一种钢的冶炼方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种冶炼方法，特别涉及一种钢的冶炼方法。
【背景技术】
[0002] 在钢的冶炼方法中，要求炼出来的钢中Η、0、Ν以及非金属杂质含量少。目前，在钢 的冶炼行业中，H的含量要求控制在I. 5PPM以下；N的含量要求控制在120PPM以下，O的含 量要求控制在25PPM以下。而现有冶炼方法得到的成品钢中，非金属杂质的含量基本稳定 在0. 5~2. 5级范围内。
[0003] 控制钢中的非金属杂质，除了严格控制原料钢水中的非金属杂质以外，另一个关 键问题就是要严格控制〇,进而减少炼钢二次氧化过程中发生氧化反应，生成杂质。目前在 钢包精炼炉（LF炉）冶炼工序中，脱氧方面未做到精细化操作，大多采用C粉、Al块脱氧， 且C粉和Al块的加入时间和加入量比较随意，导致脱氧能力差，冶炼的钢中会引入过多的 〇、N和非金属杂质等，无法达到行业标准，严重影响钢的性能。此外，虽然采用C粉的脱氧 成本低，但是随着钢水中的0含量逐渐减少，C的脱氧能力逐渐减弱，无法将剩余的0脱出。
[0004] 钢的质量好坏与H含量密切相关。在钢的冶炼、凝固过程中，H含量过高，会导致 在降温至200-300°时，H汽化在Fe之间析出，造成钢间裂纹，严重降低钢材的硬度，因此需 要进行抽真空处理。在冶金炼钢领域，目前抽真空采用的是蒸汽流真空泵的罗茨泵组。它 是由锅炉燃烧产生水蒸汽，水蒸汽在管道喷射形成射流气体，射流气体经过真空罐体上口 带出气体，完成抽真空。该系统通过出气口的气体含有大量的水蒸气，使炼出的钢中H含量 大于I. 5PPM，难以达到行业标准的1PPM。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种钢的冶炼方法。 在本发明所述冶炼方法中，在钢包精炼炉（LF炉）冶炼工序中，采用BaAlSi、CaSi、Al线等 作为强脱氧剂，同时加入适量碳粉，显著提高了 LF炉的脱氧能力，可有效降低钢中的0含量 和非金属杂质含量。同时，真空脱气炉（VD炉）冶炼工序在机械真空泵精炼炉系统中进行， 可有效降低钢中的H含量。本发明所述冶炼方法还能有效控制钢中的N含量。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
[0007] 本发明所述钢的冶炼方法，包括电弧炉冶炼、钢包精炼炉冶炼、真空脱气炉冶炼、 浇铸，所述钢包精炼炉冶炼工序为：渣白吹氩气，搅拌3~5min ;第一次成分分析，加碳粉； 第二次成分分析，渣白喂Al线0. 1~0. 6kg/吨钢，加 BaAlSiO. 5~2kg/吨钢，同时加碳 粉；调整合金组分以后，吹氩气搅拌3~5min，加 BaAlSil~3kg/吨钢，并按Si的技术标准 下限加 Si，同时加碳粉；终脱氧后，喂Al线0. 1~0. 6kg/吨钢；吊包前再加入BaAlSi 1~ 3kg/吨钢，喂CaSi线0· 1~Ikg/吨钢；
[0008] 所述真空脱气炉冶炼工序为：所述真空脱气炉冶炼工序在机械真空泵精炼炉系 统中进行；所述机械真空泵精炼炉系统包括通过真空管道依次连接的机械真空泵机组、除 尘器和真空罐；所述机械真空泵机组包括单列依次连接的主机械真空泵、中间机械真空泵 和水循环前级泵；所述中间机械真空泵包括依次连接的两个机械真空泵；所述主机械真空 泵、中间机械真空泵分别连接有用于自动控制主机械真空泵、中间机械真空泵的变频器。
[0009] 在现有技术中，LF炉冶炼工序大多采用C粉、Al块脱氧，且C粉和Al块的加入时 间和加入量比较随意，导致脱氧能力差，冶炼的钢中会引入过多的〇和非金属杂质等，严重 影响钢的性能。此外，随着钢水中的O含量逐渐减少，C的脱氧能力逐渐减弱，无法将剩余 的O脱除。发明人经大量试验，发现在钢的冶炼方法中，采用本发明所述的LF炉冶炼方法， 即采用BaAlSi、CaSi、Al线等作为强脱氧剂，同时在不同阶段加入适量碳粉，使各阶段脱氧 发生共增强的作用，可显著提高LF炉的脱氧能力，O基本可完全脱除，避免了因现有技术中 脱氧剂的加入时间和加入量比较随意而导致脱氧能力差为问题。本发明所述LF炉冶炼工 序使钢中O的含量降低至22PPM以下，非金属杂质稳定在0.5级。同时，在所述LF炉冶炼 工序中，强脱氧剂的使用量小，成本低。
[0010] 本发明所述真空脱气炉冶炼工序在机械真空泵精炼炉系统中进行，即采用该机械 真空泵精炼炉系统代替传统的真空脱气炉。传统的真空脱气炉通过出气口的气体含有大量 的水蒸气，导致在钢的冶炼、凝固过程中，H含量过高造成钢间裂纹。而本发明采用的精炼 炉系统为干式真空，以机械能反应，由于没有水而不存在水蒸气和反流，可以有效降低钢中 的H含量。本发明所述真空脱气炉冶炼工序与传统的真空脱气炉冶炼工序相比，操作工序 基本相同，但是具有更佳的脱H效果和脱H效率，且能耗较传统的真空脱气炉冶炼工序降低 了 90~95%，对于钢的冶炼具有突出的促进作用。
[0011] 进一步优选地，所述钢包精炼炉冶炼工序为：渣白吹氩气，搅拌3~5min ;第一次 成分分析，加碳粉；第二次成分分析，渣白喂Al线0. 4kg/吨钢，加 BaAlSilkg/吨钢，同时 加碳粉；调整合金组分以后，吹氩气搅拌3~5min，加 BaAlSi Ikg/吨钢，并按Si的技术标 准下限加 Si，同时加碳粉；终脱氧后，喂Al线0. 4kg/吨钢；吊包前再加入BaAlSi 2kg/吨 钢，喂CaSi线0. 6kg/吨钢。通过以上优选，可以进一步提高脱氧能力，使钢中O含量低至 19ppm。通过以上优选，可以进一步优化LF炉冶炼工序中脱氧剂的加入量，使脱氧能力最 佳。
[0012] 优选地，在所述电弧炉（EAF炉）冶炼工序中：
[0013] 熔化步骤为：通过将电弧炉通电熔化炉料，并调节氧气流量为200~800m3/h对炉 料助熔，当炉料熔清时将电弧炉断电；
[0014] 升温步骤为：炉料熔清后继续向炉内吹氧、造泡沫渣、升温，至熔体温度达到 1570~1590°C，升温步骤中氧气流量为300~500m 3/h ;
[0015] 氧化步骤为：当熔体温度达到1570~1590°C时，控制氧枪的氧气流量为300~ 800m 3/h，造泡沫澄、脱碳；
[0016] 当所述原料准备步骤化清碳小于0. 5,在熔化步骤炉内有液体时喷入碳粉以造泡 沫渣，使泡沫渣厚度高于200mm，当泡沫渣厚度高于300mm，对电弧炉断电并降低氧气流量 为200~400m 3/h，当泡沫渣厚度低于50mm时再喷碳粉；
[0017] 当所述原料准备步骤化清碳大于1. 0,在熔化步骤炉内有液体时加入氧化铁以造 泡沫渣，使泡沫厚度低于300mm，若泡沫渣厚度高于300mm，对电弧炉断电并降低氧气流量 为 200 ~400m3/h ;
[0018] 氧枪枪头在炉内距钢液的高度< 100mm ;造泡沫渣过程中，泡沫渣厚度高于200mm 时，氧枪枪头应埋进泡沫渣，且距钢液的高度多100mm。
[0019] 在上述EAF冶炼工序中，氧化温度彡1580 °C，严禁低温氧化，过氧化；脱C量 彡0. 40% ;终点C彡0. 28% ;P彡0. 10% ;出钢温度为1640~1650°C，严禁出氧化渣；出钢 过程加部分渣料，Mn进技术标准下限。
[0020] 上述EAF炉冶炼工序，能稳定持续地炼钢，氧化步骤脱碳速度控制在小于0. 5 [ % C]/min范围内，无大沸腾事故的发生，保护并增加了冶炼设备的使用寿命，同时提高了吹氧 效率，缩短了约20 %的冶炼时间，节省了吹氧管消耗，节省约20 %的耐火材料，降低了生产 成本。
[0021] 优选地，在上述LF炉冶炼工序中，当钢水中S的重量百分比含量彡0.01 %时，开 始吊包。优选地，所述吊包温度为1630~1640°C。通过以上优选，可以进一步提高脱氧能 力，进而提尚钢的性能。
[0022] 优选地，在上述LF炉冶炼工序中，加入碳粉的总重量为3~4kg/吨钢。所述3~ 4kg/吨钢的碳粉分阶段加入，各阶段按照常规碳粉的添加方式加入适量即可。采用分阶段 加入碳粉的方式，可以使碳粉更好地与各阶段加入的强脱氧剂BaAlSi和CaSi等发生协同 增效的作用，在提高脱氧能力的同时，降低强脱氧剂的使用量，节约成本。进一步优选地，所 述LF炉冶炼工序中，加入碳粉的总重量为3~3. 5kg/吨钢。最佳优选地，所述LF炉冶炼 工序中，加入碳粉的总重量为3kg/吨钢。
[0023] 优选地，所述真空脱气炉冶炼工序中，极限真空度保持时间多15min ;当真空度 多200Pa时，吹氩气搅拌3~5min。通过以上优选，可以进一步降低钢中的H含量，提高成 品钢的硬度等性能。
[0024] 本发明所述的浇铸工序按常规钢冶炼浇铸工序进行即可，开浇温度（熔点