[发明专利]出钢过程对钢水进行预精炼的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢精炼技术领域，特别是提供了一种出钢过程对钢水进行预精炼的方法。

背景技术

许多钢种要求将硫含量降低至很低含量水平，例如优质低合金高强度钢板，硫含量通常要求低于0.008％，优质管线钢要求硫含量低于0.004％，具备抗HIC性能管线钢的硫含量要求低于0.001％。

也有许多钢种，如各类优质合金结构钢、轴承钢、弹簧钢等，要求将钢中氧含量降低至很低含量水平。除要求低氧含量外，这类钢还需对钢中非金属夹杂物进行控制，尽量去除钢中夹杂物，其中对钢中不变形Al₂O₃类夹杂物去除要求最为严格。

上述优质钢种的脱硫、脱氧、夹杂物种类转变和去除通常在钢包炉(LF)精炼中进行，在电加热条件下，造渣进行脱硫、扩散脱氧，并利用炉渣—钢水之间精炼作用，将钢液中存在的Al₂O₃类夹杂物转变为较低熔点的钙、镁铝酸盐类夹杂物，以促进夹杂物聚合和上浮去除。

LF炉外精炼采用的渣系对精炼效果具有重要影响，目前绝大多数采用CaO—Al₂O₃—SiO₂为主的渣系。原日本钢管公司小倉康嗣等(小仓康嗣，菊池良辉，长谷川辉之，二次精錬プロセスの開発と低酸素、低硫鋼溶製法の確立，铁と鋼，72(1986)，p.1309)研究得到的合理精炼渣系为CaO：SiO₂：Al₂O₃＝60％：10％：30％，神户制钢公司藤本英明等(藤本英明，副岛利行，松本洋，松井秀行，前田真一，三村毅，取鍋加熱精錬法の開発，铁と鋼，74(1988)，p.1962)研究得到的合理脱硫渣系为CaO：SiO₂：Al₂O₃＝60～65％：4～6％：30～35％。所用渣系的特点为：(1)CaO/SiO₂比很高；(2)Al₂O₃含量高，在30％以上。

采用LF工艺方法完成上述优质钢种脱硫、脱氧、夹杂物控制大约需要40～50min时间，近年来炼钢和连铸生产节奏加快，每炉钢水的冶炼生产时间可以控制在35min以内，高拉速连铸浇铸每炉钢水时间小于35min。因此，在许多钢铁厂，优质钢种LF精炼成为提高生产效率的限制性环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种出钢过程对钢水进行预精炼的方法，

本发明提出了一种对优质钢种在出钢和随后吹氩搅拌过程进行“预精炼”的方法，即在出钢过程，通过向钢水包内钢水加入铝和精炼熔剂，利用出钢过程钢水“冲入”钢水包形成的强搅拌作用，对钢水进行脱硫、脱氧、夹杂物转变和去除。具体工艺操作如下：

(1)在出钢开始后向钢包内钢水加入铁合金(硅铁、锰铁等)、铝脱氧剂(铝、铝铁合金、铝锰铁等)、预精炼用熔剂，其中铝脱氧剂加入量须使钢液[Al]达到0.015％～0.07％，预精炼用熔剂加入量为4～10kg/t钢，预精炼用熔剂加入应在出钢量为0～1/4转炉钢水量时完成。

(2)钢水包装备有底吹氩钢水搅拌装置，在出钢过程对钢水进行吹氩搅拌，底吹Ar流量范围为30Nl/min～1000Nl/min。

(3)出钢后，若钢包可以加包盖，则采用200Nl/min～2000Nl/min的吹氩流量搅拌钢水；若不可以加包盖，则采用30Nl/min～1000Nl/min的吹氩流量搅拌钢水。以免包内钢水表面“裸露”，造成钢水二次氧化。

(4)吹氩3～10min后，在炼钢终点钢水[S]为0.008％～0.012％条件下，脱硫率为30％～80％，钢水中夹杂物全部为CaO-SiO₂-Al₂O₃-MgO类夹杂物，钢水T[0]为0.002％～0.005％。

(5)对某些要求极低硫(<10ppm)、极低氧(<10ppm)含量控制的钢种，可将经上述预精炼处理钢水，采用LF工艺进行进一步精炼，但LF精炼时间可以显著缩短至25～35min。