造渣剂的使用量。
在转炉冶炼工艺中，脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在50min以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。
若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行VD或VOD真空处理，要求在67Pa以下的真空度条件下真空脱气时间≥18min。
因该类材质对钢水洁净度要求极高，因此钢水必须过LF精炼。在LF精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO2：≤2.5%，Al2O3：40～45%；石灰（转炉渣洗用石灰与LF精炼所用石灰指标一样）的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO2：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：（1.3～1.6）。脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在50min以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。该工艺精炼结束终渣成分为CaO：52～58%，SiO2：≤6%，Al2O3：30～35%；TFe：≤1%。
若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行VD或VOD真空处理，要求在67Pa以下的真空度条件下真空脱气时间≥18min。
本发明在南阳汉冶特钢有限公司钢厂进行试验，工艺流程为铁水脱硫→120t转炉冶炼→LF精炼→VD真空处理→模铸浇注，钢种为12Cr2Mo1R，成分特殊要求为：P≤0.010%，S≤0.003%，Si≤0.08%，夹杂物要求硫化物类（A 类）、氧化铝类（B 类）、硅酸盐类（C 类）及球状氧化物类（D 类）、单颗粒球状类（DS 类）均不得大于1.0 级，且应满足A+C≤2.0，B+D＋DS≤3.0，总数≤4.0。
入炉铁水经KR深脱硫后，铁水S≤0.010%，铁水扒渣后渣层厚度≤30mm；经转炉冶炼后，出钢成分S：0.006～0.010%，P：0.005～0.008%，经挡渣出钢和钢包扒渣后，钢包顶渣层厚度≤20mm，扒渣后加入200kg石灰，随后钢包吊往LF精炼开始精炼。在LF精炼加入总量为1000Kg的高碱度复合精炼渣和石灰，其比例为1：1.5，脱氧剂采用电石和铝粒，吨钢加入量分别为0.8Kg和0.6Kg，LF总精炼时间控制在55～70min。然后钢包过VD真空处理，处理完毕上模铸进行浇注。共试验10炉，钢包取样检测：A、B、C、D、DS 类夹杂物的平均含量分别为0.5、0.5、0、0.5、1.0；S、P、Si含量均分别控制在≤0.002%，≤0.008%，≤0.007%，S、P、Si平均含量分别为0.001%、0.0075%、0.0068%。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 103045803 A (43)申请公布日 2013.04.17 CN 103045803 A *CN103045803A* (21)申请号 201210586333.8 (22)申请日 2012.12.30 C21C 7/06(2006.01) C21C 7/076(2006.01) (71)申请人南阳汉冶特钢有限公司地址 474550 河南省南阳市西峡县回车镇 (72)发明人朱书成许少普李红洋杨东张涛康文举徐昭吕亚武袁恒 (74)专利代理机构郑州红元帅专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 41117 代理人庄振乾 (54) 发明名称一种生产。

2、低硅洁净钢水的生产工艺 (57) 摘要本发明公开了一种新的低硅洁净钢水的生产工艺。所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、 LF 精炼工艺、 VD 或 VOD 真空处理工艺、 CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含 Si 脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入 200kg 的低 SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。由于本发明采取了上述技术方案，既保证了钢水的洁净度（各种夹杂物含量）的要求，。

3、还满足了用户对低S、低Si含量的要求，避免了成分超内控现象提高了一次炼成率，并最终确保了钢材能够充分满足用户需求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 3 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 3 页 1/1 页 2 1. 一种低硅洁净钢水的生产工艺，所述生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、 LF 精炼工艺、 VD 或 VOD 真空处理工艺、 CC 或 IC 浇注工艺，其特征在于在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含 Si 脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行。

4、扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入 200Kg 的低 SiO2含量的石灰进行渣洗；在 LF 精炼中采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 45 50%， SiO2： 2.5%， Al2O3： 40 45% ；石灰的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 90%， SiO2： 2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为 1 ： 1.3 1.6。权利要求书 CN 103045803 A 2 1/3 页 3 一种生产低硅洁净钢水的生产工艺技术领域 0001 本发明涉及一。

5、种低硅洁净钢水的生产工艺。背景技术 0002 现阶段，大量用于核电、火电，加氢反应器，发电机以及汽轮机转子等设备领域的钢板或锻件，随着各领域装备的大型化发展对其钢板或锻件原材料质量提出了更高的要求。为确保钢板或锻件能够满足该类设备的加工使用要求，原始钢水的洁净度及各种化学元素的含量必须得到严格控制。其中大多数材质不仅对常规的有害元素硫、磷含量具有严格的要求，而且还对硅含量提出了越来越严格的要求，通常要求硅含量控制在 0.10% 以下，重要用途的钢材甚至要求硅含量控制在 0.05% 以下。 0003 因在钢水冶炼过程中，转炉钢包顶渣、脱氧剂、石灰等均含有 Si。

6、O2，其为钢水中的硅提供了广阔的来源，同时为确保钢水纯净度， LF 精炼和真空处理等长时间的精炼处理也为钢水增硅进一步提供了充分的条件。因此，采用传统的冶炼工艺常导致钢水硅成分超标或者导致钢水中夹杂物含量超标，进而导致钢材性能不合格。发明内容 0004 为了解决上述问题，经过现场生产实践，完成了本发明。为此，本发明的目的是提供一种新的低硅洁净钢水的生产工艺。 0005 为达到上述目的，本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、 LF 精炼工艺、 VD 或 VOD 真空处理工艺、 CC 或 IC 浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采。

7、取挡渣出钢，出钢过程避免使用含 Si 脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入 200Kg 的低 SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。 0006 在 LF 精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 45 50%， SiO2： 2.5%， Al2O3： 40 45% ；石灰的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 90%， SiO2： 2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为 1 ：（1.3 1.6）。 00。

8、07 该工艺精炼结束终渣成分为 CaO ： 52 58%， SiO2： 6%， Al2O3： 30 35% ； TFe ： 1%。 0008 在转炉冶炼工艺中，脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在 50min 以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。 0009 若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行 VD 或 VOD 真空处理，要求在 67Pa 以下的真空度条件下真空脱气时间 18min。 0010 本发明的有益效果：既。

9、保证了钢水的洁净度（各种夹杂物含量）的要求，还满足了说明书 CN 103045803 A 3 2/3 页 4 用户对低 S、低 Si 含量的要求，避免了成分超内控现象提高了一次炼成率，并最终确保了钢材能够充分满足用户需求。具体实施方式 0011 本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、 LF 精炼工艺、 VD 或 VOD 真空处理工艺、 CC 或 IC 浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含 Si 脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣。

10、完毕向钢包中加入 200Kg 的低 SiO2含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。 0012 在 LF 精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 45 50%， SiO2： 2.5%， Al2O3： 40 45% ；石灰的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 90%， SiO2： 2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为 1 ：（1.3 1.6）。 0013 该工艺精炼结束终渣成分为 CaO ： 52 58%， SiO2： 6%， Al2O3： 30 35% ； TFe ： 1%。 0014 。

11、对铁水进行深脱硫（铁水 S 0.010%）、扒渣后入转炉冶炼，由此可减轻 LF 精炼脱硫负担，并显著缩短 LF 精炼时间和减少 LF 精炼造渣剂的使用量。 0015 在转炉冶炼工艺中，脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在 50min 以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。 0016 若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行 VD 或 VOD 真空处理，要求在 67Pa 以下的真空度条件下真空脱气时间 18min。。

12、 0017 因该类材质对钢水洁净度要求极高，因此钢水必须过 LF 精炼。在 LF 精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 45 50%， SiO2： 2.5%， Al2O3： 40 45% ；石灰（转炉渣洗用石灰与 LF 精炼所用石灰指标一样）的主要成分质量百分比分别为： CaO ： 90%， SiO2： 2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1 ：（1.31.6）。脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在。

13、 50min 以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。该工艺精炼结束终渣成分为 CaO ： 52 58%， SiO2： 6%， Al2O3： 30 35% ； TFe ： 1%。 0018 若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行 VD 或 VOD 真空处理，要求在 67Pa 以下的真空度条件下真空脱气时间 18min。 0019 本发明在南阳汉冶特钢有限公司钢厂进行试验，工艺流程为铁水脱硫 120t 转炉冶炼 LF 精炼 VD 真空处理模铸浇注，钢种为 12Cr2Mo1R，成分特殊要求为： P 0.010%， S 0.。

14、003%， Si 0.08%，夹杂物要求硫化物类（A 类）、氧化铝类（B 类）、硅酸盐类（C 类）及球状氧化物类（D 类）、单颗粒球状类（DS 类）均不得大于 1.0 级，且应满足 A+C 2.0， B+D DS 3.0，总数 4.0。 0020 入炉铁水经 KR 深脱硫后，铁水 S 0.010%，铁水扒渣后渣层厚度 30mm ；经转炉说明书 CN 103045803 A 4 3/3 页 5 冶炼后，出钢成分 S ： 0.006 0.010%， P ： 0.005 0.008%，经挡渣出钢和钢包扒渣后，钢包顶渣层厚度 20mm，扒渣后加入。

15、 200kg 石灰，随后钢包吊往 LF 精炼开始精炼。在 LF 精炼加入总量为 1000Kg 的高碱度复合精炼渣和石灰，其比例为 1 ： 1.5，脱氧剂采用电石和铝粒，吨钢加入量分别为 0.8Kg 和 0.6Kg， LF 总精炼时间控制在 55 70min。然后钢包过 VD 真空处理，处理完毕上模铸进行浇注。共试验 10 炉，钢包取样检测： A、 B、 C、 D、 DS 类夹杂物的平均含量分别为 0.5、 0.5、 0、 0.5、 1.0 ； S、 P、 Si 含量均分别控制在 0.002%， 0.008%， 0.007%， S、 P、 Si 平均含量分别为 0.001%、 0.0075%、 0.0068%。说明书 CN 103045803 A 5 。

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