[发明专利]一种去除钢中残余元素锑的炼钢方法

说明书

一种去除钢中残余元素锑的炼钢方法。工艺步骤包括：1）LF炉进站后迅速调整渣料，石灰、预熔渣加入量≥2t；2）首次送电完毕后，喂入纯钙线150~200m，使得钢中的[Ca]≥0.0020%；3）LF炉继续进行渣料配比，保证精炼渣碱度控制在10~12之间，CaO/Al₂O₃=1.8~2.0；4）根据过程样喂入纯钙线，保持钢中[Ca]≥0.0020%；5）LF炉最后一次温度调整时加入200kg石灰，之后喂入200m纯钙线，软吹出站；6）VD炉破空喂入纯钙线150m，然后保持软吹状态直至上台浇注。精炼全过程保证钢液中的[Ca]≥0.0020%，LF炉造高碱度大渣量的精炼渣，使得在精炼过程钢中残余[Sb]与[Ca]发生反应，可将钢中残锑降至0.0025%以下。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，涉及一种去除钢中残余元素锑的炼钢方法。

背景技术

临氢钢主要用于制造在温度＞250℃高温、氢分压＞1.4MPa高压、临氢环境下使用的压力容器设备，广泛用于石油化工、煤化工、电力等相关行业。这些压力容器设备要求的材料必须具有较高的抗氢脆、抗氢剥离及抗氢腐蚀性能，同时还具有较高的强度，特别是高温强度、低温韧性以及抗回火脆化等综合指标。因此，该类钢种对于成分控制要求严格，尤其是对P、S、Sn、As、Pb、Sb等残余元素要求更高。

传统控制钢中残余元素主要是通过精选原材料，对炼钢过程所使用的废钢、合金、原辅料提出较高的标准来控制钢中的残余元素，然而实际生产过程中对于外购压块废钢的成分无法及时有效的进行化验，因此在冶炼此类钢种时，仍然时有残余元素超标钢水回炉的情况发生，这对炼钢厂成本造成较大损失。

发明内容

本发明旨在提供一种去除钢中残余元素锑的炼钢方法，根据精炼LF炉过程造渣、喂钙线等各时期的特点，对钢液的渣料配比及喂钙线工艺进行调整，以达到去除钢中残余元素锑的目的。

本发明的技术方案：

一种去除钢中残余元素锑的炼钢方法，包括以下工艺步骤：

（1）LF炉进站后迅速调整渣料，送电升温过程分批加入1.5t石灰及0.5t预熔渣；

（2）首次送电完毕，待温度达到1580℃以上时喂入纯钙线150~200m，搅拌2~3min，使得钢中[Ca]≥0.0020%；

（3）LF炉继续进行渣料的配比，精炼渣碱度控制在10~12，CaO/Al₂O₃=1.8~2.0，总渣量≥2.5t；LF炉冶炼过程每抬一次电极取一次渣样，确保成白渣时间≤10min；

（4）白渣造好后，每次抬电极后喂入纯钙线100~200m，之后搅拌2min，整个过程钢中[Ca]≥0.0020%；

（5）LF炉最后一次温度调整时，加入200kg石灰，之后喂入纯钙线200m，搅拌2min后保持5min以上的软吹时间出站；

（6）VD破空后喂入纯钙线150m，喂线过程关闭氩气，之后调整氩气至软吹，软吹15min后上台浇注。

反应机理：纯钙线喂入钢液中后迅速气化，形成大量的气态钙并上浮至钢渣界面，气态钙上浮过程与钢液中的锑反应，反应方程式如下：

3Ca_（g）+2Sb_（l）=Ca₃Sb₂ ΔG=-1177.326+0.434T

钙与钢液中的锑反应是发生钙气泡与钢液界面上，并与钙气泡上浮过程同时进行。此过程若钙气泡过大，上浮至渣钢界面未能反应完全，若钙气泡较小，则上浮过程反应完全，钙利用率高。此过程还发生溶解反应，溶解进钢液的钙，继续与锑发生反应。