利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，屬于電弧爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。本方法解決的技術(shù)問題是提供利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，該方法包括電爐煉鋼、LF精煉和VD真空處理，其中，所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量≤3.5％，LF精煉時(shí)間為60～80min；VD真空處理時(shí)間15～20min，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間≥12min。采用本發(fā)明方法，可在電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1～3爐鋼直接冶煉合金品種鋼，既可適應(yīng)鋼企品種結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，又能為企業(yè)帶來較好的效益。
【專利說明】
利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，具體涉及電爐新修爐體或換 渣線爐體冶煉洗爐鋼鋼質(zhì)純凈度的控制，屬于電弧爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電爐爐體耐火材料最普遍的損毀機(jī)理是侵蝕、沖刷、熔融、剝落和水化，這五種因 素中最主要的是侵蝕和沖刷。耐火材料的碳成分由于氧化鐵或氧氣而被侵蝕，發(fā)生如下反 應(yīng):Fe0+C = Fe+C0、02+2C = 2C0。渣中的氧化鐵與磚襯的熱面中的石墨或焦油/樹脂反應(yīng)，或 氧氣侵蝕磚襯冷面的石墨或碳粘結(jié)劑。此時(shí)耐火磚的表面強(qiáng)度降低導(dǎo)致剝落。而沖刷是由 于鋼水或熔渣流過耐火材料表面并物理地磨損或沖刷爐襯而導(dǎo)致了物理損毀。
[0003] 電爐新修爐體或換渣線爐體開始使用時(shí)，由于耐火材料與鋼液或爐渣第一次接觸 時(shí)，爐渣中的CaO、Si〇2、FeO與鋼液中的？6、31^1、111、(：等滲入耐火材料的毛細(xì)孔道中，因此 耐火材料表層被快速浸蝕，隨后被浸蝕的耐火材料表面形成了一層致密的燒結(jié)層，阻礙了 鋼液或爐渣進(jìn)一步向耐火材料的毛細(xì)孔道中滲透，浸蝕速率隨之降低。因此電爐新修爐體 或換渣線爐體冶煉的第1爐鋼液被耐火材料污染的幾率較高。另外，初期爐體耐火材料中的 水分也被鋼液吸收，鋼液的氫含量增加。因此，國內(nèi)鋼企基本都規(guī)定電爐新修爐體或換渣線 爐體冶煉的第1~3爐鋼(通稱"洗爐鋼"）只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品（如普碳鋼），原因就是生產(chǎn)"洗 爐鋼"時(shí)被浸蝕的耐火材料進(jìn)入鋼液后很難被去除，導(dǎo)致鋼中的氫、氧含量及B、D、Ds類夾雜 物偏高，鋼質(zhì)純凈度較差。我們?cè)鴮?duì)"洗爐鋼"進(jìn)行取樣，發(fā)現(xiàn)鋼中的氫含量多4.5X10'氧 含量多38\1〇- 6,8、0、〇8類夾雜物評(píng)級(jí)大于2.5級(jí)的幾率較高，根本不具備生產(chǎn)合金品種鋼 的條件。
[0004] 隨著近年鋼鐵市場疲軟及轉(zhuǎn)爐流程低成本鋼坯的沖擊，電爐只能以合金品種鋼為 發(fā)展方向，一旦電爐新修爐體或換渣線爐體時(shí)，往往被迫虧本生產(chǎn)低端產(chǎn)品（如普碳鋼）。因 此，若能穩(wěn)定控制"洗爐鋼"的非金屬夾雜物及氣體含量，則可在電爐新修爐體或換渣線爐 體時(shí)直接冶煉合金品種鋼。
[0005] 從目前已有的技術(shù)看，沒有發(fā)現(xiàn)電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼直 接冶煉合金品種鋼的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本方法解決的技術(shù)問題是提供利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，采用該方 法，可在電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼就直接冶煉合金品種鋼。
[0007] 本發(fā)明利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，包括電爐煉鋼、LF精煉和VD真空 處理，其中，所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量彡3.5wt %，LF精煉時(shí)間為60~80min; VD 真空處理時(shí)間15~20min，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間彡12min。
[0008] 優(yōu)選的，VD真空處理的真空度彡67Pa。
[0009] 進(jìn)一步的，VD真空處理結(jié)束后，優(yōu)選在氬氣流量40~80Nl/min的條件下保持鋼液 靜吹。
[0010] 本發(fā)明中所述洗爐鋼優(yōu)選為電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量為2.5~3.4wt %，LF精煉時(shí) 間為62~78min; VD真空處理時(shí)間16~18min，真空度為37~65Pa，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜 吹時(shí)間13~17min。
[0012] 采用本發(fā)明方法，可在電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼直接冶煉合 金品種鋼，既可適應(yīng)鋼企品種結(jié)構(gòu)調(diào)整需要，又能為企業(yè)帶來較好的效益。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0013] 1、本方法可在電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼直接冶煉合金品種 鋼。
[0014] 2、通過本方法可在電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼生產(chǎn)出[H]<2 X10_6、[0]<25X10_6的連鑄坯，鋼中非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 本發(fā)明利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，包括電爐煉鋼、LF精煉和VD真空 處理，其中，所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量彡3.5%，LF精煉時(shí)間為60~80min; VD真 空處理時(shí)間15~20min，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間彡12min。
[0016] 電爐新修爐體或換渣線爐體開始使用時(shí)(主要是鎂碳質(zhì)耐火材料），冶煉第1~3爐 鋼時(shí)耐火材料的浸蝕速率約為之后爐次的1~3倍，其中尺寸較大的MgO顆粒通過上浮進(jìn)入 鋼渣中，鋼渣中MgO顆粒大量增加。而MgO的熔點(diǎn)約2800°C，恪點(diǎn)較高，隨著MgO的增加，鋼渣 的流動(dòng)性隨之變差，延緩渣鋼間的化學(xué)反應(yīng)，降低了鋼渣吸附夾雜物的能力。而尺寸較小的 MgO顆粒則較長時(shí)間懸浮于鋼液中，并與鋼種的A1203、Si02等結(jié)合成復(fù)合夾雜物。故須嚴(yán)格 控制電爐出鋼時(shí)鋼渣中MgO的含量。從目前控制電爐出鋼渣中MgO的技術(shù)看，主要都是將爐 渣中的MgO含量控制在5~12%，以此提高爐齡。電爐新修爐體或換渣線爐體開始使用時(shí)，由 于耐火材料表面還沒有形成了一層致密的燒結(jié)層，即使將爐渣中的MgO含量控制在5~ 12%，也不能減緩初期耐火材料的浸蝕，故應(yīng)以控制夾雜物為主要目的。電爐冶煉采取一邊 補(bǔ)充渣料，一邊流渣的操作模式，將新修爐體或換渣線爐體初期被浸蝕的耐火材料隨爐渣 流出。經(jīng)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以電爐出鋼前爐渣中MgO含量<3.5%可作為新修爐體或換渣線爐 體初期被浸蝕的耐火材料被基本排除的依據(jù)。
[0017] 電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉第1~3爐鋼時(shí)對(duì)鋼液中的夾雜物呈增加趨勢，被 浸蝕的耐火材料進(jìn)入鋼液后，尺寸較大的很快就通過上浮被去除，尺寸較小的則需要較長 的時(shí)間才能上浮去除。因此延長LF精煉爐的時(shí)間，則利于鋼液中的夾雜物充分上浮并被吸 附去除。經(jīng)試驗(yàn)，在LF精煉爐時(shí)間80min之內(nèi)，鋼液中的夾雜物隨精煉時(shí)間增加而逐漸降低， 從既保證鋼質(zhì)純凈度又不影響生產(chǎn)節(jié)奏考慮，將LF精煉爐時(shí)間控制為60~80min是適宜的。
[0018] 電爐新修爐體或換渣線爐體開始使用時(shí)，因砌縫料及耐火磚本身都?xì)埩袅瞬糠炙?份(H20)，故電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉第1~3爐鋼都存在增氫的問題。采取鋼液真空 處理（即真空脫氫）的措施，有效防止了鋼液增氫。通過實(shí)踐證明，在VD真空爐的真空度< 67Pa時(shí)，鋼液真空保持時(shí)間大于15min就可確保鋼中氫含量彡2.0ppm。但真空保持時(shí)間不宜 過長，時(shí)間過長則增加能耗及生產(chǎn)成本。故鋼液真空處理時(shí)間15~20min是較佳選擇。
[0019] 在鋼液VD真空處理時(shí)，由于鋼液劇烈攪拌，部份鋼渣不可避免地卷入鋼液中，因此 需要通過鋼液靜吹來去除被卷入的鋼渣。實(shí)踐證明，在氬氣流量40~80Nl/min的條件下保 持鋼液靜吹時(shí)間12min以上，可有效凈化鋼液。
[0020] 本發(fā)明所述的洗爐鋼為電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼。
[0021 ]作為優(yōu)選方案，所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量為2.5~3.4%，LF精煉時(shí)間 為62~78min;VD真空處理時(shí)間16~18min，真空度為37~65Pa，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹 時(shí)間13~17min。
[0022] 本發(fā)明中未提到的煉鋼步驟均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做贅述。
[0023] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0024]實(shí)施例1電爐新爐體第1爐冶煉27MnCr的生產(chǎn)工藝
[0025] 電爐新爐體第1爐冶煉27MnCr鋼，控制如下參數(shù)：
[0026] [1]電爐出鋼[C]=0.06%，渣中(Mg0)=2.7%，出鋼溫度 1634°C。
[0027] [2]LF精煉爐時(shí)間75min，出鋼溫度1647°C。
[0028] [3]鋼液VD爐真空處理的真空度65Pa，處理時(shí)間17min。
[0029] [4]VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間13min，氬氣流量65Nl/min。
[0030] [5]澆鑄成#280mm連鑄坯，取樣分析，結(jié)果：[Η] = 1 · 1 X 10-6，[0] =20 X 10一6。
[0031] [6]連鑄坯乳管后非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果見表1。
[0032]實(shí)施例2電爐新爐體第3爐冶煉37Μη2的生產(chǎn)工藝 [0033]電爐新爐體第3爐冶煉37Μη2鋼，控制如下參數(shù)：
[0034] [1]電爐出鋼[C]=0.09%，渣中（Mg0)=3.2%，出鋼溫度 1628°C。
[0035] [2]LF精煉爐時(shí)間62min，出鋼溫度1643Γ。
[0036] [3]鋼液VD爐真空處理的真空度41Pa，處理時(shí)間16min。
[0037] [4]VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間16min，氬氣流量60Nl/min。
[0038] [5]澆鑄成#350mm連鑄坯取樣結(jié)果：[Η]=0·6Χ10-6，[0] = 17Χ10-6。
[0039] [6]連鑄坯乳管后非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果見表1。
[0040] 實(shí)施例3電爐換渣線爐體第1爐冶煉Χ42鋼的生產(chǎn)工藝 [0041 ]電爐換渣線爐體第1爐冶煉Χ42鋼，控制如下參數(shù)：
[0042] [1]電爐出鋼[C]=0.04%，渣中(Mg0)=2.5%，出鋼溫度 1651°C。
[0043] [2]LF精煉爐時(shí)間67min，出鋼溫度1655°C。
[0044] [3]鋼液VD爐真空處理的真空度37Pa，處理時(shí)間18min。
[0045] [4]VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間17min，氬氣流量40Nl/min。
[0046] [5]澆鑄成#200mm連鑄坯取樣結(jié)果：[Η] =0 · 8 X 10-6，[0] =24 X 10一6。
[0047] [6]連鑄坯乳管后非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果見表1。
[0048] 實(shí)施例4電爐換渣線爐體第2爐冶煉L245N的生產(chǎn)工藝
[0049] 電爐換渣線爐體第2爐冶煉L245N鋼，控制如下參數(shù)：
[0050] [1]電爐出鋼[C]=0.04%，渣中（Mg0)=3.4%，出鋼溫度 1649°C。
[0051 ] [2]LF精煉爐時(shí)間78min，出鋼溫度1657Γ。
[0052] [3]鋼液VD爐真空處理的真空度52Pa，處理時(shí)間16min。
[0053] [4]VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間13min，氬氣流量80Nl/min。
[0054] [5]澆鑄成#200mm連鑄坯取樣結(jié)果：[Η]=0·6Χ10-6，[0]=23Χ10- 6。
[0055] [6]連鑄坯乳管后非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果見表1。
[0056] 實(shí)施例5電爐新爐體第1爐冶煉30Μη的生產(chǎn)工藝 [0057]電爐新爐體第1爐冶煉30Μη鋼，控制如下參數(shù)：
[0058] [1]電爐出鋼[C] =0.06%，渣中(MgO) =3.1%，出鋼溫度 1644°C。
[0059] [2]LF精煉爐時(shí)間65min，出鋼溫度1645Γ。
[0060] [3]鋼液VD爐真空處理的真空度45Pa，處理時(shí)間17min。
[0061 ] [4]VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間15min，氬氣流量50Nl/min。
[0062] [5]澆鑄成#200mm連鑄坯取樣結(jié)果：[Η]=0·9Χ10-6，[0] = 19Χ10-6。
[0063] [6]連鑄坯乳管后非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果見表1。
[0064]表1非金屬夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果
[0065]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，包括電爐煉鋼、LF精煉和VD真空處理，其特 征在于： 所述電爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量彡3.5wt%，LF精煉時(shí)間為60~80min; VD真空處 理時(shí)間15~20min，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間彡12min。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，其特征在于:VD真空 處理的真空度彡67Pa。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，其特征在于:VD真空 處理結(jié)束后，在氬氣流量40~80Nl/min的條件下保持鋼液靜吹。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，其特征在于:所述洗 爐鋼為電爐新修爐體或換渣線爐體冶煉的第1~3爐鋼。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用洗爐鋼直接冶煉合金品種鋼的方法，其特征在于:所述電 爐煉鋼控制出鋼渣中的MgO含量為2.5~3.4wt%，LF精煉時(shí)間為62~78min;VD真空處理時(shí) 間16~18min，真空度為37~65Pa，VD真空處理結(jié)束后鋼液靜吹時(shí)間13~17min。
【文檔編號(hào)】C21C7/10GK105886700SQ201610472103
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】劉志軍, 胡茂會(huì), 黃國玖, 馮文全, 王西江
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)成都鋼釩有限公司