一种低成本碳化硅脱氧方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种低成本碳化硅脱氧方法 【【技术领域】】
[0001] 本发明涉及LF精炼【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-CaF 2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：① 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CaF 2还会与渣中其它组元反应，生成含氟气体 对污染环境；②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；③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；④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°C，吨钢石灰加入量 4. 0?6. 0kg，吨钢萤石加入量I. 0?I. 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 ;
[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?I. Okg ;
[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 ;
[0012] (12)调整保护性气体至软吹状态，软吹时间8?lOmin，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. 42?0. 45降低至0. 31?0. 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°C，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I. 2kg，取渣样为黄 白渣；
[0027] E、调整氦气流量为200NL/min进行加速钢渔界面反应,再通电3min,取渔样为白 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：① 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，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CaF 2还会与渣中其它组元反应，生成含氟气体对污染环境；②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；③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. O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：① 造渣作用；②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°C，吨钢石灰加入量4. 0kg，吨 钢萤石加入量I. 〇kg，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SiO 2，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5102和〇)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，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Si02,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。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°C，吨钢石灰加入量6. 0kg，吨 钢萤石加入量I. 5kg，加料时间3min加石灰时间I. 5min，加石灰时大流量吹氩搅拌，氩气流 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 碳化硅加入量〇.4kg，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I. 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lOmin，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°C，吨钢石灰加入量5. Okg，吨 钢萤石加入量I. 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 碳化硅加入量〇. 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)调整氦气流量为240NL/min进行加速钢渔界面反应,再通电4min,取渔样为白 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°C，吨钢石灰加入量4. Okg，吨 钢萤石加入量I. Okg，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 %碳化硅后加入电石，随后再加入30 %碳化娃，取渣样为黄 白渣；本工艺吨钢累计脱氧剂加入量为I. 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%碳化硅一电石一30%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。
【权利要求】
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 ; (2) 将钢包移位至精炼处理位，精炼开始温度1520?1580°C，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) 调整保护性气体至软吹状态，软吹时间8?lOmin，保护性气体流量130?150NL/ min〇
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。
【文档编号】C21C7/06GK104263883SQ201410539640
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】李强刚, 张云田, 孟宪新, 孙作迎, 朱国军 申请人:日照钢铁控股集团有限公司