[发明专利]一种生产低硅洁净钢水的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种低硅洁净钢水的生产工艺。

背景技术

现阶段，大量用于核电、火电，加氢反应器，发电机以及汽轮机转子等设备领域的钢板或锻件，随着各领域装备的大型化发展对其钢板或锻件原材料质量提出了更高的要求。为确保钢板或锻件能够满足该类设备的加工使用要求，原始钢水的洁净度及各种化学元素的含量必须得到严格控制。其中大多数材质不仅对常规的有害元素硫、磷含量具有严格的要求，而且还对硅含量提出了越来越严格的要求，通常要求硅含量控制在0.10%以下，重要用途的钢材甚至要求硅含量控制在0.05%以下。

因在钢水冶炼过程中，转炉钢包顶渣、脱氧剂、石灰等均含有SiO₂，其为钢水中的硅提供了广阔的来源，同时为确保钢水纯净度，LF精炼和真空处理等长时间的精炼处理也为钢水增硅进一步提供了充分的条件。因此，采用传统的冶炼工艺常导致钢水硅成分超标或者导致钢水中夹杂物含量超标，进而导致钢材性能不合格。

发明内容

为了解决上述问题，经过现场生产实践，完成了本发明。为此，本发明的目的是提供一种新的低硅洁净钢水的生产工艺。

为达到上述目的，本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200Kg的低SiO₂含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。

在LF精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO₂：≤2.5%，Al₂O₃：40～45%；石灰的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO₂：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：（1.3～1.6）。

该工艺精炼结束终渣成分为CaO：52～58%，SiO₂：≤6%，Al₂O₃：30～35%；TFe：≤1%。

在转炉冶炼工艺中，脱氧剂采取电石或铝粒，同时可根据钢水过程钢样的硅含量来控制精炼时间：若钢水中硅含量接近内控上限，则缩短精炼时间，精炼时间控制在50min以内；若钢水中硅含量在内控下限，则可适当延长精炼时间确保夹杂物有足够的上浮时间去除。

若钢水对氢含量具有严格的要求的话，则可对钢水进行VD或VOD真空处理，要求在67Pa以下的真空度条件下真空脱气时间≥18min。

本发明的有益效果：既保证了钢水的洁净度（各种夹杂物含量）的要求，还满足了用户对低S、低Si含量的要求，避免了成分超内控现象提高了一次炼成率，并最终确保了钢材能够充分满足用户需求。

具体实施方式

本发明所述的生产工艺包括铁水脱硫工艺、转炉冶炼工艺、扒渣工艺、LF精炼工艺、VD或VOD真空处理工艺、CC或IC浇注工艺，其中，在转炉冶炼工艺中，出钢时采取挡渣出钢，出钢过程避免使用含Si脱氧剂进行脱氧，出完钢后对钢包顶渣进行扒渣处理，使渣中带入的磷、硅有害杂质得到有效去除；扒渣完毕向钢包中加入200Kg的低SiO₂含量的石灰进行渣洗，防止扒渣不彻底导致钢水回磷和回硅。

在LF精炼采取高碱度的复合精炼渣和石灰搭配进行造渣，复合精炼渣的主要成分质量百分比分别为：CaO：45～50%，SiO₂：≤2.5%，Al₂O₃：40～45%；石灰的主要成分质量百分比分别为：CaO：≥90%，SiO₂：≤2.5%，复合精炼渣和石灰加入总量的加入比例为1：（1.3～1.6）。

该工艺精炼结束终渣成分为CaO：52～58%，SiO₂：≤6%，Al₂O₃：30～35%；TFe：≤1%。

对铁水进行深脱硫（铁水S≤0.010%）、扒渣后入转炉冶炼，由此可减轻LF精炼脱硫负担，并显著缩短LF精炼时间和减少LF精炼造渣剂的使用量。