本发明涉及冶金
技术领域：
，特别涉及一种焊丝钢增硫的方法。
背景技术：
：焊丝是作为填充金属或同时作为导电用的金属丝焊接材料，一般由焊丝母材(即焊丝钢)不经退火直接拉拔至0.8～1.2mm，焊丝钢的纯净度直接影响到拉拔过程中的断头率。为保证焊丝加工过程中的拉拔生产顺利进行，提高焊丝的成品率，要求焊丝钢的全氧含量低。同时，为保证焊丝焊接后焊缝表面质量美观，要求焊丝中有一定的硫含量。目前，降低全氧含量只能通过提高精炼渣碱度、降低精炼渣氧化性来实现，但高碱度、低氧化性精炼渣的脱硫能力较强。国内外钢铁企业为确保焊丝钢中夹杂物最大程度的塑化，一般采用低碱度(1.5～2.2)精炼渣系。但在实际生产过程中，为追求精炼后的钢水全氧含量保持在较低水平，精炼渣碱度仍需按照中上限控制。因此，在LF精炼炉还原性气氛下，低碱度精炼渣系模式脱硫能力仍然较强，导致精炼后的钢水硫含量较低。对于绝大多数钢种来说，硫是钢中的有害元素，因此，脱硫是炼钢的基本任务之一。为满足多种非精炼钢种的需求，多座转炉生产企业都将高炉生产铁水的硫含量按照低硫钢种入炉铁水的要求控制，尽量做到硫含量最低。在此情况下，为保证钢水硫含量符合要求，需加入硫铁合金或喂入硫铁线。而为了最大限度的提升钢水的纯净度，精炼后的钢水要求有一定的软吹时间，由于精炼渣硫容量较高，软吹过程中加入的硫元素很容易被精炼渣脱除，导致成品中硫含量波动。通过配加铁水预脱硫产物或LF炉精炼回收渣，即将废钢和铁水预脱硫产物或回收渣一起加入炉底，也可以增加钢水冶炼终点硫含量。但该方法不足之处是：CaO基脱硫方法脱硫产物中含有CaF，加入炉内后侵蚀炉衬；Mg基脱硫法脱硫产物产量少，不能满足大批量冶炼焊丝钢种需要；精炼回收渣硫含量(0.4％左右)低，且容易粉化。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种焊丝钢增硫的方法。本发明提供的焊丝钢增硫的方法操作简单，能够有效增硫，且能提高硫含量的稳定性。本发明提供了一种焊丝钢增硫的方法，在转炉冶炼时，以高硫铁矿石代替低硫含铁冷料作为含铁冷料，所述高硫铁矿石的含硫量为0.85wt％以上，同时补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。优选的，所述高硫含铁矿料为海南块矿。优选的，所述海南块矿的加入量的计算公式如式Ⅰ所示其中，M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；M渣为未使用海南块矿时转炉渣量均值；M出钢量为未使用海南块矿时转炉出钢量均值；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值；η1为原含铁冷料中铁元素的收得率；η2为海南块矿中铁元素的收得率；S1为未使用海南块矿时转炉冶炼终点钢水硫含量均值；S2为转炉冶炼终点钢水硫含量目标值；S3为未使用海南块矿时转炉冶炼终点渣中硫含量均值；S4为转炉冶炼终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量；S5为原含铁冷料中硫含量；S6为海南块矿中硫含量；S7为白灰中硫含量；B1为原含铁冷料中SiO2含量均值；B2为海南块矿中SiO2含量均值；P1为原含铁冷料中全铁含量均值；P2为海南块矿中全铁含量均值。优选的，所述白灰的补加量的计算公式如式Ⅱ所示其中，M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；C为白灰中CaO的含量；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值；B1为原含铁冷料中SiO2含量均值；B2为海南块矿中SiO2含量均值；B3为白灰中SiO2含量均值。优选的，所述镁球的补加量的计算公式如式Ⅲ所示其中，M镁球补加量为使用海南块矿时镁球的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；P1为原含铁冷料中全铁含量均值；P2为海南块矿中全铁含量均值；m1为转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值；m2为镁球中MgO的含量。优选的，所述海南块矿、白灰和镁球的冷却效果与原含铁冷料的冷却效果的关系满足式Ⅳ其中，M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；M镁球补加量为使用海南块矿时镁球的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；λ1为原含铁冷料与白灰的冷却效应换算值；λ2为海南块矿与白灰的冷却效应换算值。优选的，所述海南块矿、白灰和镁球的冷却效果与原含铁冷料的冷却效果差产生的热量富裕通过补加海南块矿进行调整。优选的，所述低硫含铁冷料包括PB块矿、南非块矿、烧结矿和球团矿中的一种或多种。本发明提供了一种焊丝钢增硫的方法，在转炉冶炼时，以高硫铁矿石代替低硫含铁冷料作为含铁冷料，所述高硫铁矿石的含硫量为0.85wt％以上，同时补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。本发明利用转炉氧化气氛下钢渣-钢水低硫分配比的技术原理，冶炼过程中以含硫量为0.85wt％以上的高硫铁矿石代替低硫含铁冷料作为含铁冷料，在满足转炉冶炼热平衡的前提下，提高转炉冶炼系统中硫含量，同时提高精炼渣中硫含量，降低精炼渣的硫容量，从而降低软吹过程中硫的脱除量，代替硫线或硫铁增硫，使硫含量得到稳定控制。实验结果表明，本发明提供的焊丝钢增硫的方法，能够满足转炉冶炼热平衡，且精炼后钢水硫含量稳定在0.009～0.017wt％，满足成品控制要求。具体实施方式本发明提供了一种焊丝钢增硫的方法，在转炉冶炼时，以高硫铁矿石代替低硫含铁冷料作为含铁冷料，所述高硫铁矿石的含硫量为0.85wt％以上，同时补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。本发明以高硫铁矿石代替低硫含铁冷料作为含铁冷料，所述高硫铁矿石的含硫量为0.85wt％以上，优选为0.85～1.1wt％，更优选为0.9～1.1wt％。在本发明中，所述高硫含铁矿料优选为海南块矿。在本发明中，所述海南块矿的成分优选如表1所示。在本发明中，所述海南块矿的硫含量较高，单位质量矿石中铁元素还原后产生的渣量中硫含量达到2％以上；同时海南块矿中磷含量低，对转炉冶炼脱磷起到有益效果。表1海南块矿成分TFe％SiO2％S％P％Al2O3+TiO2+MnO等50.02～57.3210.67～15.070.85～1.100.016～0.027余量本发明对所述低硫含铁冷料的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼的含铁冷料即可。在本发明中，所述低硫含铁冷料包括PB块矿、南非块矿、烧结矿和球团矿中的一种或多种。本发明对所述焊丝钢的冶炼的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的焊丝钢转炉冶炼的技术方案即可。本发明优选根据现有焊丝钢生产的原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度确定海南块矿的加入量。在本发明中，所述海南块矿的加入量的计算公式优选如式Ⅰ所示其中，M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；M渣为未使用海南块矿时转炉渣量均值；M出钢量为未使用海南块矿时转炉出钢量均值；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值；η1为原含铁冷料中铁元素的收得率；η2为海南块矿中铁元素的收得率；S1为未使用海南块矿时转炉冶炼终点钢水硫含量均值；S2为转炉冶炼终点钢水硫含量目标值；S3为未使用海南块矿时转炉冶炼终点渣中硫含量均值；S4为转炉冶炼终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量；S5为原含铁冷料中硫含量；S6为海南块矿中硫含量；S7为白灰中硫含量；B1为原含铁冷料中SiO2含量均值；B2为海南块矿中SiO2含量均值；P1为原含铁冷料中全铁含量均值；P2为海南块矿中全铁含量均值。本发明对所述原含铁冷料的加入量M原含铁冷料、未使用海南块矿时转炉出钢量均值M出钢量、转炉冶炼终点渣碱度控制均值R、原含铁冷料中铁元素的收得率η1、海南块矿中铁元素的收得率η2、未使用海南块矿时转炉冶炼终点钢水硫含量均值S1、未使用海南块矿时转炉冶炼终点渣中硫含量均值S3、原含铁冷料中硫含量S5、海南块矿中硫含量S6、白灰中硫含量S7、原含铁冷料中SiO2含量均值B1；海南块矿中SiO2含量均值B2、原含铁冷料中全铁含量均值P1、海南块矿中全铁含量均值P2的选择没有特殊的限定，根据所用原料及现有技术中的生产情况进行确定即可。本发明对所述未使用海南块矿时转炉渣量均值M渣的计算方法没有特殊的限定，根据本领域常规的计算方法进行计算即可。在本发明中，所述M渣优选根据原料中的锰平衡进行计算。本发明对所述转炉冶炼终点钢水硫含量目标值S2和转炉冶炼终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量S4的方法没有特殊的限定，根据本领域技术人员熟知的硫含量计算方法进行确定即可。在本发明中，所述S2的确定优选包括以下步骤：建立精炼渣脱硫率ηs％与精炼渣碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程①ηs％＝α1+β1×R-ξ1×FeO％，α1、β1和ξ1为常数；根据所述线性回归方程①计算精炼渣脱硫率ηs％；根据所述精炼渣脱硫率ηs％和精炼后钢水中硫含量目标值计算S2。本发明优选建立精炼渣脱硫率ηs％与精炼渣碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程①ηs％＝α1+β1×R-ξ1×FeO％，α1、β1和ξ1为常数。本发明对所述线性回归方程①建立的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的数据分析软件建立即可。在本发明中，所述线性回归方程①的建立优选基于现有焊丝钢生产原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度。得到线性回归方程①后，本发明优选根据所述线性回归方程①计算精炼渣脱硫率ηs％。在本发明对所述线性回归方程①中的R和FeO％的值的选择没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法根据所用原料进行调整即可。在本发明中，所述S4的确定优选包括以下步骤：建立转炉渣硫分配系数Ls与转炉冶炼终点渣碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程②Ls＝α2+β2×R-ξ2×FeO％，α2、β2和ξ2为常数；根据所述线性回归方程②计算Ls；根据所述Ls和转炉冶炼终点渣分配系数式计算S4。本发明优选建立转炉渣硫分配系数Ls与转炉冶炼终点渣碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程②Ls＝α2+β2×R-ξ2×FeO％，α2、β2和ξ2为常数。本发明对所述线性回归方程②建立的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的数据分析软件建立即可。在本发明中，所述线性回归方程②的建立优选基于现有焊丝钢生产原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度。得到线性回归方程②后，本发明优选根据所述线性回归方程②计算Ls。在本发明对所述线性回归方程②中的R和FeO％的值的选择没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法根据所用原料进行调整即可。得到Ls后，本发明优选根据所述Ls和转炉冶炼终点渣分配系数式计算S4。在本发明中，对所述转炉冶炼终点渣分配系数式优选为式Ⅴ其中，(S)％为转炉冶炼终点渣中硫含量，[S]％为转炉冶炼终点钢水中硫含量。在本发明中，所述式Ⅴ中(S)％的值即为S4。在本发明中，所述原含铁冷料优选为低硫含铁冷料，更优选为PB块矿。在本发明中，所述PB块矿的成分优选如表2。表2PB块矿成分TFe％SiO2％S％P％Al2O3+TiO2+MnO等60.05～63.311.94～5.110.018～0.0280.063～0.115余量本发明提供的方法在所述转炉冶炼时补加造渣料，所述造渣料优选包括白灰和镁球。在本发明中，由于海南块矿硅含量高，所述白灰的补加可以保证终渣的碱度；所述镁球的补加可以保证渣中的MgO含量。本发明优选根据现有焊丝钢生产的原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度以及海南块矿的加入量确定白灰和镁球的补加量。在本发明中，白灰的补加量的计算公式优选如式Ⅱ所示其中，M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；C为白灰中CaO的含量；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值；B1为原含铁冷料中SiO2含量均值；B2为海南块矿中SiO2含量均值；B3为白灰中SiO2含量均值。本发明对所述白灰的成分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼的白灰即可。在本发明中，所述白灰的成分优选如表3。表3白灰成分CaO％SiO2MgO％S％杂质89.36～94.660.64～1.210.98～2.230.019～0.028余量在本发明中，所述镁球的补加量的计算公式如式Ⅲ所示其中，M镁球补加量为使用海南块矿时镁球的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；P1为原含铁冷料中全铁含量均值；P2为海南块矿中全铁含量均值；m1为转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值；m2为镁球中MgO的含量。本发明对所述转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值m1和镁球中MgO的含量m2的选择没有特殊的限定，根据现有技术中的原料及生产状况进行选择即可。本发明对所述镁球的成分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼的镁球即可。在本发明中，所述白灰的成分优选如表4。表4镁球成分MgO％SiO2％杂质60.01～65.073.08～5.72余量在本发明中，所述海南块矿、白灰和镁球的冷却效果与原含铁冷料的冷却效果的关系优选满足式Ⅳ其中，M白灰补加量为使用海南块矿时白灰的补加量；M镁球补加量为使用海南块矿时镁球的补加量；M海南块矿为海南块矿的加入量；M原含铁冷料为原含铁冷料的加入量；λ1为原含铁冷料与白灰的冷却效应换算值；λ2为海南块矿与白灰的冷却效应换算值。在本发明中，所述镁球的冷却效果优选与白灰的冷却效果相同。本发明对所述λ1和λ2的选择没有特殊的限定，根据现有技术中的原料进行确定即可。在本发明中，所述λ1优选为3.8～4.2；所述λ2优选为2.8～3.2。在本发明中，当所述式Ⅳ中海南块矿、白灰和镁球的冷却效果与原含铁冷料的冷却效果的比值小于1时，所述海南块矿、白灰和镁球的冷却效果与原含铁冷料的冷却效果产生的热量富裕优选通过补加海南块矿进行调整。本发明对所述海南块矿的补加量的确定没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的含铁冷料补加量的确定方法即可。为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的焊丝钢增硫的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。对比例:转炉装入量为88t，其中铁水量为84t、废钢量为4t；冶炼过程冷铁料使用PB块矿，加入量为3.2～3.8t，均值为3.5t；造渣料种类为白灰、镁球、生白云石，其中，白灰加入量为3034～3690kg，均值为3280kg、镁球加入量410～492kg，均值为451kg、生白云石加入量为1558～2050kg，均值为1886kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.015～0.025％，均值为0.020％，P含量为0.130～0.150％，均值为0.140；Si含量为0.20～0.40％，均值为0.30％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.015～0.025％，均值为0.021％；冶炼终点C含量为0.04～0.05％，均值为0.045％，P含量为0.012～0.018％，均值为0.015％，S含量为0.009～0.021％，均值为0.016％；温度为1605～1620℃，均值1610℃；转炉终渣成分：CaO含量为29.52～35.80％，均值为32.46％；SiO2含量为7.91～10.73％，均值为9.58％；MgO含量为6.58～8.41％，均值为7.43％；FeO含量为16～25％，均值为20％，S含量为0.029～0.052％，均值为0.040％；碱度R为2.78～3.23，均值为3.0；Ls为2.13～2.85，均值为2.5；精炼渣碱度R为1.78～2.20，均值为2.0；FeO含量为0.60～0.86％，均值为0.75％，脱硫率ηs％为64.54～79.17％，均值为71.84％；本对比例的上述数据为多炉次数据的范围及均值，通过上述多组数据利用SPASS软件得到的线性回归方程①为：ηs％＝16.06+30.53×R-6.81×FeO％；利用SPASS软件得到的线性回归方程②为：Ls＝1.36+0.80×R-0.063×FeO％。实施例1:根据锰平衡计算出M渣为8.5t；精炼渣目标碱度为2.0，FeO％目标含量为0.75％，精炼后S含量按照0.012％考虑，结合线性回归方程①得出S2为0.045％；转炉终点目标碱度为3.0，FeO％目标含量为20％，结合线性回归方程②得出终渣Ls为2.5；根据式Ⅴ得出S4为0.113％。根据对比例中的现有技术，将现行冷铁料PB块矿替换为海南块矿，根据式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ进行计算：因镁球加入量较少，为便于计算仅考虑海南块矿、白灰对渣量以及S带入量对渣碱度、渣中S含量的影响；M原含铁冷料为3.5t；M渣为为8.5t；M出钢量为81t；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值，按照3.0考虑；η1为原含铁冷料中铁元素的收得率，按照65％考虑；η2为海南块矿铁元素的收得率，按照65％考虑；S1为未使用海南块矿时转炉冶炼终点钢水S含量均值，按照0.016％考虑；S3为未使用海南块矿时转炉冶炼终点渣S含量均值，按照0.040％考虑；S5为原含铁冷料中S含量，按照0.024％考虑；S6为海南块矿中S含量，按照为0.98％考虑；S7为白灰中S％含量，按照0.019％考虑；C为白灰中CaO含量，按照91.53％考虑；B1为原含铁冷料中SiO2含量均值，按照3.02％考虑；B2为海南块矿中SiO2含量，按照14.47％考虑；B3为白灰中SiO2含量，按照0.085％考虑；P1为原含铁冷料中全铁含量，按照61.76％考虑；P2为海南块矿中全铁含量，按照53.64％考虑；m1为转炉冶炼终点渣中MgO控制均值，按照7.43％考虑；m2镁球中MgO含量，按照考虑64％考虑；通过式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ可以计算出：海南块矿的加入量为：3283kg，白灰的补加量为：1215kg；镁球的补加量为：163kg。根据调整前后含铁冷料变化量，白灰、镁球用量额外补加量，以及结合各冷却剂与白灰之间的冷却效应换算关系计算出对转炉系统热平衡影响：λ1取4.0；λ2取3.0；通过式Ⅳ得出比值为0.33，满足要求。热量富裕部分使用海南块矿调整：海南块矿的实际加入量为3436kg。入炉铁水实际成分：S含量为0.022％，P含量为0.140％，Si含量为0.30％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.020％；冶炼终点C含量为0.045％，P含量为0.015％，S含量为0.045％，温度为1610℃；转炉终渣CaO含量为32.47％；SiO2含量为10.82％；MgO含量为7.40％；R3.0；FeO含量为20％，S含量为0.112％；精炼渣碱度R为2.03；FeO含量为0.75％；软吹时间14min；精炼后钢水S含量为0.013％。实施例2:转炉装入量为88t，其中铁水量为84t、废钢量为4t；海南块矿加入量3130kg，白灰的额外补加量1150kg，镁球的补加量170kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.017％，P含量为0.127％，Si含量为0.19％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.015％；冶炼终点C含量为0.04％，P含量为0.011％，S含量为0.031％，温度1607℃；转炉终渣CaO含量为29.72％，SiO2含量为9.97％，MgO含量为6.48％，碱度R为2.98，FeO含量为16％，S含量为0.085％；精炼渣碱度R为1.97，FeO含量为0.60％，软吹时间13min；精炼后钢水S含量为0.009％。实施例3:转炉装入量为88t，其中铁水量为84t、废钢量为4t；海南块矿加入量3680kg，白灰的补加量1330kg，镁球的补加量250kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.029％，P含量为0.153％，Si含量为0.43％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.029％；冶炼终点C含量为0.05％，P含量为0.017％，S含量为0.056％，温度为1618℃；转炉终渣CaO含量为35.50％，SiO2含量为11.26％，MgO含量为8.32％，碱度R为3.15，FeO含量为25％，S含量为0.133％；精炼渣碱度R为1.85，FeO含量为0.85％，软吹时间15min，精炼后钢水S含量为0.017％。由以上实施例可以看出，本发明提供的焊丝钢增硫的方法能够满足转炉冶炼热平衡，且精炼后钢水硫含量基本控制在0.009～0.017wt％，满足成品控制要求。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3