[发明专利]一种高硫钢水冶炼超低硫中厚板钢防止RH回硫工艺

说明书

技术领域

本发明属于中厚板钢种冶炼技术领域，特别是涉及一种高硫钢水冶炼超低硫中厚板钢防止RH回硫工艺。

背景技术

一般情况下硫在钢中为有害元素，可以使钢产生热脆，还可以通过形成硫化物夹杂对钢的力学性能产生不利影响。为适应低碳化和绿色循环经济的要求，在使用钢材上迫切要求实现减量化和高强化，这对钢材的性能提出了越来越高的要求，也对钢中的硫含量要求也越来越高，对于特殊用途的如抗腐蚀、耐低温的管线和容器类钢种要求硫含量小于0.0010%。同时对于一些钢种来说同样要求很低的氢含量，比如厚板为了保证心部质量和探伤一般要求氢含量小于0.0002%，这必须通过真空处理来满足，RH精炼即为较常用的真空处理措施。

现在一般生产中厚板超低硫钢的方法为通过对铁水进行预处理将铁水中的硫含量降到0.005%甚至0.002%以下，之后通过控制转炉入炉原料硫含量使转炉出钢时获得很低（如小于0.004%）的钢水硫含量，再通过精炼进一步脱硫使硫控制在要求之内，在精炼的同时可以进行真空处理进行脱气，也可以在精炼之后单独进行真空处理工序将氢含量控制在要求范围之内。即一般工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉—钢包炉—VD/RH精炼—连铸。

对于转炉后钢水硫含量很低的钢水“铁水脱硫预处理—转炉—钢包炉—RH处理—连铸”路线可以较容易的实现硫和氢含量要求，即在转炉后钢水硫含量已经降至0.004%以下，然后在钢包炉稍稍进行处理就可以达到很低的硫含量（如小于0.001%），之后在RH精炼实现脱氢。但对于许多厂家受铁水条件和铁水脱硫工艺不同造成入炉铁水或铁渣带入硫总量过高，再加上转炉原辅料的硫含量无法有效控制，使转炉出钢钢水硫含量较高（0.005%-0.012%），因此深脱硫的任务全部由钢包炉承担，而钢包炉加入渣料总量受钢包容量和后序RH工艺处理要求限制，钢包炉结束后渣中的硫容量接近饱合，硫在渣钢间的分配比接近平衡。所以硫含量处于非常不稳定的状态，对于这种超低硫钢RH处理过程又非常容易产生回硫，这样将很容易造成硫含量超标，导致冶炼失败。

申请号为200710051985.0的中国专利公开了一种短流程超低碳钢超低硫冶炼控制工艺，该发明主要是针对超低碳钢在铁水脱硫预处理过程中不能有效控制脱硫的问题。该发明的特点是，工艺路线为：KR铁水脱硫预处理-转炉-RH喷粉脱硫-连铸，KR铁水脱硫预处理将铁水中硫含量控制在≤0.001%，RH只进行部分补充脱硫功能。该发明专利可将超低碳钢的硫含量控制在≤0.0020%。此发明目的为超低碳超低硫钢，虽然采用非常有效的KR脱硫，且将硫脱至0.001%以下，具备了极好的入炉铁水条件，但仍然只能将最终硫含量控制在0.002%以下，不能达到0.001%。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硫钢水冶炼超低硫中厚板钢防止RH回硫工艺，解决了高硫钢水经过深脱硫处理后防止在RH真空处理过程中回硫。工艺路线为：铁水脱硫预处理-转炉吹炼-钢包炉精炼-RH处理-连铸，在转炉终点硫含量较高（0.005%-0.012%）的情况下，通过钢包炉结束时的渣、钢氧化性和硫含量以及各合金成分和温度的精准控制，减少了RH处理过程中加入物料带入硫和RH处理过程中由于温度和渣、钢氧化性引起的硫平衡逆向移动造成的回硫，使成品钢中的硫含量可以控制在≤0.001%，实现了超低硫钢的批量稳定生产。

本发明解决问题所采用的技术方案是：

1）控制转炉出钢钢水硫含量在0.005%-0.012%之间；

2）在钢包炉深脱硫结束将钢中硫含量控制在≤0.0008%，铝含量控制在0.04%-0.06%，钢渣氧化性(FeO+MnO)≤1.5%，碱度(CaO)/(SiO₂)=4.0～8.0，总渣量控制在30-45kg/t钢，渣中硫含量≤0.26%；各合金成分均按成品目标控制，LF结束钢水温度严格按（液相线温度+120℃）±10℃控制；

3）RH处理上炉钢水冷钢量控制在3吨以下，冷钢硫含量≤0.004%；

4）RH处理全过程保证钢和渣的强还原性：钢中铝含量控制在0.02%-0.06%，渣中补加还原剂，使氧化性(FeO+MnO)≤1.5%；

5）减少RH处理过程其他原料带入硫：不使用降温废钢原料，严格限制合金加入量，且根据合金硫含量严格挑选硅铁、锰铁（微碳锰铁、低碳锰铁、中碳锰铁或金属锰）合金种类，合金中硫含量不大于0.03%时，加入所有合金总量不大于1kg/t钢，钢水硫含量远低于目标值时可以根据硫元素总带入量适当增大允许加入合金总量，但合金带入硫总量小于0.0003kg/t钢；