[发明专利]钢包精炼炉炼钢方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢包精炼炉(钢包精炼炉)多效精炼剂(辅助造渣材料)应用于精炼渣还原性(或称弱氧化性)气氛下造泡沫化白渣的钢水精炼工艺技术，是一种低成本冶炼高品质钢种的炼钢方法，属钢水炉外精炼领域。

背景技术

钢包精炼炉，即LF炉(LADLE FURNACE)，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备，它的主要任务是：①脱硫②温度调节③精确的成分微调④改善钢水纯净度⑤造渣。随着用户对高级别钢特别是低氮、氢、磷、硫、氧和低夹杂物洁净钢的需求大大增加，如X65抗H₂S海底管线管钢、X52QS抗强酸性超低硫管线管钢、CS-110SS抗腐蚀石油套管钢、WB36CN1核电用管钢等，这些高品质产品对钢中氮、氢的质量分数有很高的要求，常规钢包精炼炉精炼工艺技术难以实现。为此，国内外相继实施了“电石+铝粉+硅铁粉+萤石”、“合成渣+渣洗还原剂”、“合成渣+熔融铝酸钙+渣洗还原剂”等造精炼炉渣工艺技术，上述控氮、氢和夹杂物技术虽然可以达到一定的冶金效果，但均存在不足之处，尤其难以达到钢包精炼炉最佳的冶金效果。

采用传统的“电石+铝粉+硅铁粉+萤石”辅助造渣工艺，存在发泡剂发泡过快、泡沫保持时间短、稳定性差的弊端，而且存在消耗高、环境污染严重、劳动强度大等问题。

采用渣洗还原剂作为精炼剂存在两个方面的缺点：一是，因为渣洗还原剂主要功效组分受资源制约而不稳定，如Al含量波动大，Al₂O₃、SiO₂含量普遍偏高；所以导致其对精炼炉渣的脱氧能力难以与精炼炉造白渣工艺相匹配。当初炼钢水转炉终点[C]低和带渣量大时，需要加入大量的渣洗还原剂进行脱氧，但随之而来是渣中(Al₂O₃)(SiO₂)等酸性氧化物的增加，炉渣碱度和表面张力的降低，不利于白渣的形成、保持以及稳定的泡沫化，严重时会形成“玻璃渣”。采用该材料辅助造渣，难以稳定实现钢水的深脱硫和去夹杂物等冶金功能。二是，因为渣洗还原剂发泡组分极少，精炼炉渣难以形成长时间稳定的泡沫化并实现电极的埋弧加热，钢水极易吸收N、H；所以使用渣洗还原剂辅助造渣工艺，不利于钢水[N]、[H]含量的有效控制。

目前，国际上在造泡沫时普遍采用碳酸盐(如CaCO₃、MgCO₃等)作为发泡剂，其优势是可以持续地为精炼炉提供造泡沫渣所需的气源，可以实现炉渣的全程泡沫化。但采用碳酸盐(如CaCO₃、MgCO₃等)作为发泡剂存在两方面的弊端：一是，发泡剂发泡过快、泡沫稳定性差，而且发泡剂消耗高、环境污染严重。二是，碳酸盐(如CaCO₃、MgCO₃等)在高温下分解(分解温度约为800℃)产生的CO₂属氧化性气体，对钢水有二次氧化的危害。

发明的内容

本发明为了解决上述钢包精炼炉造渣方法的不足，其目的是提供一种在精炼渣还原性(或称弱氧化性)气氛下造泡沫化白渣的钢水精炼工艺技术，是一种低成本冶炼高品质钢种的炼钢方法，属钢水炉外精炼领域。本发明可以减少钢水[N]、[H]含量，提高精炼炉渣脱硫、去夹杂物能力，提高电能的热效率(降低电耗)。

本发明是这样实现的：钢包精炼炉炼钢方法，包括如下步骤：

1、将转炉初炼钢水输送到钢包精炼炉内，在精炼工位开始送电加热并加完合成渣后约3～5分钟，根据钢种、转炉终点[C]和带渣量的情况，按照每吨钢水加入0.25～0.5kg的比例，一次性加入多效精炼剂；

所述的多效精炼剂，由含有下述重量百分比的组分制备而成：CaC₂--45～70％、SiC--5～20％、Al--5～15％和缓释剂10～20％；

2、在精炼过程，根据炉渣变化情况进行调渣；若炉渣泡沫厚度不能完全埋弧或脱氧不良，则加入多效精炼剂进行调渣，每次按照每吨钢水加入0.05～0.20kg的比例加入，进行调渣。当炉渣泡沫厚度不能完全埋弧现象时，空气中的N₂和H₂O经电弧离解成极易溶解于钢水的N、H原子，从而造成钢水[N]、[H]含量极剧增加，直接导致钢的内在质量和使用性能下降或恶化。当炉渣出现脱氧不良现象时，就难以实现炉渣通过扩散脱氧降低钢水[O]含量的冶金功能，同样导致钢的内在质量和使用性能下降。