一种低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺的制作方法

1.本发明涉及一种造渣工艺，尤其涉及一种低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺。


背景技术：

2.高强度弹簧钢、帘线钢等，常采用低碱度渣系、低残铝含量专用合金和低al2o3含量专用耐材、辅料生产，以减少夹杂物中al2o3含量，实现夹杂物低熔点、塑性化，轧制后危害下降。
3.由于低碱度渣熔点低于1200℃，精炼过程温度一般在1500℃以上，精炼过程渣基本为液态、lf埋弧效果较差，需要投入大渣量提高渣层厚度实现埋弧，保证能量转换，吨钢需使用低碱度精炼渣18kg以上。由于精炼渣升温、熔化需要吸收大量热，lf冶炼吨钢电耗需约84kwh，精炼渣和电耗成本非常高。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明旨在提供一种低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，保障纯净度和夹杂物组成同时降低lf精炼渣耗和电耗。
5.技术方案：本发明所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，包括如下步骤：
6.(1)bof炉或eaf炉出钢：保证低氧位出钢，同时防止下渣；出钢后顺序加入合金锰铁、硅铁、铬铁、增碳剂及吨钢石灰2.1～2.5kg；由于纯石灰脱硫能力较强，将石灰在炉后出钢过程随钢流加入，可起到部分脱硫作用。
7.控制精炼终渣碱度0.7～1.0，能够较好的控制夹杂物组成主体分布于cao-al2o
3-sio2三元系低熔点区。低碱度渣纯净钢沉淀脱氧主要以锰铁和硅铁为主，其脱氧产物主要为mno与sio2。减少精炼渣用量一方面精炼渣熔化后埋弧效果差，升温困难，另一方面精炼渣碱度会降至0.7以下。经测算和试验吨钢配加石灰2.3kg时终渣碱度可保持基本不变。
8.(2)lf炉精炼：吹开渣面后，加入上述精炼渣；
9.加热化渣过程，由于精炼渣未完全熔化，此时埋弧效果较好，渣面一次性加入碳化硅扩散脱氧，连续加热；
10.成分温度调整期，由于精炼渣完全熔化，埋弧效果显著下降，仅在下电极加热时分批加入碳化硅；硅化硅扩散脱氧时产生co及co2，当渣面有固相时，有利于利用气泡的表面张力延长气泡在渣中停留时间，充分保障产生气泡利用率。控制精炼终渣碱度0.7～1.0。
11.sic+3(feo)＝(sio2)+co+3[fe]
[0012]
sic+3(mno)＝(sio2)+co+3[mn]
[0013]
co+feo＝co2+fe
[0014]
co+mno＝co2+mn
[0015]
(3)成分合格温度合适后，进行软搅拌促进夹杂物上浮，然后吊包连铸。
[0016]
优选地，步骤(1)所述低氧位指氧含量控制在300ppm以下。
[0017]
优选地，出钢温度控制在1580℃～1620℃，并且在出钢20～40吨开始顺序加入合金锰铁、硅铁、铬铁、增碳剂及吨钢石灰。
[0018]
优选地，步骤(2)所述低碱度精炼渣的加入量为吨钢8～10kg；所述连续加热时间为10～30分钟；所述加热化渣过程的碳化硅加入量为50～100kg；所述成分温度调整期的碳化硅加入量为120～200kg，加入碳化硅后每次连续加热时间一般控制在4～8分钟，避免长时间连续加热。
[0019]
优选地，连铸采用整体式水口，全保护浇注。
[0020]
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明通过减渣量、精炼渣发泡实施降本，在保障精炼埋弧效果同时，优化配方保持优化后精炼渣成分基本一致。
具体实施方式
[0021]
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0022]
实施例1
[0023]
钢种：55sicra
[0024]
化学成分(质量分数)/％
[0025]
csimncrvnicups0.561.440.710.680.0010.010.020.0110.009
[0026]
所述低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺包括如下步骤：
[0027]
bof出钢：出钢温度1590℃，出钢氧含量220ppm，吨钢加入石灰2.1kg。
[0028]
lf精炼：吨钢加入低碱度渣9kg。
[0029]
lf加热过程分批加入4批碳化硅扩散脱氧并促进精炼渣发泡，每批约50kg。除初始化渣过程外，每次连续加热时间6分钟，碳化硅采用铁锹铲入，保持加热过程发泡效果持续。精炼终渣碱度r为0.96。
[0030]
精炼终渣成分(质量分数)/％
[0031]
tfecaosio2p2o5mgoal2o3cr2o3mno1.238.139.50.113.86.30.20.6
[0032]
吨钢电耗为：70.11wh
[0033]
实施例2
[0034]
钢种：55sicrv
[0035]
化学成分(质量分数)/％
[0036]
csimncrvnicups0.551.420.700.680.0130.010.010.0100.007
[0037]
所述低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺包括如下步骤：
[0038]
bof出钢：出钢温度1595℃，出钢氧含量190ppm，吨钢加入石灰2.3kg。
[0039]
lf精炼：吨钢加入低碱度渣9kg。
[0040]
lf加热过程分批加入4批碳化硅扩散脱氧并促进精炼渣发泡，每批约50kg。除初始化渣过程外，每次连续加热时间7分钟，碳化硅采用铁锹铲入，保持加热过程发泡效果持续。
精炼终渣碱度r为0.92。
[0041]
精炼终渣成分(质量分数)/％
[0042]
tfecaosio2p2o5mgoal2o3cr2o3mno1.238.241.70.17.79.30.21.0
[0043]
吨钢电耗为：68.65wh
[0044]
实施例3
[0045]
钢种：54sicr6
[0046]
化学成分(质量分数)/％
[0047]
csimncrvnicups0.541.410.690.710.0010.010.010.0090.008
[0048]
所述低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺包括如下步骤：
[0049]
bof出钢：出钢温度1605℃，出钢氧含量180ppm，吨钢加入石灰2.5kg。
[0050]
lf精炼：吨钢加入低碱度渣9kg。
[0051]
lf加热过程分批加入4批碳化硅扩散脱氧并促进精炼渣发泡，每批约50kg。除初始化渣过程外，每次连续加热时间8分钟，碳化硅采用铁锹铲入，保持加热过程发泡效果持续。精炼终渣碱度r为0.92。
[0052]
精炼终渣成分(质量分数)/％
[0053]
tfecaosio2p2o5mgoal2o3cr2o3mno1.537.440.50.013.75.60.20.7
[0054]
吨钢电耗为：66.64wh
[0055]
对比例
[0056]
钢种：55sicra
[0057]
化学成分(质量分数)/％
[0058]
csimncrvnicups0.571.430.680.700.0010.010.020.0100.008
[0059]
具体工艺包括如下步骤：
[0060]
bof出钢：出钢温度1603℃，出钢氧含量230ppm，吨钢加入低碱度渣18kg。
[0061]
lf精炼：lf加热过程总计加入3批共200kg碳化硅扩散脱氧，每批加入量50～100kg。除初始化渣过程外，每次连续加热时间5～15分钟不等。精炼终渣碱度r为0.88。
[0062]
精炼终渣成分(质量分数)/％
[0063]
tfecaosio2p2o5mgoal2o3cr2o3mno1.637.442.30.112.33.20.32.6
[0064]
吨钢电耗为：84.25kwh
[0065]
实施后精炼渣成分保持稳定。生产的材料通过了用户多次疲劳测试，纯净度良好。
[0066]
经统计，冶炼的弹簧钢优化前平均精炼吨钢电耗为：84.43kwh，优化后为：71.89kwh。优化前平均吨钢渣耗：低碱度渣18.18kg；优化后吨钢渣耗：低碱度渣9.08kg，石灰2.27kg。
[0067]
工业电价约1元/kwh，低碱度渣成本约1.86元/kg，石灰成本约0.6元/吨。
[0068]
吨钢冶炼降本降低：(84.43kwh-71.89kwh)
×
1元/kwh+(18.18kg-9.08kg)
×
1.86元/kg-0.6元/kg
×
2.27kg＝28.104元。

技术特征：
1.一种低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)bof炉或eaf炉出钢：保证低氧位出钢，同时防止下渣；出钢后顺序加入合金锰铁、硅铁、铬铁、增碳剂及吨钢石灰2.1～2.5kg；(2)lf炉精炼：吹开渣面后，加入低碱度渣；加热化渣过程，由于精炼渣未完全熔化，此时埋弧效果较好，渣面一次性加入碳化硅扩散脱氧，连续加热；成分温度调整期，由于精炼渣完全熔化，埋弧效果显著下降，仅在下电极加热时分批加入碳化硅；(3)成分合格温度合适后，进行软搅拌促进夹杂物上浮，然后吊包连铸。2.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(1)所述低氧位指氧含量控制在300ppm以下。3.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，出钢温度控制在1580℃～1620℃。4.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(1)在出钢20～40吨开始顺序加入合金锰铁、硅铁、铬铁、增碳剂及吨钢石灰。5.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(2)所述低碱度渣的加入量为吨钢8～10kg。6.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(2)所述连续加热时间为10～30分钟。7.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(2)所述加热化渣过程的碳化硅加入量为50～100kg。8.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(2)所述成分温度调整期的碳化硅加入量为120～200kg。9.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，步骤(2)所述成分温度调整期在加入碳化硅后每次连续加热时间一般控制在4～8分钟。10.根据权利要求1所述的低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，其特征在于，控制精炼终渣碱度为0.7～1.0。

技术总结
本发明公开了一种低碱度渣特殊钢降低渣耗和电耗的造渣工艺，该工艺针对精炼渣成分变化规律进行研究，通过优化渣料配加组成，低碱度渣减量使用，并配加少量石灰，并在精炼升温过程使用脱氧剂碳化硅进行精炼渣发泡，保障LF精炼埋弧同时，保持精炼终渣成分稳定，减少了精炼渣消耗和电耗。采用本发明所述造渣工艺后吨钢低碱度渣消耗降低约50％，吨钢电耗降低约15％，实现了低碳冶炼，降低了生产成本。降低了生产成本。


技术研发人员：沈朴恒 朱守欣 刘建 牛帅 邓伟
受保护的技术使用者：南京钢铁股份有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/10/11