[发明专利]用于低碳铝镇静钢的钢包精炼深脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢包精炼脱硫工艺，特别设计一种只使用石灰的经济高效的钢包精炼深脱硫方法，属炼钢技术领域。

背景技术

除易切削钢等特殊钢种外，硫是钢中的有害元素。钢中的硫元素在钢水凝固过程中容易在晶界处形成低熔点的硫化物，使钢坯在轧制、锻造和焊接过程中容易形成“热脆”。此外，钢中过高的硫含量会产生较多的硫化物夹杂，明显降低钢的延展性、疲劳强度等性能。特别对于抗氢致裂纹(HIC)钢等高级别钢种，硫元素含量越高，抗HIC腐蚀的能力越弱。随着高品质钢需求的增多，钢材的纯净度也越来越高，特别是要求钢中如硫等杂质元素的含量越小越好。一些高品质钢种如抗氢致裂纹(HIC)管线钢、海洋平台用钢及高端压力容器用钢等都要求钢中具有极低的硫含量，如HIC管线钢中的硫含量一般要求低于0.001％(本说明书中若非特别指出，则均为wt％)。因此，需要尽量降低钢水中的硫含量。

目前常见低硫钢生产工艺为：铁水预脱硫-转炉冶炼-LF精炼-RH真空精炼-连铸。铁水预脱硫一般要求脱硫后铁水中的硫含量小于0.005％；在后续的转炉冶炼过程中，由于加入废钢、造渣剂等，钢水发生回硫，转炉终点钢水的硫含量可控制在0.008％以内。在上述生产流程中，一般情况下，LF精炼是脱硫的最后一道工序。因此，如何经济高效地在LF精炼工序中将硫含量控制在0.001％以下成为了摆在众多钢铁企业面前的难题。虽然当前已有部分钢铁企业致力于发展LF精炼深脱硫方法，并取得一定进展，但这些方法还存在诸多不足之处。比如，首钢总公司提出的用于低碳钢铝脱氧钢快速深脱硫的方法(CN101550513A)，其虽然可以将钢水的硫含量控制在0.001％以下，但存在以下不足：1)炉渣成分中含有3～5％的CaF₂，容易造成钢包炉衬的侵蚀，对人体和环境均有不利影响；2)所使用的CaO基改质剂需要增加额外的成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于低碳铝镇静钢的钢包精炼深脱硫方法，其无需添加CaF₂，无需使用合成渣，只需使用石灰，即能将精炼终点钢水的硫含量稳定控制在0.001％以下，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明使用了如下技术方案：

一种用于低碳铝镇静钢的钢包精炼深脱硫方法：在转炉出钢过程中加入1.2～2.8kg/t的铝及1～5kg/t石灰，所有渣料在出钢结束前1～2分钟之内加完，且在出钢结束后向渣面加入0～0.2kg/t的铝对钢包顶渣快速脱氧；其后，在钢包到LF精炼站后，往钢包内加入1～5kg/t的石灰，并通电化渣，精炼过程控制钢包底吹气体总流量为1～9NL/min·t，钢水中的酸溶铝含量为0.02～0.08wt％，并控制精炼终点钢水温度为1600～1640℃。

作为一种优选实施方案，该方法包括如下步骤：

1.入炉铁水进行铁水预脱硫处理，脱硫后铁水的硫含量≤0.005％，保证扒渣后铁水液面裸露80％以上；

2.转炉冶炼使用清洁废钢，冶炼终点钢水的硫含量控制在0.01％以内，碳含量控制在0.025～0.065％范围内；出钢过程严格挡渣，下渣量小于5kg/t；

3.根据转炉终点钢水不同的氧含量，转炉出钢过程中加入1.2～2.8kg/t的铝进行脱氧，同时加入1～5kg/t的石灰，所有渣料在出钢结束前1～2分钟内加完，出钢结束后在渣面加入0～0.2kg/t的铝对钢包顶渣进行快速脱氧；

4.钢包到站时将炉渣中的CaO％/Al₂O₃％比值控制在1.3～1.9之间，确保钢包到站时的顶渣为液态渣，避免后续化渣时间过长；

5.钢包到站时钢水温度控制在1540～1600℃，到站后加入1～5kg/t的石灰，并进行通电操作，精炼过程根据化渣情况可以适当补加石灰，补加石灰的量控制在0.2～2kg/t，精炼过程中炉渣成分控制为：4～8％SiO₂，26～39％Al₂O₃，46～56％CaO，＜12％MgO，＜1.5％(FeO+MnO)，以及其它不可避免的杂质，精炼过程钢包底吹气体总流量为1～9NL/(min·t)，钢水中的酸溶铝含量控制在0.02～0.08％，精炼终点钢水温度控制为1600～1640℃，这样，在40分钟内，钢包精炼炉能够将钢水中的硫含量稳定控制在0.001％以下。