[发明专利]一种用于低碳钢铝脱氧钢快速深脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是提供了一种用于低碳钢铝脱氧钢快速深脱硫的方法，适用于超低碳铝脱氧钢的生产。

背景技术

除个别特殊钢种外，硫是钢中的有害元素，很容易生成低熔点的FeS，使钢在热轧和焊接中产生热脆性裂纹；在钢中还容易形成硫化物夹杂，降低钢的延展性和韧性，特别是冲击韧性。当含硫较高时，抗HIC腐蚀能力大为下降。随着高级别钢种需求量的日益增多，对钢材的质量要求更为严格，在冶炼过程中要求成分超高纯，对于普碳钢、低合金钢的热轧中、厚板，为了减少钢板各向异性，普碳钢[S]含量应控制在0.010％～0.012％，低合金钢[S]应控制在0.008％～0.010％之间，其中重要用途低合金钢[S]应控制在0.005％以下，尤其是管线钢对硫含量的要求更高，[S]≤0.001％。因此，降低钢中的硫含量对冶炼高级别钢种至关重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低碳钢铝脱氧钢快速深脱硫的方法，在未增加工序时间和工艺难度的条件下，能使LF精炼在8-12分钟将钢中硫的质量分数控制在0.001％以下，精炼脱硫率达到84％以上，并且可操作性强、方法简单、生产成本低。

本发明的工艺为：

1、铁水脱硫后硫含量控制在≤0.005％，保证扒渣后裸露铁水面积大于90％；

2、转炉冶炼终点钢液硫含量控制在≤0.008％，出钢严格挡渣，渣层厚度控制在(30-80)mm；

3、出钢前在钢包底部加入3-10公斤/吨的CaO基炉渣改质剂，出钢过程加入4-8公斤/吨的铝铁，出钢完毕在渣面加0.2-1.5公斤/吨的铝粒；

4、LF精炼过程控制炉渣组成为50-60％CaO，0-8％SiO₂，25-35％Al₂O₃，0-13％MgO，3-5％CaF₂，0-2％(FeO+MnO)以及其他一些不可避免的杂质；LF精炼过程钢中酸溶铝[Als]目标值在0.030-0.080％；钢包底吹氩量在3-8NL/(min·t)。这样能使LF炉在8-12min将钢液中硫的质量分数控制在0.001％以下。

本发明的优点在于：铁水脱硫能将铁水中的硫含量降低到0.005％以下，并通过有效扒除铁水脱硫残渣降低了转炉冶炼过程炉渣向钢液的回硫，使得转炉出钢的硫含量在0.008％以下，转炉出钢过程加铝脱氧以及出钢完毕在渣面加铝脱氧，将进LF炉时钢液和炉渣中的氧降低到了需要的范围。转炉出钢前在钢包底部加入合成渣，利用出钢过程高温钢液的强烈冲击搅拌作用，使钢液和合成渣充分混合接触，达到预精炼效果，并能有效对转炉下渣进行改质，使得LF进站时就形成了高碱度低氧化性炉渣，为脱硫提供了热力学基础。LF精炼过程的大吹氩搅拌给脱硫提供了良好的动力学条件。

附图说明

图1是管线钢冶炼过程铁水脱硫后-LF精炼结束钢液中硫含量的变化。

图2是管线钢冶炼在LF炉精炼过程炉渣中CaO、Al₂O₃、SiO₂组元在CaO-Al₂O₃-SiO₂三元相图中的变化。

具体实施方式

实施实例1：钢种X70，100吨钢包，采用本发明工艺进行深脱硫控制。

1)100t铁水包，铁水初始硫含量为0.0420％，初始温度1351℃，到达喷吹位后喷入77Kg纯颗粒镁，处理完毕铁水硫含量为0.0030％，铁水温度为1326℃，处理周期为52min。

2)将低硫铁水倒入转炉中，铁水[S]＝0.0045％，[Si]＝0.49％，T＝1320℃，吹炼时间27min，吹炼终点[S]＝0.0060％，[C]＝0.038％，T＝1691℃，终渣碱度5.4。转炉出钢严格挡渣，出钢前在钢包底部加入500KgCaO基炉渣改质剂，出钢过程加入600Kg铝铁，出钢时间5min，出钢完毕渣面加铝粒100Kg，出钢结束渣厚60mm，净空450mm。

3)LF到站，钢水[S]＝0.0054％，[C]＝0.038％，[Als]＝0.115％，T＝1627℃，精炼过程分两批加入合成渣，精炼开始前，一次性加入合成渣600Kg，精炼10min再次加入合成渣600Kg；化渣期间氩气流量为8NL/(min·t)，加热阶段控制氩气流量6NL/(min·t)；精炼过程加铝粒30Kg，精炼十分钟时钢液[S]＝0.0008％，[Als]＝0.055％，[C]＝0.043％；LF精炼结束钢液[S]＝0.0006％，[Als]＝0.032％，[C]＝0.065％，T＝1675℃。LF精炼脱硫率88.9％。LF加热时间37min。LF精炼结束炉渣成分控制在56％CaO，9.73％MgO，2.32％SiO₂，28.54％Al₂O₃，(FeO+MnO)％＝1.07％。