本发明涉及钢铁冶炼技术领域，更具体地说，它涉及一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺。
背景技术：
随着用户对钢材质量要求的日益提高，钢包精炼炉(ladlefurnace简称lf炉)作为改善钢水洁净度、提升钢材质量的手段得到迅速发展，目前已成为现代化钢铁生产短流程中不可缺少的一道工序。lf精炼炉除了采用还原气氛埋弧加热、真空脱气、透气砖吹氩搅拌等较为成熟的二次精炼技术外，还引入了合成渣精炼技术，以通过合理的造渣工艺来达到脱硫、脱氧甚至脱氮的目的，从而有效吸收钢中的夹杂物，控制夹杂物的形态，此外还可利用炼钢所形成的泡沫渣淹没电弧，提高热效率，减少耐火材料侵蚀。
公开号为cn105714018a的中国发明专利中公开了一种lf炉炼钢工艺，包括如下步骤：测温：进站后测温，有渣壳加热时间不得超过5分钟，必须测温，测温点氩气搅拌区，插入时间5-7秒，插入深度300-400mm，测温氩气流量200nl/min，停电搅拌1min后，搅拌氩气流量400-500nl/min；送电加热：起弧使用最低档级电压、电流，电弧、电极稳定后，方可调高电压档级，起弧使用氩气流量100-200nl/min，加热使用氩气流量200-300nl/min；造渣：石灰600kg、改质剂100kg，石灰分两批加入，避免石灰结砣，加热6min停电，将氩气调至500-600nl/min，强搅拌1min，沾渣；喂线：喂线导管距渣面500mm，保证线垂直进入钢液；喂线前必须确认渣况，保证黄白渣下喂线；喂线速度240-260m/min，喂铝线氩气搅拌流量200-300nl/min，喂硅钙线或钙铁线氩气搅拌流量50-100nl/min。
上述专利在炼钢时需要多次调整钢水成分，添加造渣材料和合金后，仅采用氩气搅拌难以使钢水和造渣材料、合金充分反应，导致钢水中引入新的杂质，每次分析后又需要重新微调钢水成分，难以稳定的控制各元素的含量，钢水成分精度低。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，通过采用超声波和吹氩气的复合搅拌方式，解决了钢水成分不稳定、精度低的问题，其具有稳定控制钢水成分、精度高的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，同时lf炉底部吹氩气破渣壳；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间5-8min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，关闭氩气或降低氩气流量；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，取样分析；
步骤六，出钢：温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，软吹时间为10-15min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢送至连铸工序。
通过采用上述技术方案，本发明通过在添加造渣料和合金时引入超声波，高能超声波在钢水内部形成大量空化气泡，气泡崩溃后产生冲击波，在此作用下使得造渣料分散均匀，避免造渣料结块；同时促进造渣料、合金与钢水快速反应，避免钢水中残留造渣料中的杂质，提高取样分析时的精度，减少调整钢水成分的次数，提高钢水成分精度；由于引入了超声波，在添加造渣料和合金时可以关闭氩气或者降低氩气流量，减少了氩气的用量，进一步降低炼钢成本。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
进一步优选为，所述步骤三中超声波发生器的功率为400-600w，频率为25-28khz。
进一步优选为，所述步骤三中第一次超声波处理时间为5-15min。
通过采用上述技术方案，超声波处理时间太短，难以使造渣料完全破碎且分散均匀，超声波时间太长容易使钢水反应过度，导致钢水中易氧化的元素损失，因此，超声波处理时间优选为5-15min。
进一步优选为，所述步骤三具体包括，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声处理4min后，将导波杆从钢水中提起，开启氩气吹1min，再重复超声处理4min和吹氩气1min过程两次，氩气流量为50-100l/min。
通过采用上述技术方案，由于钢水的温度在1500℃以上，导波杆长时间在高温下工作容易降低寿命，难以有效地将超声波直接导入钢水，导波杆间歇性工作且从钢水中提起，可以适当降低导波杆的温度，延长其使用寿命。
进一步优选为，所述步骤四中加入合金后采用导波杆进行第二次超声波处理。
进一步优选为，所述步骤四中第二次超声处理的功率为300-400w，时间为5-8min，频率为25-28khz。
通过采用上述技术方案，超声波使得合金迅速分散于钢水中与钢水发生反应，提高取样分析时的精度，减少调整钢水成分的次数，使钢水中各元素的成分符合要求。
进一步优选为，所述步骤三中的造渣料包括石灰、萤石、电石中的至少一种。
进一步优选为，所述步骤三中的造渣料每批加入量为3-5kg。
通过采用上述技术方案，普通的lf炼钢工艺中造渣料每批加入量不得超过2kg，本发明采用超声波处理，能够增大造渣料每批的加入量上限，减少造渣料分批加入的次数。
进一步优选为，所述步骤一中氩气流量为250-350l/min，氩气压力为0.4-0.5mpa，所述步骤五氩气流量为200-250l/min，所述步骤六中氩气流量为20-30l/min。
通过采用上述技术方案，由于引入了超声波，在添加造渣料和合金时可以关闭氩气或者降低氩气流量，减少了氩气的用量，进一步降低炼钢成本。
进一步优选为，所述步骤一中钢水的温度为1520-1540℃，所述步骤六中出钢时钢水温度≥1600℃。
通过采用上述技术方案，如果出钢温度过低，可能造成不能顺利浇注、水口套眼、钢包粘钢、甚至要回炉处理，如果出钢温度过高，不仅会增加钢中的夹杂和气体含量，影响钢的质量，而且还会增加铁的烧损，降低合金元素吸收率。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过在添加造渣料和合金时引入超声波，促进造渣料、合金与钢水快速反应，减少钢水中的杂质，提高取样分析时的精度，减少调整钢水成分的次数，提高钢水成分精度；
(2)由于引入了超声波，在添加造渣料和合金时可以关闭氩气或者降低氩气流量，减少了氩气的用量，进一步降低炼钢成本；
(3)本发明通过在添加造渣料和合金时引入超声波，使得造渣料分散均匀，避免造渣料结块，避免钢水中残留造渣料中的杂质。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，其工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1520℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为250l/min，氩气压力为0.4mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间5min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为3kg，造渣料为石灰，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，第一次超声波处理时间为15min，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为400w，频率为25khz，关闭氩气；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为200l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为20l/min，软吹时间为15min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量；步骤三的超声处理使用的导波杆、换能器和超声波发生器均为现有技术，因此，本实施例不再对其具体结构进行赘述。
实施例2：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1525℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为275l/min，氩气压力为0.4mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间6min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为3.5kg，造渣料为萤石，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，第一次超声波处理时间为12min，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为400w，频率为28khz，关闭氩气；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为210l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为22l/min，软吹时间为14min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
实施例3：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1530℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为300l/min，氩气压力为0.4mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间6min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为4kg，造渣料为电石，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，第一次超声波处理时间为10min，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为500w，频率为25khz，关闭氩气；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为225l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为25l/min，软吹时间为12min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
实施例4：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1535℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为325l/min，氩气压力为0.4mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间7min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为4.5kg，造渣料为石灰和萤石，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，第一次超声波处理时间为7min，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为5000w，频率为28khz，关闭氩气；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为240l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为28l/min，软吹时间为11min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
实施例5：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1540℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为350l/min，氩气压力为0.5mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间8min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为5kg，造渣料为石灰、萤石和电石，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，第一次超声波处理时间为5min，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为600w，频率为25khz，关闭氩气；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为250l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为30l/min，软吹时间为10min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
实施例6：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，进站：将转炉吹炼合格的钢水加入lf炉中，钢水的温度为1520℃，同时lf炉底部吹氩气破渣壳，氩气流量为250l/min，氩气压力为0.4mpa；
步骤二，加热：送电化渣，加热时间5min，取样分析；
步骤三，超声处理：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为3kg，同时将导波杆插入炉内的钢水中进行第一次超声波处理，导波杆与换能器相连接，换能器通过导线与超声波发生器相连接，超声波发生器的功率为400w，频率为25khz，超声处理4min后，将导波杆从钢水中提起，开启氩气吹1min，再重复超声处理4min和吹氩气1min过程两次，氩气流量为50l/min；
步骤四，合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分；
步骤五，喂线：取出导波杆，关闭超声波发生器，喂铝线补钢水中铝含量，喂完铝线后开氩气搅拌，氩气流量为200l/min，取样分析；
步骤六，温度、成分合格后降低氩气流量进行软吹，氩气流量为20l/min，软吹时间为15min，软吹过程观察钢水液面情况，避免钢水裸露，出站前成分、温度达到工艺要求后，关闭氩气，出钢时钢水温度≥1600℃，出钢送至连铸工序。
其中，合金包括低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、钛铁、硅锰、硅铁的添加量。
实施例7：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤三中氩气流量为75l/min。
实施例8：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤三中氩气流量为100l/min。
实施例9：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤四具体包括：合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分，加入合金后采用导波杆进行第二次超声波处理，第二次超声处理的功率为300w，时间为8min，频率为25khz。
实施例10：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤四具体包括：合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分，加入合金后采用导波杆进行第二次超声波处理，第二次超声处理的功率为350w，时间为7min，频率为28khz。
实施例11：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，步骤四具体包括：合金微调：造好白渣后取样分析，加入合金调整成分，加入合金后采用导波杆进行第二次超声波处理，第二次超声处理的功率为400w，时间为5min，频率为28khz。
对比例1：采用公开号为cn105714018a的中国发明专利中公开了一种lf炉炼钢工艺的实施例一处理钢水。
对比例2：一种提高精炼精度的lf炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤三具体包括：取样分析后，分批加入造渣料，造渣料每批加入量为3kg，造渣料为石灰，氩气流量为100l/min。
试验一
检测实施例1-11与对比例1-2处理后钢水的各成分含量，记录成分微调次数，结果如表1所示。由表1可知，实施例1-11的钢水中各成分的含量基本都在管控范围的中限，而对比例1和2的钢水中各成分的含量分别在管控范围的上限和下限，说明本发明通过在添加造渣料和合金时引入超声波，减少钢水中p、s等杂质，可以提高钢水成分精度，而且减少调整钢水成分的次数。
表1实施例1-11与对比例1-2处理后钢水的成分含量及微调次数
试验二氩气用量
记录实施例1-11与对比例1-2炼钢时的氩气用量，以对比例1的氩气用量作为基准，计算实施例1-11减少的氩气用量，结果如表2所示。由表2可知，实施例1-11与对比例1相比，每吨钢减少氩气用量270-308l，进一步降低炼钢成本。
表2实施例1-11与对比例1-2炼钢时的氩气用量
试验三杂质含量测试
检测实施例1-11与对比例1-2处理后钢水中cr、ni、cu等杂质的含量，结果如表3所示。由表3可知，实施例1-11的杂质含量相比于对比例1和2大大减少，说明本发明通过添加造渣料和合金时引入超声波，使得造渣料分散均匀，避免造渣料结块，促进造渣料、合金与钢水快速反应，减少钢水的杂质含量。
表3实施例1-11与对比例1-2处理后钢水中的杂质含量
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。