半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半鋼煉鋼轉(zhuǎn)爐出鋼脫氧工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]研宄發(fā)現(xiàn)，鋼鐵冶煉中終點(diǎn)碳的控制與鋼鐵料消耗、合金料消耗等密切相關(guān)，轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)終點(diǎn)控制有兩種方法，一種是增碳法，即出鋼碳較低，出鋼過(guò)程加入增碳劑對(duì)鋼水進(jìn)行增碳。增碳法能保證終點(diǎn)鋼水中具有較低的磷含量，但爐渣氧化性高侵蝕爐襯、鋼水氧活度高增加脫氧劑用量也降低合金收得率，且出鋼后向鋼包加入大量的增碳劑，成分波動(dòng)較大；另一種方法是高拉碳補(bǔ)吹法，所謂“高拉碳法”是指熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)停止吹氧，此時(shí)熔池中不但硫磷和溫度符合要求，而且計(jì)入鐵合金帶入金屬中的碳后，鋼水中的碳也能符合所煉鋼種的規(guī)格要求。該方法出鋼碳含量較高，一般多0.20%，鋼水中氧含量較低(一般不高于400ppm)，合金收得率較高且穩(wěn)定同時(shí)節(jié)約大量增碳劑，高拉補(bǔ)吹的煉鋼方法常用于生產(chǎn)中高碳鋼。國(guó)內(nèi)鐵水煉鋼企業(yè)通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉工藝的優(yōu)化，中高碳鋼生產(chǎn)時(shí)轉(zhuǎn)爐基本能實(shí)現(xiàn)高拉碳出鋼。采用高拉碳操作有利于降低上述原材料消耗；對(duì)提高鋼的內(nèi)在質(zhì)量有好處；同時(shí)高拉碳操作對(duì)提高爐襯壽命大有益處。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮椤?01010267141.1”，發(fā)明名稱為“低碳低硅鋼脫氧工藝”，公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)氧含量在500ppm以上時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)爐出鋼，在開(kāi)始出鋼時(shí)加入碳粉進(jìn)行粗脫氧，在出鋼1/2或2/3時(shí)加入鋁鐵進(jìn)行脫氧合金化，然后根據(jù)鋼包氧含量補(bǔ)加鋁鐵。該專利中轉(zhuǎn)爐出鋼終點(diǎn)碳含量為0.05%，出鋼時(shí)加入鋁鐵進(jìn)行全脫氧使得脫氧合金消耗較大，且出鋼過(guò)程增氮比較嚴(yán)重。
[0004]齊志宇等《轉(zhuǎn)爐高碳鋼冶煉工藝研宄與應(yīng)用》一文中介紹了鞍鋼二煉鋼為解決轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼去磷、保碳、提溫三者難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)終點(diǎn)留渣量、底吹流量、氧槍槍位及終點(diǎn)控制的優(yōu)化最終實(shí)現(xiàn)了高拉補(bǔ)吹法冶煉高碳鋼，并取得了較好的效果。但是文中沒(méi)有涉及轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼時(shí)的具體脫氧工藝。
[0005]目前大多半鋼煉鋼企業(yè)由于脫硫提釩后獲得的半鋼中碳質(zhì)量百分含量低(3.4%?4.0% )，半鋼中硅、錳發(fā)熱成渣元素含量均為痕跡，且半鋼冶煉時(shí)造渣大多采用加入酸性造渣材料，使得冶煉過(guò)程熱源嚴(yán)重不足，只能通過(guò)半鋼熱補(bǔ)償從而實(shí)現(xiàn)高拉碳出鋼，這樣增加了成本。而且，煉鋼過(guò)程中氮進(jìn)入鋼中大多數(shù)情況下會(huì)成為有害元素，鋼中氮含量高會(huì)降低鋼的成形性、焊接性能及高溫韌性和塑性，同時(shí)加劇了鋼材時(shí)效和冷脆，另外氮還會(huì)造成鋼坯的開(kāi)裂。所以，在煉鋼過(guò)程中，需要嚴(yán)格的控制氮的增量，保證鋼材的質(zhì)量。
[0006]因此，開(kāi)發(fā)一種半鋼冶煉高拉碳條件下既能降低脫氧材料消耗，又能減少出鋼過(guò)程增氮量的出鋼脫氧工藝十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在上述目的下，本發(fā)明提供一種半鋼冶煉高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，該工藝能降低脫氧材料消耗，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)能減少出鋼過(guò)程增氮量。
[0008]本發(fā)明半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，針對(duì)半鋼煉鋼終點(diǎn)鋼水碳的質(zhì)量百分含量彡0.10%的爐次:
[0009]當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中0.10%彡碳的質(zhì)量百分含量< 0.20%時(shí)，出鋼1/3時(shí)按照增碳劑0.1?0.3kg/噸鋼的量計(jì)，對(duì)鋼水加入增碳劑進(jìn)行預(yù)脫氧；出鋼結(jié)束后在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，保證鋼水氧活度> 50ppm，定氧結(jié)束后，按照2?3m/噸鋼的量計(jì)，加入銷(xiāo)線進(jìn)行徹底脫氧；
[0010]當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中碳的質(zhì)量百分含量多0.20%時(shí)，出鋼不脫氧，直接在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，根據(jù)定氧值按照3?4m/噸鋼的量計(jì)加入鋁線脫氧；
[0011]上述出鋼過(guò)程和出鋼結(jié)束加入脫氧劑鋁線時(shí)均對(duì)鋼包底吹氬。
[0012]本發(fā)明所述終點(diǎn)鋼水是指轉(zhuǎn)爐后最終得到的鋼水，出鋼前利用副槍對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水進(jìn)行測(cè)量取樣，測(cè)定其中碳的含量；本發(fā)明選擇在出鋼1/3時(shí)加入脫氧劑是因?yàn)槿绻撗鮿┨崆凹尤氚脘摴奕菀讓?dǎo)致出鋼過(guò)程“放炮”，導(dǎo)致安全事故，如果出鋼1/3后再加入前期煙塵較大，達(dá)不到去除煙塵的目的；出鋼結(jié)束后在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，保證鋼水氧活度
>50ppm，是為了減少出鋼過(guò)程增氮，因?yàn)殇撝醒鹾渴卿撍砻婊钚晕镔|(zhì)，氧含量的存在能有效隔絕空氣，防止空氣中的氮進(jìn)入鋼液中。
[0013]上述所述半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，加入的增碳劑為煉鋼過(guò)程中常用的增碳劑，如增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉、無(wú)煙煤、焦炭粉中至少一種。
[0014]進(jìn)一步的，為了使鋼中碳含量達(dá)到頂期的要求，增加鋼中碳的含量，其中，所述增碳劑優(yōu)選為碳含量多90%的無(wú)煙煤，因?yàn)闊o(wú)煙煤增碳劑雜質(zhì)少、溫降小、收得率穩(wěn)定。
[0015]上述所述半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中0.碳的質(zhì)量百分含量< 0.20%時(shí)，在出鋼1/3?2/3期間鋼包底吹氬供氣強(qiáng)度為0.002m3/ (min.t鋼)?0.003m3/(min.t鋼)；其它出鋼階段及出鋼結(jié)束后喂入鋁線時(shí)底吹氬供氣強(qiáng)度為0.0Olm3/(min.t鋼)?0.0015m3/(min.t鋼)。其中，在出鋼1/3?2/3期間鋼包底吹氬采用較大的供氣強(qiáng)度；在其他出鋼階段及出鋼結(jié)束后采用較小的供氣強(qiáng)度；是因?yàn)槌鲣?/3以后如底吹供氣強(qiáng)度過(guò)大容易使鋼水翻騰出鋼包導(dǎo)致安全事故，同時(shí)出鋼后期及喂線過(guò)程如底吹供氣強(qiáng)度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致鋼液劇烈增氮。
[0016]當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中碳的質(zhì)量百分含量彡0.20%時(shí)，在出鋼1/3?2/3期間鋼包底吹氬供氣強(qiáng)度為0.002m3/ (min.t鋼)?0.003m3/ (min.t鋼)；其它出鋼階段及在加入脫氧劑時(shí)鋼包底吹氬供氣強(qiáng)度為0.0Olm3/ (min.t鋼)?0.0015m3/ (min.t鋼)，加入脫氧劑脫氧時(shí)底吹氬氣是為了防止脫氧過(guò)程鋼液翻騰吸氮，出鋼過(guò)程對(duì)鋼包進(jìn)行吹氬更有利于均勻鋼水成分及溫度，因?yàn)槌鲣撨^(guò)程還需要進(jìn)行脫氧及合金化操作。
[0017]半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，所述脫氧劑為煉鋼常用脫氧劑，如硅鋁鋇鈣鐵，硅鈣包芯線，鋁線，鋁錳鐵，鋼芯鋁，電石，碳化硅中至少一種，其主要作用是與鐵水中溶解的氧反應(yīng)，主要生成非金屬化合物，形成沉淀上浮至渣層中，加以除去即可得純凈的鐵水。
[0018]為了使半鋼煉鋼徹底脫氧，所述脫氧劑優(yōu)選為強(qiáng)脫氧劑鋁線，且其中鋁含量彡90%，其直徑為1mm0
[0019]本發(fā)明半鋼冶煉高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，主要針對(duì)出鋼結(jié)束后鋼中碳的質(zhì)量百分含量彡0.10%的情況，同時(shí)又針對(duì)0.10碳的質(zhì)量百分含量< 0.20%和碳的質(zhì)量百分含量多0.20%兩種情況，制定了不同的出鋼脫氧工藝，并且在出鋼過(guò)程中進(jìn)行分段脫氧，保證脫氧徹底，以及脫氧后鋼水氧活度在50ppm以上，本發(fā)明比常規(guī)一次性脫氧后增氮量更少，鋼水氧活度更高。本發(fā)明脫氧工藝能有效減少脫氧材料消耗，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約資源，同時(shí)，能降低出鋼過(guò)程增氮量，保證最終鋼中氮含量與出鋼前相差不多，保證了鋼的性能。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明半鋼高拉碳條件下的出鋼脫氧工藝，針對(duì)半鋼煉鋼終點(diǎn)鋼水碳的質(zhì)量百分含量彡0.10%的爐次:
[0021]當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中0.10%彡碳的質(zhì)量百分含量< 0.20%時(shí)，出鋼1/3時(shí)按照增碳劑0.1?0.3kg/噸鋼的量計(jì)，對(duì)鋼水加入增碳劑進(jìn)行預(yù)脫氧；出鋼結(jié)束后在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，保證鋼水氧活度> 50ppm，定氧結(jié)束后，按照2?3m/噸鋼的量計(jì)，加入銷(xiāo)線進(jìn)行徹底脫氧；
[0022]當(dāng)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水中碳的質(zhì)量百分含量多0.20%時(shí)，出鋼不脫氧，直接在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，根據(jù)定氧值按照3?4m/噸鋼的量計(jì)加入鋁線脫氧；
[0023]上述出鋼過(guò)程和出鋼結(jié)束加入脫氧劑鋁線時(shí)均對(duì)鋼包底吹氬。
[0024]本發(fā)明所述終點(diǎn)鋼水是指轉(zhuǎn)爐后最終得到的鋼水，出鋼前利用副槍對(duì)轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水進(jìn)行測(cè)量取樣，測(cè)定其中碳的含量；本發(fā)明選擇在出鋼1/3時(shí)加入脫氧劑是因?yàn)槿绻撗鮿┨崆凹尤氚脘摴奕菀讓?dǎo)致出鋼過(guò)程“放炮”，導(dǎo)致安全事故，如果出鋼1/3后再加入前期煙塵較大，達(dá)不到去除煙塵的目的；出鋼結(jié)束后在爐后吹氬平臺(tái)進(jìn)行定氧，保證鋼水氧活度
>50ppm，是為了減少出鋼過(guò)程增氮，因?yàn)殇撝醒鹾渴卿撍砻婊钚晕镔|(zhì)，氧含量的存在能有效隔絕空氣，防止空氣