一种生产低碳焊丝钢的LF精炼脱氧方法与流程

文档序号:11246523

本发明属于炼钢炉外精炼技术领域,具体涉及一种生产低碳焊丝钢的LF精炼脱氧方法。



背景技术:

目前,生产低碳焊丝钢时,无论顶吸还是侧吸除尘,LF精炼造渣一般采用硅铁粉进行炉渣渣面的扩散脱氧,靠增加渣层厚度来造白渣并保持整个精炼过程的埋弧效果,但是增加渣量起不到炉渣的发泡能力且增加渣料成本,硅铁粉脱氧很容易被卷入到钢水里增硅,硅铁粉不能在炉渣发泡时充分还原渣中FeO+MnO,容易造成渣中氧化物还原不彻底,当LF精炼时随着温度升高,渣中氧又回到钢水中,造成钢水的二次氧化,导致钢中总氧偏高。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产低碳焊丝钢的LF精炼脱氧方法,通过使用硅铁粉和碳粉(3:1)混合后并上料仓实现精炼全过程小批量、多批次加入渣面上起到整个精炼过程炉渣发泡和脱氧效果,炉渣泡沫化程度越高越稳定,且增碳量较小,成分碳元素在可控范围内。硅铁粉能在炉渣发泡时充分还原渣中FeO+MnO,提高钢水洁净度。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案如下:一种生产低碳焊丝钢的LF精炼脱氧方法,钢水经转炉冶炼,进入LF炉精炼;在LF炉使用硅铁粉和碳粉混合物作为发泡脱氧剂,通过料仓振料实现全过程小批量、多批次加入渣面上进行扩散脱氧,保持整个精炼过程炉渣发泡以及还原气氛。

本发明所述的发泡脱氧剂中硅铁粉和碳粉质量比例为3:1。

本发明所述发泡脱氧剂中碳粉技术指标为:C≥97%,灰分≤1.0%,S≤0.30%,N<0.03%,粒度2-5mm;所述发泡脱氧剂中硅铁粉技术指标为:Si≥68.0%,水份<0.2%,粒度2~4mm。

本发明所述整个精炼过程将炉渣FeO+MnO含量控制在≤1.0%。

本发明所述转炉冶炼工序,转炉终点碳含量控制在C:0.03-0.05%。

本发明所述转炉冶炼工序,转炉出钢过程采用硅铁和硅锰合金进行合金化,加入硅铝钡0.5-0.8kg/吨钢,石灰4kg/吨钢,精炼渣4kg/吨钢,出钢完毕,钢水化学成分及质量百分含量控制如下:C:0.04-0.06%,Al≤0.006%,起吊温度≥1580℃。

本发明所述钢水到达LF炉时,接通氩气进行破壳,进入处理位后,先加入石灰2-3kg/吨钢,搅拌后测温≥1550℃,开始下电极加热。

本发明所述LF炉精炼工序,第一次加热时间控制在8-10min,加热开始2-3min后,通过料仓向渣面加入硅铁粉和碳粉混合物0.25-0.4kg/吨钢,持续加热过程中小批量、多批次加入硅铁粉和碳粉混合物,混合物加入量控制在0.15-0.25kg/吨钢/次,加入次数≥3次,加热过程底吹流量控制在150-200NL/min,第一次加热过程混合物的加入总量控制在0.7-1.4kg/吨钢,加热结束前2min禁止加入硅铁粉和碳粉混合物,加热结束后及时蘸渣样取样、测温,渣状变透明,渣色变绿即可。

本发明所述LF炉精炼工序,根据第一块钢样及时调整成分合格,结合钢水温度开始第二次加热,这个过程加入硅铁粉和碳粉混合物的次数≥2次,总量控制在0.4-0.5 kg/吨钢。

本发明所述LF炉精炼工序,整炉钢硅铁粉和碳粉混合物加入质量控制在1.1-1.9kg/吨钢,钢水增碳0.005-0.015%,钢水氧活度控制在5-10ppm。通过碳粉发泡和硅铁粉脱氧快速降低渣的氧化性,并全过程保持精炼过程还原气氛。

本发明设计思路:用硅铁粉和碳粉混合物代替全部电石的发泡脱氧,使精炼全过程炉渣发泡稳定,化学反应如下:C+(FeO)=Fe+C0(g)、C+(MnO)=Mn+C0(g)、Si+(FeO)=Fe+(SiO2)、Si+(MnO)=Mn+(SiO2),渣中氧化去还原彻底,保持整个精炼过程呈白渣还原氛围。将硅铁粉和碳粉按3:1机械混合后上LF料仓,精炼全过程小批量、多批次加入渣面上起到整个精炼过程炉渣发泡和脱氧效果,采用碳粉炉渣发泡稳定,通过加大精炼加热过程底吹流量,保证混合物充分与炉渣反应,钢水增碳0.005-0.015%。

采用上述技术方案产生的有益效果在于:1、LF精炼除尘方式为顶吸式,避免硅铁粉和碳粉混合物被风机抽走,比侧吸式更稳定。2、通过采用硅铁粉和碳粉混合物进行生产低碳焊丝钢精炼造渣脱氧,发挥混合物的持续发泡、脱氧功能,解决了精炼低碳焊丝钢全过程还原气氛,降低钢水二次氧化,提高钢水洁净度。3、本发明使用混合物进行脱氧造渣,具有比传统造渣脱氧工艺更好的使用性能,同时,实现了绿色无污染低成本炼钢生产,具有显著的经济效益和社会效益,提高企业竞争力,拓展了生存发展空间。4、钢水增碳0.005-0.015%,钢水氧活度控制在5-10ppm,整个精炼过程炉渣FeO+MnO含量≤1.0%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

低碳焊丝钢的LF精炼脱氧方法,具体步骤如下:

1)LF精炼炉准备:顶吸式除尘,将硅铁粉和碳粉(3:1)混合搅后装入LF炉料仓。

2)转炉终点及出钢控制:转炉终点碳含量控制在C:0.03-0.05%;转炉出钢过程采用硅铁和硅锰合金进行合金化,加入硅铝钡0.5-0.8kg/吨钢,石灰4kg/吨钢,精炼渣4kg/吨钢,出钢完毕,钢水化学成分及质量百分含量控制如下:C:0.04-0.06%,Al≤0.006%,起吊温度≥1580℃。

3)LF精炼脱氧造渣:钢水到达LF炉时,接通氩气进行破壳,进入处理位后,先加入石灰2-3kg/吨钢,搅拌后测温≥1550℃,开始下电极加热。第一次加热时间控制在8-10min,加热开始2-3min后,通过料仓向渣面加入硅铁粉和碳粉混合物0.25-0.4kg/吨钢,持续加热过程中小批量、多批次加入硅铁粉和碳粉混合物,混合物加入量控制在0.15-0.25kg/吨钢/次,加入次数≥3次,加热过程底吹流量控制在150-200NL/min,第一次加热过程混合物的加入总量控制在0.7-1.4kg/吨钢,加热结束前2min禁止加入硅铁粉和碳粉混合物,加热结束后及时蘸渣样取样、测温,渣状变透明,渣色变绿即可。根据第一块钢样及时调整成分合格,结合钢水温度开始第二次加热,这个过程加入硅铁粉和碳粉混合物的次数≥2次,总量控制在0.4-0.5kg/吨钢。成分温度合适后开始钙处理以及弱吹,整炉钢硅铁粉和碳粉混合物加入质量控制在1.1-1.9kg/吨钢,通过碳粉发泡和硅铁粉脱氧快速降低渣的氧化性,并全过程保持精炼过程还原气氛。钢水增碳0.005-0.0015%,钢水氧活度控制在5-10ppm。整个精炼过程炉渣FeO+MnO含量≤1.0%。

实施例1

钢种ER70S-6的LF精炼脱氧方法,具体步骤如下:

1)LF精炼炉准备:顶吸式除尘,将硅铁粉和碳粉(3:1)混合搅后装入LF炉料仓。

2)转炉终点及出钢控制:转炉终点碳含量控制在C:0.03%;转炉出钢过程采用硅铁和硅锰合金进行合金化,加入硅铝钡0.5kg/吨钢,石灰4kg/吨钢,精炼渣4kg/吨钢,出钢完毕,钢水化学成分及质量百分含量控制如下:C:0.04%,Al:0.004%,起吊温度1585℃。

3)LF精炼脱氧造渣:钢水到达LF炉时,接通氩气进行破壳,进入处理位后,先加入石灰2kg/吨钢,搅拌后测温1555℃,开始下电极加热。第一次加热时间控制在10min,加热开始3min后,通过料仓向渣面加入硅铁粉和碳粉混合物0.4kg/吨钢,持续加热过程中小批量、多批次加入硅铁粉和碳粉混合物,混合物加入量每次控制在0.25kg/吨钢,加入次数4次,加热过程底吹流量控制在150NL/min,第一次加热过程混合物的加入总量控制在1.4kg/吨钢,加热结束前2min禁止加入硅铁粉和碳粉混合物,加热结束后及时蘸渣样取样、测温,渣状变透明,渣色变绿即可。根据第一块钢样及时调整成分合格,结合钢水温度开始第二次加热,这个过程加入硅铁粉和碳粉混合物的次数3次,总量控制在0.5kg/吨钢。成分温度合适后开始软吹,整炉钢硅铁粉和碳粉混合物加入质量控制在1.9kg/吨钢,通过碳粉发泡和硅铁粉脱氧快速降低渣的氧化性,并全过程保持精炼过程还原气氛。

钢水增碳0.015%,过程炉渣发泡脱氧较好,渣中FeO+MnO为0.8%,钢中氧活度8ppm。

实施例2

钢种EM12K的LF精炼脱氧方法,具体步骤如下:

1)LF精炼炉准备:顶吸式除尘,将硅铁粉和碳粉(3:1)混合搅后装入LF炉料仓。

2)转炉终点及出钢控制:转炉终点碳含量控制在C:0.04%;转炉出钢过程采用硅铁和硅锰合金进行合金化,加入硅铝钡0.8kg/吨钢,石灰4kg/吨钢,精炼渣4kg/吨钢,出钢完毕,钢水化学成分及质量百分含量控制如下:C:0.05%,Al:0.005%,起吊温度1580℃。

3)LF精炼脱氧造渣:钢水到达LF炉时,接通氩气进行破壳,进入处理位后,先加入石灰2.5kg/吨钢,搅拌后测温1550℃,开始下电极加热。第一次加热时间控制在8min,加热开始2min后,通过料仓向渣面加入硅铁粉和碳粉混合物0.25kg/吨钢,持续加热过程中小批量、多批次加入硅铁粉和碳粉混合物,混合物加入量每次控制在0.15kg/吨钢,加入次数3次,加热过程底吹流量控制在200NL/min,第一次加热过程混合物的加入总量控制在0.7kg/吨钢,加热结束前2min禁止加入硅铁粉和碳粉混合物,加热结束后及时蘸渣样取样、测温,渣状变透明,渣色变绿即可。根据第一块钢样及时调整成分合格,结合钢水温度开始第二次加热,这个过程加入硅铁粉和碳粉混合物的次数2次,总量控制在0.4kg/吨钢。成分温度合适后开始软吹,整炉钢硅铁粉和碳粉混合物加入质量控制在1.1kg/吨钢,通过碳粉发泡和硅铁粉脱氧快速降低渣的氧化性,并全过程保持精炼过程还原气氛。

钢水增碳0.005%,过程炉渣发泡脱氧较好,渣中FeO+MnO为1.0%,钢中氧活度10ppm。

实施例3

钢种ER55-Ti的LF精炼脱氧方法,具体步骤如下:

1)LF精炼炉准备:顶吸式除尘,将硅铁粉和碳粉(3:1)混合搅后装入LF炉料仓。

2)转炉终点及出钢控制:转炉终点碳含量控制在C:0.05%;转炉出钢过程采用硅铁和硅锰合金进行合金化,加入硅铝钡0.6kg/吨钢,石灰4kg/吨钢,精炼渣4kg/吨钢,出钢完毕,钢水化学成分及质量百分含量控制如下:C:0.06%,Al:0.006%,起吊温度1590℃。

3)LF精炼脱氧造渣:钢水到达LF炉时,接通氩气进行破壳,进入处理位后,先加入石灰3kg/吨钢,搅拌后测温1560℃,开始下电极加热。第一次加热时间控制在9min,加热开始3min后,通过料仓向渣面加入硅铁粉和碳粉混合物0.3kg/吨钢,持续加热过程中小批量、多批次加入硅铁粉和碳粉混合物,混合物加入量每次控制在0.2kg/吨钢,加入次数4次,加热过程底吹流量控制在180NL/min,第一次加热过程混合物的加入总量控制在1.1kg/吨钢,加热结束前2min禁止加入硅铁粉和碳粉混合物,加热结束后及时蘸渣样取样、测温,渣状变透明,渣色变绿即可。根据第一块钢样及时调整成分合格,结合钢水温度开始第二次加热,这个过程加入硅铁粉和碳粉混合物的次数3次,总量控制在0.45kg/吨钢。成分温度合适后开始软吹,整炉钢硅铁粉和碳粉混合物加入质量控制在1.55kg/吨钢,通过碳粉发泡和硅铁粉脱氧快速降低渣的氧化性,并全过程保持精炼过程还原气氛。

钢水增碳0.008%,过程炉渣发泡脱氧较好,渣中FeO+MnO为0.7%,钢中氧活度5ppm。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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