[发明专利]LF炉低碱度渣精炼工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种LF炉精炼工艺，尤其是LF炉低碱度渣精炼工艺，属炼钢技术领域。

背景技术

随着用户对钢材质量要求的日益提高，钢包精炼炉( Ladle Furnace简称LF炉)作为改善钢水洁净度、提升钢材质量的手段得到迅速发展，目前已成为现代化钢铁生产短流程中不可缺少的一道工序。LF精炼炉除了采用还原气氛埋弧加热、真空脱气、透气砖吹氩搅拌等较为成熟的二次精炼技术外，还引入了合成渣精炼技术，以通过合理的造渣工艺来达到脱硫、脱氧甚至脱氮的目的，从而有效吸收钢中的夹杂物，控制夹杂物的形态，此外还可利用炼钢所形成的泡沫渣淹没电弧，提高热效率，减少耐火材料侵蚀。因而在LF炉精炼工艺中，采用合理的造渣工艺对钢水洁净度的改善起着至关重要的作用。

目前LF炉精炼渣的基础渣一般多选CaO.SiO₂.Al₂O₃系三元相图的低熔点位置的渣系。基础渣最重要的作用就是控制渣的碱度，因为渣碱度对精炼过程中的脱氧、脱硫均有较大影响，提高渣的碱度可使钢中平衡氧降低，而且可提高硫在渣钢之间的分配比，有利于脱氧和脱硫。但是，精炼渣的碱度却不能过大，如果碱度过大，例如大于5时，就会造成精炼渣的粘度过大，熔化困难，流动性差，最终将影响钢水脱氧和脱硫效果。目前国内铝镇静钢等品种钢的生产，其碱度(CaO/SiO₂)一般都大于2，属于高碱度渣精炼工艺，具有较好的脱硫及脱气效果，但该工艺不利于B类、D类等氧化物夹杂的有效控制，B类、D类等氧化物为高熔点且不变形的夹杂物，其与钢基的界面会生成微裂纹、空洞等质量缺陷，使钢材后序加工过程疲劳、拉拔等性能显著降低，不利于钢材性能的改善。由于LF炉高碱度渣精炼工艺难于有效控制钢中不变形球状氧化物的数量，因此在生产对夹杂物要求苛刻的高碳硬线钢、弹簧钢等钢种时，质量控制不稳定，难于满足后序加工使用要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种LF炉低碱度渣精炼工艺，使精炼后的钢水中，能够形成具有较低熔点和良好塑性变形的复合夹杂物颗粒，而迅速上浮，以利排除，从而显著改善钢水洁净度，保证铸坯质量，并能较好地满足高碳硬线钢、弹簧钢等品种钢的后序加工及使用性能。

本发明提供的是这样一种LF炉低碱度渣精炼工艺，其特征在于经过下列步骤：

A、将炼钢原料按常规用LD转炉进行顶底复合吹炼，并进行常规造渣，直至出钢；

B、出钢前向钢包底部加入4～5 kg/t钢 的石灰、0.2～0.4 kg/t钢 的萤石后出钢；

C、出钢过程中，全程对钢包进行底吹氩，控制氩气流量为50～70NL/min，当钢包钢水量达到或大于1/5时，向钢包中依次加入硅铁、硅钙钡、高碳锰铁，进行脱氧合金化，且各自的加入量为：

高碳锰铁                7.1～9.4 kg/t钢

硅钙钡                  2.0～2.5 kg/t钢

硅铁                    2.5～23.5 kg/t钢 ； 

D、出钢完毕，钢水送LF炉精炼，在氩气流量为30～50NL/min的条件下，对钢水吹氩2～3分钟后，插入电极化渣，并加入石灰2.0～3.0 kg/t钢、电石0.4～0.6 kg/t钢，进行调渣；

E、将D步骤的钢水加热至1580～1600℃后，加入石英砂3.6～5.6 kg/t钢，并使石英砂熔化，控制渣碱度为0.8～1.3，同时补加合金调整钢水成份至达标；

F、将E步骤的钢水在氩气流量为20～30NL/min条件下，底吹25～30分钟，其间控制熔渣成份，将钢水温度加热至1545～1550℃时，停止加热，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为0.8～1.0 kg/t钢，然后将钢水送浇铸工序，浇铸成钢坯。

所述步骤F的熔渣成份为：CaO：≥28 wt%，SiO₂：≥30 wt%，Al₂O₃：≤9 wt%，MgO：≤8 wt%，MnO：≤1 wt%，FeO：≤1 wt%。

所述步骤C、步骤F的硅铁、硅钙钡、高碳锰铁、钢水覆盖剂均为市购产品。