一种超低硫钢的冶炼方法与流程

1.本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种超低硫钢(硫含量≤0.0015％)的冶炼方法，尤其涉及一种高级别超低硫钢的冶炼方法。


背景技术：

2.超低硫钢是指硫含量≤0.0015％的钢。随着我国石油、天然气资源的开发和利用，用于制造石油、天然气输送管线用的宽厚钢板的需求量将不断增加。具有高强度、高韧性、良好的可焊性、低温下的断裂抗力和抗hic和sscc侵蚀能力的超纯净高级别超低硫管线钢将成为21世纪国民经济需求量较大的一类钢种。
3.炉外精炼脱硫是实现管线钢深脱硫冶炼的主要手段，然而目前生产硫含量≤0.0015％超低硫管线钢仍存在一定技术难度，例如(1)在现有工艺条件下如果要达到目标硫含量要求，要加造高碱精炼渣，但由于加入大量的白灰直接导致渣的流动性差，进而影响钢渣脱硫效果；(2)在现有的脱氧工艺下，用微碳铝铁进行脱氧，先将微碳铝铁加入钢水中，再通过大氩气搅拌来去除渣中的氧，但在实践过程大氩气搅拌脱硫过程中出现由于钢中铝含量控制不好导致渣氧化性升高，在后续工序中回硫的现象；(3)在现有工艺下lf精炼处理时间较长，平均在70-80分钟，无法满足正常的连续生产需要；(4)在现有工艺下rh处理过程中不加入脱硫剂，喂丝氩气小，容易造成回硫现象。因此研究管线钢精炼深脱硫剂及应用技术具有重要的实用价值。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种超低硫钢的冶炼方法，所述超低硫钢的硫含量≤0.0015％，其包括以下步骤：
5.(1)转炉出钢渣洗
6.在出钢过程中采用转炉出钢渣洗工艺，在钢水铺满罐底三分之一开始加入微碳铝铁进行脱氧，钢水中铝含量控制到0.065％-0.075％；出钢至三分之二时再加入850-950kg白灰和150-250kg渣脱氧剂；
7.(2)lf炉精炼脱氧造白渣
8.lf处理开始时，先采用大流量800-850l/min吹氩方式吹开表面的渣层；
9.在lf精炼造渣过程中采用白灰、化渣材料、渣脱氧剂和铝粒进行造渣，渣料采用分批加入；其中加热开始时，第一批渣料加入800-900kg白灰、250-350kg化渣材料、250-350kg渣脱氧剂和70-90kg铝粒，加热5-7min后再加入第二批渣料550-650kg白灰，在随后的加热过程中分批将白灰量添加至2000kg-3000kg；将温度加热至1605℃-1615℃，同时根据钢样值将铝配到0.080-0.090％，随后开始以大流量800-850l/min吹氩的方式进行脱硫，在脱硫过程中每隔5-7min加入渣脱氧剂来保证全程白渣效果，脱硫完成后将氩气流量控制在20-50l/min；其中lf精炼全程将加入总渣料量控制在10kg/t以上；
10.精炼终点渣目标成分为碱度＝5.5-6.6，cao＝53％-61％，tfe≤0.45％，可选为碱
度＝5.8-6.3，cao＝56％-59％，tfe≤0.41％。
11.在一些实施方式中，所述冶炼方法还包括以下步骤：
12.(3)rh炉工艺控制
13.rh处理开始时，一次性加入500-1000kgrh真空脱硫剂进行钢水循环脱硫操作，深真空循环22分钟后，进行喂丝操作；rh进行喂丝操作时前期氩气控制为150-250l/min，喂丝1分钟后将氩气大小调节至50-100l/min直至喂丝结束。
14.相对于现有技术，本发明提供的冶炼方法具有以下有益效果：
15.(1)本发明通过对脱氧工艺的改进，在脱硫过程中加入熔渣改质剂，可保证精炼脱硫过程中全程白渣，极大地提高的脱硫率，且在提升脱硫率的同时缩短了脱硫时间，保证了批量生产。
16.(2)本发明在lf精炼加入白灰的过程中采用加热时分批多次并配加化渣材料的方式，并配以合理的氩气流量，可有效缩短化渣时间，保证了钢渣具有良好的流动性，为高效深度脱硫提供了动力学的条件。
17.(3)本发明在rh处理初期加入脱硫剂，喂丝前期适当调大氩气，可以避免回硫现象的发生。
具体实施方式
18.以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。
19.实施例1
20.在出钢过程中采用转炉出钢渣洗工艺，在钢水铺满罐底三分之一时开始加入微碳铝铁进行脱氧，钢水中铝含量控制到0.065％-0.075％。出钢至三分之二时在加入900kg白灰和200kg渣脱氧剂，在出钢过程中全程采用氩气进行搅拌，出完钢后在继续进行氩气搅拌至钢包调运位关闭氩气。该步骤得到转炉终点硫含量为0.0055％的钢水，以该钢水为原料进行以下lf处理和rh处理。
21.lf处理开始时，先采用大流量800l/min吹氩方式吹开表面的渣层；应用“分批次加入渣料的方式”，具体为第1批加入850kg白灰、300kg化渣材料、300kg渣脱氧剂和80kg铝粒，在加热5min后再加入第二批渣料600kg白灰，在随后的加热过程中根据渣的黏稀情况进行补加白灰，白灰加入总量为2816kg。将钢水温度加热至1605℃-1615℃，并将钢中铝含量添加至0.080-0.090％，随后开始以大流量800l/min吹氩的方式进行搅拌脱硫，在脱硫过程中每隔5min加入渣脱氧剂来保证全程白渣效果，脱硫完成后将氩气流量控制在30l/min；精炼终点渣样为：碱度＝5.8，cao＝56.98％，tfe＝0.37％。
22.lf精炼终点钢中s＝0.0007％。
23.rh炉抽真空开始后，一次性加入500kg脱硫剂进行钢水循环脱硫操作，深真空循环22分钟后，进行喂丝操作，喂丝前期氩气控制为200l/min，喂丝1分钟后将氩气大小调节至100l/min直至喂丝结束，钢中终点s＝0.0006％。
24.具体的工艺参数如下表1所示，rh处理后的脱硫率结果如下表1所示，为89.1％。
25.实施例2
26.在出钢过程中采用转炉出钢过程中进行出钢渣洗，在钢水铺满罐底三分之一时开
始加入微碳铝铁进行脱氧，钢水中铝含量控制到0.065％-0.075％。出钢至三分之二时在加入850kg白灰和200kg渣脱氧剂，在出钢过程中全程采用氩气进行搅拌，出完钢后在继续进行氩气搅拌至钢包吊运位关闭氩气。
27.lf处理开始时，先采用大流量800l/min吹氩方式吹开表面的渣层；lf炉精炼，、应用“分批次加入渣料的方式”。具体加入过程为第1批加入850kg白灰、300kg化渣材料、300kg渣脱氧剂和80kg铝粒，在加热5min后再加入第2批渣料600kg白灰，在随后的加热过程中根据渣的黏稀情况进行补加白灰，累计白灰加入量为2709kg。将钢水温度加热至1605℃-1615℃，并将钢中铝含量添加至0.080-0.090％。随后开始以大流量800l/min吹氩的方式进行脱硫，在脱硫过程中每隔5min加入渣脱氧剂来保证全程白渣效果，脱硫完成后将氩气流量控制在30l/min；精炼终点渣样为：碱度＝6.3、cao＝57.33％，tfe＝0.41％。
28.lf精炼终点钢中s＝0.0008％。
29.rh炉抽真空开始后，一次性加入500kg脱硫剂进行钢水循环脱硫操作，深真空循环22分钟后，进行喂丝操作，喂丝前期氩气控制为200l/min，喂丝1分钟后将氩气大小调节至100l/min直至喂丝结束，钢中终点s＝0.0006％。
30.具体的工艺参数如下表1所示，rh处理后的脱硫率结果如下表1所示，为90.5％。
31.实施例3
32.在出钢过程中采用转炉出钢渣洗工艺，在钢水铺满罐底三分之一时开始加入微碳铝铁进行脱氧，钢水中铝含量控制到0.065％-0.075％。出钢至三分之二时在加入950kg白灰和200kg渣脱氧剂，在出钢过程中全程采用氩气进行搅拌，出完钢后在继续进行氩气搅拌至钢包调运位关闭氩气。该步骤得到转炉终点硫含量为0.0061％的钢水，以该钢水为原料进行以下lf处理和rh处理。
33.lf处理开始时，先采用大流量800l/min吹氩方式吹开表面的渣层；lf炉精炼过程中应用“分批次加入渣料的方式”，具体为第1批加入850kg白灰、300kg化渣材料，300kg渣脱氧剂和80kg铝粒，在加热5min后再加入第二批渣料600kg白灰，在随后的加热过程中根据渣黏稀补加白灰，累计白灰加入量为2913kg。将钢水温度加热至1605℃-1615℃，并将钢水中铝含量添加至0.080-0.090％，随后开始以大流量800l/min吹氩的方式进行搅拌脱硫，在脱硫过程中每隔5min加入渣脱氧剂来保证全程白渣效果，脱硫完成后将氩气流量控制在30l/min；精炼终点渣样为：碱度＝6.1、cao＝58.87％、tfe＝0.38％。
34.lf精炼终点钢中s＝0.0006％。
35.rh炉抽真空开始后，一次性加入500kg脱硫剂进行钢水循环脱硫操作，深真空循环22分钟后，进行喂丝操作，喂丝前期氩气控制为200l/min，喂丝1分钟后将氩气大小调节至100l/min直至喂丝结束，钢中终点s＝0.0005％。
36.具体的工艺参数如下表1所示，rh处理后的脱硫率结果如下表1所示，为91.8％。
37.表1
38.39.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超低硫钢的冶炼方法，所述超低硫钢的硫含量≤0.0015％，其特征在于，所述冶炼方法包括以下步骤：(1)转炉出钢渣洗在出钢过程中采用转炉出钢渣洗工艺，在钢水铺满罐底三分之一开始加入微碳铝铁进行脱氧，钢水中铝含量控制到0.065％-0.075％；出钢至三分之二时再加入850-950kg白灰和150-250kg渣脱氧剂；(2)lf炉精炼脱氧造白渣lf处理开始时，先采用大流量800-850l/min吹氩方式吹开表面的渣层；在lf精炼造渣过程中采用白灰、化渣材料、渣脱氧剂和铝粒进行造渣，渣料采用分批加入；其中加热开始时，第一批渣料加入800-900kg白灰、250-350kg化渣材料、250-350kg渣脱氧剂和70-90kg铝粒，加热5-7min后再加入第二批渣料550-650kg白灰，在随后的加热过程中分批将白灰量添加至2000kg-3000kg；将温度加热至1605℃-1615℃，同时根据钢样值将铝配到0.080-0.090％，随后开始以大流量800-850l/min吹氩的方式进行脱硫，在脱硫过程中每隔5-7min加入渣脱氧剂来保证全程白渣效果，脱硫完成后将氩气流量控制在20-50l/min；其中lf精炼全程将加入总渣料量控制在10kg/t以上；精炼终点渣目标成分为碱度＝5.5-6.6、cao＝53％-61％，tfe≤0.45％。2.根据权利要求1所述的超低硫钢的冶炼方法，其特征在于，所述冶炼方法还包括以下步骤：(3)rh炉工艺控制rh处理开始时，一次性加入500-1000kgrh真空脱硫剂进行钢水循环脱硫操作，深真空循环22分钟后，进行喂丝操作；rh进行喂丝操作时前期氩气控制为150-250l/min，喂丝1分钟后将氩气大小调节至50-100l/min直至喂丝结束。

技术总结
本发明公开一种超低硫钢的冶炼方法，其包括转炉出钢渣洗工艺控制、LF炉精炼工艺控制和任选进一步的RH炉工艺控制，其中在转炉出钢渣洗工艺控制中包括对钢水进行脱氧，在LF炉精炼工艺控制中采用分段式吹氩操作和分批次加入白灰及化渣材料等，多个工艺的共同控制，可以极大地提高脱硫率，并在提升脱硫率的同时缩短了脱硫时间，保证了超低硫钢的批量生产。保证了超低硫钢的批量生产。


技术研发人员：徐少华 王进财 王与帅 刘智康 曲瑞庭 邓彦宇 李志成 韩浩田
受保护的技术使用者：包头钢铁（集团）有限责任公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/8/9