[发明专利]一种在LF精炼中对钢水进行脱氧、脱硫的方法及装置

说明书

本发明属于钢铁冶金技术领域，提供一种在LF精炼中采用镁蒸气对钢水进行脱氧、脱硫及夹杂物变性处理的方法，通过独特的工艺，使镁蒸气随同氩气一起从炉底进入LF精炼炉内，解决了由于含镁包芯线和含镁合金从精炼炉上部加入时产生的钢水剧烈翻滚、喷溅严重、镁元素收得率较低的技术问题，能够科学合理得对钢水进行脱氧、脱硫以及夹杂物变性处理，并能达到较好的镁元素收得率及生产安全性；本发明还提供一种上述方法所使用的装置，将镁蒸气发生装置与LF精炼炉的吹氩管道相连，实现了镁蒸气随同氩气从炉底进入钢水并与钢水充分接触、反应的技术效果，提高了镁元素收得率。

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及一种在LF精炼中采用镁蒸气对钢水进行脱氧、脱硫及夹杂物变性处理的方法及装置。

背景技术

LF精炼是目前应用最广泛的炉外精炼技术，已成为生产高质量钢材必不可少的工序，LF精炼工艺一般为先通过加入铝元素进行强脱氧处理，再造渣进行脱硫处理，并加入合金进行成分微调，最后喂入钙线进行夹杂物变性处理，并且在精炼过程中全程进行吹氩搅拌，有利于夹杂物的上浮和去除，然而，此种工艺存在恶化水口堵塞、生成大尺寸夹杂物、影响疲劳性能(铝酸钙类夹杂物为不变形夹杂物)等缺点。

镁是一种活泼具有比较强还原性的碱土元素，与钢液中的氧、硫均具有较强的亲和力，在LF精炼过程中，采用铝、钙、镁三种元素进行复合脱氧、脱硫处理，将得到更好的效果。同时镁元素还具有很强的夹杂物改性能力，可与前期脱氧产物Al₂O₃夹杂物反应生产细小、弥散分布的MgO-Al₂O₃夹杂物，从而可很好的降低钢中夹杂物的有害影响；可将前期脱硫产物CaS改性为MgS，其相较于CaS，更不易聚集成团状，可降低夹杂物在水口附近沉积并堵塞水口的趋势。因此近年来，将镁元素取代钙元素作为炼钢过程中的变质剂已成为提高钢材洁净度的一项重要研究内容。

在LF精炼过程中对钢水进行镁脱氧、脱硫的方式有多种，包括在钢水中添加含镁合金、含镁包芯线等，块状镁合金只能从钢水上方加入，由于镁的沸点低、蒸汽压高，刚接触上钢水，镁元素就急速汽化、蒸发，实际进入钢水中的量很低；含镁包芯线可以通过喂线装置进入钢水深部，但为不影响LF精炼节奏，包芯线中镁含量较高，短时间内往钢水中加入大量的镁元素，易导致钢水剧烈翻滚、喷溅严重，存在不安全性，同时镁元素的收得率受喂线位置、喂线速度等不确定性因素影响较大，难以确定实际的镁元素加入量；同时，块状镁合金和含镁包芯线不是纯镁，必然会向钢水中引入其他元素，不利于钢水窄成分的控制。外文文献(Jian Yang,et al.Behavior of Inclusions in Deoxidation Process of MoltenSteel with in Situ Produced Mg Vapor,ISIJ International 2007,47(5),699-708.)中提及“早在20世纪70年代，Mori等人就提出了用镁蒸汽对钢水进行脱氧的可能性，通过蒸发金属镁得到镁蒸气，镁蒸气随同氩气载体一起流入钢水中”，这种利用镁蒸气进行脱氧脱硫的方法虽已被提出，但大部分仍处于实验室研究与小批量试验阶段，在炼钢工业大规模冶炼生产中通过蒸气形式加入镁元素达到夹杂物脱氧、脱硫的实际应用目前较为少见，且在实验室研究中镁蒸气的加入方式为从钢水上部加入，而在实际生产中若从LF精炼炉上部加入，会使镁蒸气与钢水无法充分接触，导致较低的收得率。

发明内容

为了解决以上在实际炼钢过程中出现的问题，本发明提供一种在LF精炼中对钢水进行脱氧、脱硫的方法，能够科学合理得将镁元素加入钢水中进行脱氧、脱硫以及夹杂物变性处理，并能达到较好的镁元素收得率及生产安全性；

本发明还提供一种上述方法所使用的装置，将镁蒸气发生装置与LF精炼炉的吹氩管道相连，实现了镁蒸气随同氩气从炉底进入钢水并与钢水充分接触、反应的技术效果，提高了镁元素收得率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种在LF精炼中对钢水进行脱氧、脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：