專利名稱：：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中rh脫碳處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，可有效防止轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH插入管粘渣，屬于鋼鐵冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：RH真空處理技術(shù)是生產(chǎn)高質(zhì)量品種鋼的重要爐外精煉手段。目前世界上許多轉(zhuǎn)爐煉鋼廠生產(chǎn)線均配置了RH精煉爐，并常采用該設(shè)備對包括IF鋼在內(nèi)的超低碳鋼進(jìn)行脫碳處理。在IF鋼或其它超低碳鋼生產(chǎn)中常常出現(xiàn)插入管較嚴(yán)重的粘渣現(xiàn)象，致使插入管變粗增大，RH處理時(shí)鋼包凈空減小，影響精煉工藝的正常進(jìn)行。為此常常要進(jìn)行大量耗時(shí)的清理，還會(huì)引起插入管損壞，時(shí)常導(dǎo)致真空室提前下線，使連續(xù)生產(chǎn)受到嚴(yán)重制約，規(guī)模效應(yīng)得不到充分發(fā)揮，在很大程度上影響了生產(chǎn)。在處理其它鋼種時(shí)插入管的粘渣則要輕微許多。這說明超低碳鋼與其它鋼種的特性及其生產(chǎn)工藝的差別對RH插入管的粘渣有重要影響。這些差別主要包括(1)鋼水流動(dòng)性與鋼水處理溫度和時(shí)間在RH處理溫度下，良好的鋼液流動(dòng)性有利于在液面升降過程中，鋼水從插入管表面的脫落，減弱渣層中鋼的錨固作用。相反鋼液的凝固溫度高，容易導(dǎo)致渣層上鋼水的冷凝和對粘渣的穩(wěn)固；而RH處理溫度低，有利于對耐材的保護(hù)，減輕渣鋼對耐材的浸滲，削弱插入管掛渣粘渣的基礎(chǔ)；延長RH處理時(shí)間，不利于減輕粘渣。(2)脫氧方法與脫氧產(chǎn)物的特性超低碳鋼生產(chǎn)中通常是鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼，且采用預(yù)脫氧工藝，脫氧產(chǎn)物中有大量的高熔點(diǎn)Al203產(chǎn)生，同時(shí)，鋁鎮(zhèn)靜鋼會(huì)與高鋁耐材發(fā)生反應(yīng)，在插入管外壁形成氧化物沉積，或在高溫下與渣中的氧化物組元發(fā)生反應(yīng)生成莫來石(熔點(diǎn)181CTC)和鐵尖晶石(FeAl204熔點(diǎn)178(TC)。同時(shí)，這些高熔點(diǎn)化合物的形成，又會(huì)造成爐渣粘度增大、流動(dòng)性降低，增加粘渣能力。(3)鋼包渣組成與性質(zhì)目前超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分按重量百分比一般控制為Si026.012.0%、Ca020.030.0%、A120320.030.0%、Mg08.015.0%、FeO15.025.0%、MnO5.010.0%。與其它鋼種相比，超低碳鋼鋼包渣含有較高的FeO、Al203等組分，且CaO/Al203、(Ca0/Si02)/Al203較低。當(dāng)溫度降低時(shí)，這種渣容易析出高熔點(diǎn)物相。如2MgC^Si02(鎂橄欖石)和MgC^Al203(鋁鎂尖晶石)，其熔點(diǎn)分別高達(dá)189(TC、2135°C，還會(huì)形成MgO'FeO(鐵橄欖石)及3八12032Si02(莫來石)等高熔點(diǎn)復(fù)合化合物。即使形成MgSi02(斜頑輝石)，其熔點(diǎn)也在1577。C。爐渣一旦與插入管粘附就很難被熔掉，這樣不斷堆積，就會(huì)使插入管增粗變大，以致不能繼續(xù)使用。(4)鋼渣界面性質(zhì)RH處理超低碳鋼時(shí)，鋼渣中含有很高的FeO和MnO，鋼水中的相對其它鋼種時(shí)高出許多，渣一鋼間的界面張力較小，渣鋼不易分離，使得RH插入管在粘附渣的同時(shí)又裹入金屬液。這種鋼渣混巻導(dǎo)致粘渣層自碎性減弱，給后續(xù)清理帶來極大的困難。此外，由于鋼渣混巻，增大了粘渣層的密度和導(dǎo)熱能力，堆積越來越大的粘渣層，猶如巨大的吸熱體和散熱體，隨著RH處理過程液面的升降，先粘結(jié)渣鋼混合體起著吸收、散失鋼液熱量、降低附近渣鋼熔體溫度的作用，促進(jìn)未凝渣冷凝析出高熔點(diǎn)相，進(jìn)一步增大粘渣層。插入管粘渣的實(shí)質(zhì)，是精煉過程鋼水一耐材一熔渣之間的相互作用，其中既有物理粘附，又有化學(xué)粘結(jié)等不同的結(jié)合方式。引起這些物理和化學(xué)作用，有耐材材質(zhì)、鋼水特性和生產(chǎn)工藝等因素。目前針對防止粘渣采用的方法及其優(yōu)缺點(diǎn)如下(1)改進(jìn)插入管材質(zhì)，提高抗鋼包渣侵蝕能力，降低鋼包渣對插入管的粘著。已有研究表明，渣鋼滲入耐材是粘渣的主要原因，因此，通過提高耐材致密性，增強(qiáng)抗熱震性，減少使用過程中的開裂，就可降低插入管的掛渣能力。如使用超微粉凝聚結(jié)合的高鋁一尖晶石澆注料等。目前很多生產(chǎn)廠采用的就是這類插入管材料，但粘渣現(xiàn)象并未得到很好的解決，說明還需要有其它措施。(2)采用機(jī)械扒除的方法，將粘渣物扒落，清除粘渣。分析表明，粘渣層往往夾雜冷鋼，冷鋼對粘渣層起了錨固作用，它們的存在會(huì)使含有高熔點(diǎn)相的粘渣物更加堅(jiān)固。因此，機(jī)械扒出需要施加較大的外力，容易使插入管損壞。這一方法適用于夾雜金屬較少的粘渣層，但當(dāng)RH多用于生產(chǎn)含碳較低的鋁脫氧鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，鋼渣分離不好。在熔渣對耐材的相似相溶，造成粘渣的同時(shí)，又有一些鋼水附著與掛渣層，就形成了牢固的粘渣層，機(jī)械扒除就比較困難。(3)通過高溫火矩對粘渣層進(jìn)行熔蝕清除。此法對于粘渣不多或熔點(diǎn)不高的粘著物的去除是可行的。但是由于粘著物含有許多高熔點(diǎn)物相，火焰清除是很困難的。而且，火焰清理勞動(dòng)強(qiáng)度大、處理時(shí)間長，難以滿足連續(xù)生產(chǎn)需要。(4)基于冶金熔渣理論，通過改進(jìn)鋼包渣性質(zhì)，降低熔渣中高溫析出相的熔點(diǎn)，增加渣的流動(dòng)性，減弱熔渣對插入管的粘附，來改善RH插入管的粘渣。此法與機(jī)械扒渣和火焰熔渣相比，是通過抑制粘渣來實(shí)現(xiàn)RH的正常生產(chǎn)，無須增加清理裝置，而且不增加RH工位的處理時(shí)間，對提高RH的生產(chǎn)能力有較大的作用。從以上分析可以看出，第(4)種方法最為簡單實(shí)效，本發(fā)明采取對RH鋼包渣變性的技術(shù)路線來實(shí)現(xiàn)防止超低碳鋼生產(chǎn)過程中RH插入管粘渣的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是克服轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH插入管粘渣的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，g卩將超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分按重量百分比控制為Si025.011.0%、Ca040.048.0%、A12037.515.0%、MgO7.512.0%、Fe0《20.0%、Mn0《7.0%，其余為Fe2O;5、CaF2及微量成分S、P、Ti02等。其中，F(xiàn)eO，MnO是盡可能控制越低越好?？梢圆扇∫韵路椒ㄖ换蚱淙我饨M合，來實(shí)現(xiàn)鋼包渣化學(xué)成分達(dá)到上述要求(1)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)渣按重量百分比控制為Si026.013.0%、CaO34.040.0%、Al203《3.0%、MgO8.014.0%、FeO20.030.0%、Mn0《3.0%，其余為Fe2O;5及微量成分S、P、Ti02等；為了防止脫氧產(chǎn)物中有大量的高熔點(diǎn)Al203產(chǎn)生，出鋼至RH處理前不加其它任何脫氧劑。對轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣成分進(jìn)行了控制，有利于后部工序?qū)︿摪煞值恼{(diào)整。(2)如果MnO含量偏高，為了控制錳的含量，出鋼至l/3時(shí)按成品要求的Mn元素成分下限值加入錳鐵進(jìn)行合金化。(3)出鋼至2/3時(shí)加入一種渣料，提高鋼包渣中CaO含量，降低鋼包渣中Al203含量，并使鋼包渣中含有一定量的CaF2。其中，所述渣料按重量百分比組成為75%活性石灰、15%剛玉渣、10%螢石；渣料加入量Z由下式確定-=0.42爿+Z式中A—出鋼過程噸鋼下渣量，kg/t鋼；C—渣料按重量百分比含有的CaO。/。；Z—渣料加入量，kg/t鋼。RH處理開始3min以內(nèi)加入碳粉調(diào)整鋼水氧活度，碳粉加入量由下式確定C。二0.13x[(3.5-100C。)+0.01x((9。-450)]式中C。一噸鋼碳粉加入量，kg/t鋼；C。一RH處理前鋼水碳含量，％;0。一RH處理前鋼水氧活度，PPm。出鋼至RH處理前不加其它任何脫氧劑，RH脫碳處理開始3min以內(nèi)加入碳粉，進(jìn)一步降低了鋼包渣中的Al203含量。本發(fā)明的有益效果是，通過將超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分按重量百分比控制為Si025.011.0%、CaO40.048.0%、A12037.515.0%、MgO7.512.0%、Fe0《20.0%、Mn0《7.0%，其余為Fe20:j、CaF2及微量成分S、P、Ti。2等，提高了CaO/Al2。3、(Ca0/Si02)/Al203比值，RH脫碳過程鋼包渣主要由低熔點(diǎn)物質(zhì)llCaO7A1203CaF2和非晶態(tài)物質(zhì)，鎂橄欖石、鋁鎂尖晶石等高熔點(diǎn)物質(zhì)明顯減少。有效地抑制了鋼包渣中高熔點(diǎn)相的析出，降低了鋼包渣的熔點(diǎn)和粘度，增強(qiáng)了鋼包渣的流動(dòng)性，明顯減輕了插入管粘渣，提高了RH插入管不清渣連續(xù)處理爐數(shù)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，本方法簡單實(shí)效。具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不應(yīng)理解為本發(fā)明的僅限于以下方法。只要能夠達(dá)到超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分Si025.011.0%、CaO40.048.0%、Al2037.515.0%、MgO7.512.0%、Fe0《20.0%、Mn0《7.0%，其余為Fe203、CaF2及微量成分S、P、Ti02等，都屬于本發(fā)明。實(shí)施例l本發(fā)明轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法實(shí)驗(yàn)條件為120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，鋼種為IF3(成品碳含量按重量百分比為《50PPm)，實(shí)施本實(shí)施例前插入管已進(jìn)行了25爐超低碳鋼處理。本實(shí)施例控制超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分Si025.011.0%、CaO40.048.0%、A12037.515.0%、MgO7.512.0%、Fe0《20.0%、Mn0《7.0%，其余為Fe203、CaF2及微量成分S、P、Ti02等。具體過程為(1)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)渣按重量百分比控制為Si026.013.0%、CaO34.040.0%、Al203《3.0%、MgO8.014.0%、FeO20.030.0%、Mn0《3.0%，其余為Fe2O;5及微量成分S、P、Ti。2等。(2)出鋼至l/3時(shí)按成品要求的Mn元素成分下限值加入錳鐵進(jìn)行合金化。(3)出鋼至RH處理前不加其它任何脫氧劑。(4)出鋼至2/3時(shí)加入一種渣料，該渣料按重量百分比由75%活性石灰(按重量百分比含有CaO85.095.0%，粒度《5mm)、15%剛玉渣(按重量百分比含有CaO5.015.0%、A120365.075.0%，粒度《lmm)、10%螢石(按重量百分比含有:CaF285.095.0%、Si02《15.0，粒度《lmm)組成，并混合均勻，渣料加入量Z由下式確定式中A—出鋼過程噸鋼下渣量，kg/t鋼；C—渣料按重量百分比含有的CaO。/。；Z—渣料加入量，kg/t鋼。(5)用LF爐加熱化渣。(6)RH處理開始3min以內(nèi)加入碳粉(按重量百分比含有游離098%)調(diào)整鋼水氧活度，碳粉加入量由下式確定C。二0.13x[(3.5-100C。)+0.01x((9。-450)]式中C。一噸鋼碳粉加入量，kg/t鋼；C。一RH處理前鋼水碳含量，％;0。一RH處理前鋼水氧活度，PPm。渣料及碳粉的加入量如表l，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣及RH處理前鋼包渣主要成分見表2。實(shí)驗(yàn)過程表明，鋼包渣的流動(dòng)性良好，前5爐基本上沒有粘渣的現(xiàn)象，鋼包渣可以順利地從插入管壁流下，只在第6爐處理結(jié)束時(shí)發(fā)現(xiàn)下降管下沿有輕微的粘渣現(xiàn)象。當(dāng)連續(xù)處理12爐后，發(fā)現(xiàn)粘結(jié)在兩插入管中間的粘渣物重新熔入熔渣中，插入管可繼續(xù)使用。表l渣料及碳粉加<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>而同等條件下，120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，鋼種為IF3(成品碳含量按重量百分比為《50PPm)，插入管已進(jìn)行了25爐超低碳鋼處理。發(fā)明人采用現(xiàn)有技術(shù)處理，RH插入管不清渣連續(xù)處理鋼水的爐數(shù)《8爐。表明采用本方法后對減輕RH插入管的粘渣起了顯著的作用。表2轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣及ffl處理前鋼包瀅主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求權(quán)利要求1轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于將超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分按重量百分比控制為SiO25.0～11.0％、CaO40.0～48.0％、Al2O37.5～15.0％、MgO7.5～12.0％、FeO≤20.0％、MnO≤7.0％，其余為Fe2O3、CaF2及微量成分S、P、TiO2等。2.按權(quán)利要求1所述轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于采取以下方法控制超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分控制轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)渣的成分，按重量百分比為SlQ26.013.0%、Ca034.040.0%、Al203《3.o%、Mg08.014.0%、Fe020.030.0%、Mn0《3.0%，其余為Fe2"及微量成分S、P、T。2等。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于出鋼至RH處理前不加任何脫氧劑。4.按權(quán)利要求3所述轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于還包括出鋼至l/3時(shí)按成品要求的Mn元素成分下限值加入錳鐵進(jìn)行合金化。5.按權(quán)利要求4所述轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于還包括出鋼至2/3時(shí)加入渣料；其中，所述渣料按重量百分比組成為75%活性石灰、15%剛玉渣、10%螢石；渣料加入量Z由下式確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中A—出鋼過程噸鋼下渣量，kg/t鋼；C—渣料按重量百分比含有的CaO呢；Z—渣料加入量，kg/t鋼。6.按權(quán)利要求5所述轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于還包括用LF爐加熱化渣。7.按權(quán)利要求6所述轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，其特征在于還包括RH處理開始3min以內(nèi)加入碳粉調(diào)整鋼水氧活度，碳粉加入量由下式確定C。二0.13x[(3.5-100C。)+0.01x((9。-450)]式中C。一噸鋼碳粉加入量，kg/t鋼；C。一RH處理前鋼水碳含量，％;On—RH處理前鋼水氧活度，PPm。全文摘要本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH脫碳處理方法，屬于鋼鐵冶金
技術(shù)領(lǐng)域：
。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是防止轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)超低碳鋼過程中RH插入管粘渣。本發(fā)明的技術(shù)方案是將超低碳鋼RH脫碳處理過程中鋼包渣化學(xué)成分按重量百分比控制為SiO₂5.0～11.0％、CaO40.0～48.0％、Al₂O₃7.5～15.0％、MgO7.5～12.0％、FeO＝20.0％、MnO＝7.0％，其余為Fe₂O₃、CaF₂及微量成分S、P、TiO₂等，提高了CaO/Al₂O₃、(CaO/SiO₂)/Al₂O₃比值，有效地抑制了鋼包渣中高熔點(diǎn)相的析出，降低了鋼包渣的熔點(diǎn)和粘度，增強(qiáng)了鋼包渣的流動(dòng)性，減輕了RH插入管粘渣，提高了不清渣連續(xù)處理爐數(shù)。文檔編號C21C7/10GK101457281SQ20091030009公開日2009年6月17日申請日期2009年1月7日優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日發(fā)明者劉榮蒂,敏張,曾建華,李桂軍,李清春,楊素波,翁建軍,亮陳,永陳,陳天明申請人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀枝花新鋼釩股份有限公司