一种半钢炼钢方法
【专利摘要】本发明公开了一种半钢炼钢方法，该方法包括将含钒铁水经铁水预处理脱硫后进行提钒操作，提钒出半钢时加入硅铁，出完半钢后进行捞钒渣操作，在转炉中兑入捞渣后的半钢并加入废钢进行转炉炼钢，将出钢后的钢水进行吹氩处理，并将吹氩处理结束后的钢水进行连铸。本发明的半钢炼钢方法为一种半钢炼钢时从铁水预处理脱硫到连铸的全流程生产方法，具有低成本、高废钢比（50-90kg废钢/吨钢）、高出钢温度（1680-1710℃）、短流程及操作简单等特点。
【专利说明】一种半钢炼钢方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶金【技术领域】，具体地，涉及一种半钢炼钢方法。
【背景技术】
[0002] 我国攀西地区具有独特的钒钛磁铁矿资源，高炉冶炼时采用钒钛磁铁矿，铁水中 含有较高的钒（〇. 20%_0. 40%)，为了实现资源的综合利用，铁水中的钒要经转炉进行提钒操 作，并将钒氧化进入钒渣再从钒渣中提取钒。提钒氧化钒的同时，碳含量得到了不同程度的 烧损，且硅含量为痕迹；出半钢时往往有部分钒渣随钢流进入半钢罐中，造成钒渣的浪费， 且含钒渣的半钢兑入转炉进行炼钢时既影响转炉成渣也影响溅渣效果。提钒后的半钢碳质 量百分数（3. 0%-3. 8%)较一般铁水低，半钢中硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此半钢冶 炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特 点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低，半钢冶炼要实现高出钢温度， 转炉大量吃废钢非常困难。
[0003] 在现有技术中已有半钢炼钢工艺的报道，如专利申请CN1275625A "半钢脱磷脱硫 炼钢新工艺"是通过在含钒铁矿炼钢工艺流程中增加半钢脱磷、硫工艺，在提钒后的半钢中 加入氧化钙-氧化铁-氟化钙等添加剂并将半钢兑入转炉促进初期化渣脱磷、硫，创造生产 超低磷钢和纯净钢的技术条件。但是，该专利申请只涉及从提钒后到转炉冶炼的脱磷、硫工 艺，并未提及提钒和转炉炼钢的终点控制及全流程生产工艺。
[0004] 现有技术中，尚没有具有低成本、高废钢比、高出钢温度、短流程及操作简单等特 点的半钢炼钢方法的报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种半钢炼钢方法，该方 法为一种半钢炼钢时从铁水预处理脱硫到连铸的全流程生产方法，具有低成本、高废钢比、 高出钢温度、短流程及操作简单等特点。
[0006] 本发明的发明人在研究中意外发现，在半钢炼钢过程中，采用铁水预处理脱硫一 提钒一捞钒渣一转炉炼钢一吹氩一连铸这一流程生产方法，且在提钒出半钢时加入硅铁， 能够实现低成本、高废钢比、高出钢温度、短流程及操作简单的效果。
[0007] 因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种半钢炼钢方法，该方法包括将含钒铁 水经铁水预处理脱硫后进行提钒操作，提钒出半钢时加入硅铁，出完半钢后进行捞钒渣操 作，在转炉中兑入捞渣后的半钢并加入废钢进行转炉炼钢，将出钢后的钢水进行吹氩处理， 并将吹氩处理结束后的钢水进行连铸。
[0008] 本发明的半钢炼钢方法为一种半钢炼钢时从铁水预处理脱硫到连铸的全流程生 产方法，具有低成本、高废钢比（50-90kg废钢/吨钢)、高出钢温度（1680-17KTC )、短流程 及操作简单等特点，具有很好的推广应用前景。
[0009] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0010] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0011] 本发明提供了一种半钢炼钢方法，该方法包括将含钒铁水经铁水预处理脱硫后进 行提钒操作，提钒出半钢时加入硅铁，出完半钢后进行捞钒渣操作，在转炉中兑入捞渣后的 半钢并加入废钢进行转炉炼钢，将出钢后的钢水进行吹氩处理，并将吹氩处理结束后的钢 水进行连铸。
[0012] 本发明方法中，对于可冶炼得到含钒铁水的含钒铁矿石没有特别的限定，可以为 本领域常用的各种含钒铁矿石，例如可以为钒钛磁铁矿。将钒钛磁铁矿进行冶炼后即可得 到含钒铁水。采用钒钛磁铁矿冶炼得到含钒铁水的方法为本领域公知的方法，例如可以通 过高炉冶炼得到含钒铁水。
[0013] 本发明方法中，对于将含钒铁水进行铁水预处理脱硫的方法没有特别的限定， 可以为本领域常用的各种铁水预处理脱硫方法，只要能够满足脱硫处理后铁水中硫含量 彡0. 025重量％即可。例如，铁水预处理脱硫的方法可以为KR法。
[0014] 本发明的发明人在研究中发现，在提钒出半钢时加入硅铁有利于提高炼钢转炉废 钢比和提高出钢温度。提钒操作的方法可以为转炉提钒。优选情况下，在进行提钒操作时， 通过吹氧操作控制提钒终点时的半钢温度3 1360°c，提钒终点时的半钢碳含量3 3. 4重 量％，提钒出半钢时向半钢罐中加入2-5kg硅铁/吨钢。其中，通过吹氧操作控制提钒终点 时的半钢温度和半钢碳含量的方法为本领域技术人员公知的方法，例如可以通过控制吹氧 时间和吹氧强度根据提钒后期降碳速率、升温速率及火焰状况预估进行控制。进一步优选 地,在吹氧操作中，控制吹氧时间为3-6min，吹氧强度为1. 5-2. 5m3/ (min ·吨钢）。
[0015] 本发明中，对于加入的硅铁没有特别的限定，可以为本领域常用的各种硅铁。优选 情况下，硅铁含有75重量％以上的金属硅，10-15重量％的铁，其余为杂质。硅铁中的杂质 为本领域技术人员所公知，例如包括P、S等杂质。
[0016] 本发明方法中，捞钒渣是指在出完半钢后采用捞渣机将半钢罐中70-90重量％的 钒渣捞出，回收渣中钒。捞钒渣操作既避免了钒渣的浪费，降低了生产成本，又避免了含钒 渣的半钢兑入转炉进行炼钢时对转炉成渣和溅渣效果的影响。
[0017] 本发明方法中，转炉炼钢是指将捞渣后的半钢兑入转炉冶炼，兑入半钢后即向炉 内加入废钢。其中，废钢是指在生产生活过程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁， 如钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料(如切边、切头等）以及使用后报废的设备、构 件中的钢铁材料，其含碳量一般小于1. 0重量％，硫、磷含量均不大于0. 03重量％。对于加 入的废钢没有特别的限定，可以为本领域常用的各种废钢，例如废钢可以为连铸坯切头切 尾和/或热轧废材。在转炉中加入废钢时，废钢的加入量根据提钒出半钢时加入的硅铁用 量来确定，确定方式例如可以包括：废钢的基础用量为20-40kg废钢/吨钢，优选为40kg废 钢/吨钢，提钒出半钢时每加入lkg硅铁/吨钢，废钢的加入量在基础用量的基础上增加 10-15kg废钢/吨钢，优选为增加10kg废钢/吨钢。其中，废钢的基础用量为如果提钒出半 钢时不加硅铁，在转炉中加入的废钢的用量。因此，在转炉中加入废钢时，根据硅铁的加入 量，废钢加入量可以为50-90kg废钢/吨钢。
[0018] 本发明方法中，为了达到钢种出钢温度要求，控制转炉炼钢终点时的钢水温度为 1680-17KTC。根据拉碳时测定的钢水温度，通过吹氧操作控制转炉炼钢终点时的钢水温 度。其中，通过吹氧操作控制转炉炼钢终点时的钢水温度的方法为本领域技术人员公知的 方法，例如可以为根据转炉炼钢后期降碳速率、升温速率及火焰状况预估，或使用副枪进行 测量。对于不同的钢种，均可以控制转炉炼钢终点时的钢水温度为1680-17KTC。在拉碳时 测定钢水温度，若测得的钢水温度在1680-17KTC之间，则直接进行出钢操作；若测得的钢 水温度低于1680°C，则加入l_3kg硅铁/吨钢，继续吹氧10-30s，控制转炉炼钢终点时的钢 水温度为1680-17KTC，结束吹氧，以达到钢种出钢的温度要求，并进行出钢操作。
[0019] 本领域技术人员应该理解的是，本发明方法中吹炼即为转炉吹氧冶炼，是指通过 氧枪吹氧及其它操作达到钢水出钢要求的过程。
[0020] 本发明方法中，在转炉炼钢结束吹炼后，将出钢后的钢水进行吹氩处理以微调钢 水成分及控制钢水温度。具体地，将出钢后的钢水送入吹氩站，在吹氩站微调钢水成分并控 制钢水温度以达到浇注钢种要求。虽然对于不同的钢种，在吹氩站最终微调至的钢水成分 和控制的钢水温度相应不同，但在吹氩处理中，对于微调钢水成分的方法和控制钢水温度 的方法没有特别的限定，可以分别为本领域常用的各种方法。例如可以通过加入合金或碳 线微调钢水成分。例如可以通过底吹氩气进行搅拌调整钢水温度，即，可以通过以适当的吹 氩强度底吹氩气对钢包进行搅拌调整钢水温度。优选情况下，底吹氩气时，底吹氩强度为 0. 001-0. 003m3/ (min ·吨钢）。以底吹氩强度为0. 001m3/ (min ·吨钢），吹氩温降按4°C / min计算，每增加0. 001m3/ (min ·吨钢）的底吹氦强度，温降增加4-5°C /min。进行吹氦处 理时吹氩搅拌除了能够对钢水温度进行微调外，还能够促进钢种夹杂物上浮，提高钢水可 浇性和钢水质量。
[0021] 本发明方法中，将吹氩处理结束后的钢水直接进行连铸。对于连铸的方法没有特 别限定，可以为本领域常用的各种连铸的方法。例如可以包括将装有吹氩处理结束后的钢 水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢 水分配到各个结晶器中去，钢水不断地通过水冷结晶器以使铸件成形并迅速凝固结晶，凝 成硬壳后将铸件从结晶器下方出口连续拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的铸 坯。
[0022] 实施例
[0023] 以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
[0024] 以下实施例中，硅铁购自攀钢集团有限公司，牌号为GF-Y。
[0025] 连铸坯切头切尾为攀钢集团有限公司在铸坯生产过程中产生的连铸坯切头切尾。
[0026] 钒钛磁铁矿采自四川攀枝花地区。
[0027] 将含钒铁水进行铁水预处理脱硫的方法为KR法，脱硫处理后铁水中硫含量 < 0. 025 重量 ％。
[0028] 半钢碳含量及铸坯中C、Si、Μη、P、S的含量通过原子吸收光谱仪(购自西化仪(北 京）科技有限公司，型号：TNZ1_S)分析测得。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例用于说明本发明的半钢炼钢方法。
[0031] 采用钒钛磁铁矿进行冶炼得到含钒铁水，含钒铁水经铁水预处理脱硫后进行提 钒，吹氧时间为4min，吹氧强度为2m3/(min ·吨钢)，提钒终点时半钢温度为1360°C，提钒终 点时半钢碳含量为3. 4重量％，提钒出半钢时向半钢罐中加入2kg硅铁/吨钢，出完半钢后 采用捞渣机在炉后小平台进行捞钒渣操作，将半钢罐中80重量％的钒渣捞出，结束捞钒渣 操作。将捞渣后的半钢兑入120t炼钢转炉进行冶炼，兑入半钢后加入50kg连铸坯切头切 尾/吨钢，并下枪吹炼。拉碳时用副枪测得钢水温度为1660°C，此时加入lkg硅铁/吨钢继 续吹氧l〇s，得到转炉炼钢终点钢水温度为1680°C，结束吹氧，进行出钢操作。出钢后在吹 氩站将钢水成分调整到B(PSL1)钢的要求范围，并测定钢水温度为1600°C，此时以底吹氩 强度为〇. 〇〇lm3/ (min ·吨钢）底吹氩气对钢包进行搅拌调整钢水温度，搅拌15min后得到 钢水温度为1540°C，将吹氩处理结束后的钢水进行浇注，浇注时中包温度为1535°C，得到 合格铸坯，其中，得到的铸坯中：C :0. 19重量％、Si :0. 23重量％、Mn :0. 52重量％、P :0. 013 重量％、S :0.010重量％。
[0032] 实施例2
[0033] 本实施例用于说明本发明的半钢炼钢方法。
[0034] 采用钒钛磁铁矿进行冶炼得到含钒铁水，含钒铁水经铁水预处理脱硫后进行提 钒，吹氧时间为6min，吹氧强度为1. 5m3/(min ·吨钢），提钒终点时半钢温度为1370°C，提钒 终点时半钢碳含量为3. 5重量％，提钒出半钢时向半钢罐中加入4kg硅铁/吨钢，出完半钢 后采用捞渣机在炉后小平台进行捞钒渣操作，将半钢罐中70重量％的钒渣捞出，结束捞钒 渣操作。捞渣后的半钢兑入120t炼钢转炉进行冶炼，兑入半钢后加入80kg连铸坯切头切 尾/吨钢，并下枪吹炼。拉碳时用副枪测得钢水温度为1685°C，此时不须加硅铁和补吹，直 接进行出钢操作。出钢后在吹氩站将钢水成分调整到冶炼45号优质碳素结构钢的要求范 围，并测定钢水温度为1575°C，此时以底吹氩强度为0. 002m3/ (min ·吨钢）底吹氩气对钢 包进行搅拌调整钢水温度，搅拌6min后得到钢水温度为1527°C，将吹氩处理结束后的钢水 进行浇注，浇注时中包温度为1525°C，得到合格铸坯，其中，得到的铸坯中：C :0.45重量％、 Si :0. 25 重量 ％、Μη :0. 64 重量 ％、P :0. 014 重量 ％、S :0. 012 重量 ％。
[0035] 实施例3
[0036] 本实施例用于说明本发明的半钢炼钢方法。
[0037] 采用钒钛磁铁矿进行冶炼得到含钒铁水，含钒铁水经铁水预处理脱硫后进行提 钒，吹氧时间为3min，吹氧强度为2. 5m3/(min ·吨钢)，提钒终点时半钢温度为1360°C，提钒 终点时半钢碳含量为3. 4重量％，提钒出半钢时向半钢罐中加入5kg硅铁/吨钢，出完半钢 后采用捞渣机在炉后小平台进行捞钒渣操作，将半钢罐中90重量％的钒渣捞出，结束捞钒 渣操作。捞渣后的半钢兑入120t炼钢转炉进行冶炼，兑入半钢后加入90kg连铸坯切头切尾 /吨钢，并下枪吹炼。拉碳时用副枪测得钢水温度为1645°C，此时加入2kg硅铁/吨钢继续 吹氧30s，得到转炉炼钢终点钢水温度为17KTC，结束吹氧，进行出钢操作。出钢后在吹氩 站将钢水成分调整到HRB400的要求范围，并测定钢水温度为1615°C，此时以底吹氩强度为 0. 003m3/ (min ·吨钢）底吹氩气对钢包进行搅拌调整钢水温度，搅拌7min后得到钢水温度 为1531°C，将吹氩处理结束后的钢水进行浇注，浇注时中包温度为1530°C，得到合格铸坯， 其中，得到的铸坯中刃 ：0.20重量％、5丨：0.50重量％、]?11:1.40重量％、？：0.015重量％、3 : 0. 011 重量 ％。
[0038] 本发明的半钢炼钢方法为一种半钢炼钢时从铁水预处理脱硫到连铸的全流程生
【权利要求】
1. 一种半钢炼钢方法，其特征在于，该方法包括将含钒铁水经铁水预处理脱硫后进行 提钒操作，提钒出半钢时加入硅铁，出完半钢后进行捞钒渣操作，在转炉中兑入捞渣后的半 钢并加入废钢进行转炉炼钢，将出钢后的钢水进行吹氩处理，并将吹氩处理结束后的钢水 进行连铸。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，在进行提钒操作时，通过吹氧操作控制提钒终点 时的半钢温度会1360°C，提钒终点时的半钢碳含量会3.4重量％，提钒出半钢时加入2-51^ 硅铁/吨钢。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅铁含有75重量％以上的金属硅，10-15重 量％的铁，其余为杂质。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，废钢为连铸坯切头切尾和/或热轧废材。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，捞钒渣时捞出70-90重量％的钒渣。
6. 根据权利要求2所述的方法，其中，在转炉中加入废钢时，废钢的基础用量为 20-40kg废钢/吨钢，提钒出半钢时每加入lkg硅铁/吨钢，废钢的加入量在基础用量的基 础上增加 l〇-15kg废钢/吨钢。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中，控制转炉炼钢终点时的钢水温度为 1680-17KTC。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，在拉碳时测定钢水温度，若测得的钢水温度在 1680-17KTC之间，则直接进行出钢操作；若测得的钢水温度低于1680°C，则加入l_3kg硅 铁/吨钢，继续吹氧10-30s，控制转炉炼钢终点时的钢水温度为1680-17KTC，结束吹氧，进 行出钢操作。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述吹氩处理中，通过底吹氩气进行搅拌调整钢 水温度。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述底吹氩气时，底吹氩强度为 0. 001-0. 003m3/ (min ·吨钢）；以底吹氩强度为0. 001m3/ (min ·吨钢），吹氩温降按4°C / min计算，每增加0. 001m3/ (min ·吨钢）的底吹氦强度，温降增加4-5°C /min。
【文档编号】C21C7/072GK104060019SQ201410103941
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】陈均, 曾建华, 杨晓东, 梁新腾, 杨森祥, 李平凡, 张龙超, 黄生权, 陈路, 张彦恒 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司