一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣及其加入方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，所述精煉渣成分包括CaO、SiO2、Al2O3、MgO，所述各成分所占比例為CaO=50%～60%，SiO2=7%～12%，Al2O3=28%～33%，MgO=4%～8%；本發(fā)明所設(shè)計(jì)LF精煉渣脫硫率在70.8%～92.0%之間，終點(diǎn)硫含量在0.0004%～0.0014%之間，取得了較好的脫硫效果，完全能夠滿足該鋼種對(duì)深脫硫的要求；CaO/Al2O3控制在1.7～1.9之間，具有較好吸附夾雜的能力。
【專利說(shuō)明】一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣及其加入方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉煉鋼工藝流程中鋼水精煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣及其加入方法。本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】特別是涉及高級(jí)別管線鋼(X80/X70)冶煉鋼水時(shí)對(duì)鋼水進(jìn)行精煉用的精煉渣及其加入方法。
【背景技術(shù)】:[0002]目前，管道運(yùn)輸是一種規(guī)模大而且經(jīng)濟(jì)有效的石油、天然氣的輸送方式，管線鋼主要用于國(guó)家重點(diǎn)工程中的石油、天然氣的運(yùn)輸管道，對(duì)抗氫致裂紋(HIC)有較高要求，硫是高級(jí)別石油管線鋼中影響鋼材抗氫致裂紋(HIC)和抗硫應(yīng)力裂紋(SSC)能力的主要元素。
[0003]硫在鋼中是以FeS形式存在，硫會(huì)造成鋼的“熱脆”性。FeS熔點(diǎn)為1193°C，而Fe與FeS組成的共晶體，其熔點(diǎn)只有985°C。液態(tài)Fe與FeS可以無(wú)限互溶，但FeS在固態(tài)鐵的溶解度很小，僅為0.015%~0.020%。所以當(dāng)鋼的硫含量超過(guò)0.020%時(shí)，鋼水在冷卻凝固過(guò)程中由于偏析，F(xiàn)e-FeS以低熔點(diǎn)的共晶體呈網(wǎng)狀分布于晶界處；鋼的熱加工溫度在1150~1200°C，在此溫度下晶界處共晶體已熔化，當(dāng)鋼受壓后造成晶界的破裂，這就是鋼的“熱脆”性。除此之外，硫還會(huì)明顯地降低鋼的焊接性能，引起高溫龜裂，并在金屬焊縫中產(chǎn)生許多氣孔和疏松，從而降低焊縫的強(qiáng)度。當(dāng)硫含量超過(guò)0.06%時(shí)，顯著惡化了鋼的耐腐蝕性。對(duì)于工業(yè)純鐵和硅鋼來(lái)說(shuō)，隨著鋼中S含量的提高磁滯損失增加，影響鋼的電磁性能。同時(shí)連鑄坯(或鋼錠)凝固結(jié)構(gòu)中硫的偏析也最為嚴(yán)重。因此，系統(tǒng)研究精煉渣成分對(duì)脫硫效果的影響，對(duì)于加快化渣時(shí)間，提高深脫硫速度，控制夾雜物形態(tài)具有顯著意義。
[0004]《東北大學(xué)學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)雜志，2002年10月(第23期，第952~955頁(yè)，LF爐冶煉超低硫鋼的工藝條件，姜周華等著)報(bào)道了當(dāng)鋼中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>0.005%時(shí)，隨硫含量的增加，HIC的敏感性顯著增加，當(dāng)鋼中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)〈0.02%時(shí)，HIC明顯降低。
[0005]2007年《中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集》(LF爐超低硫鋼預(yù)熔精煉渣的開發(fā)，于賦志等著)報(bào)道了一種新型高效脫硫渣的成分:w(CaO):34.58%~60.82%, w(SiO2):2.96%~
10.92%, W(Al2O3):18.00%~34.00%,W(CaF2):3.58%~15.00%。此精煉渣能將鋼水終點(diǎn)硫含量控制在0.0011%~0.0035%范圍內(nèi)，獲得30%~50%的脫硫率，且渣中CaF2的加入能顯著降低渣的熔點(diǎn)，提高其流動(dòng)性，從而促進(jìn)脫硫反應(yīng)。
[0006]《東北大學(xué)學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)雜志2006年10月(第27卷第10期，LF爐合成精煉渣成分優(yōu)化，孟勁松等著)報(bào)道了其開發(fā)的新型高效脫硫合成渣:《(CaO)/V(SiO2):9~ILw(Al2O3):27%~29% ,W(CaF2):8%~10%，W(MgO):9%0此精煉渣在冶煉高級(jí)別管線鋼時(shí)能將鋼水終點(diǎn)硫含量控制在0.0013%~0.0033%范圍內(nèi)，穩(wěn)定獲得32%~53%的脫硫率。
[0007]上述兩種精煉渣均具備一定的脫硫效果，適用于對(duì)硫含量要求不高的精煉鋼，但是對(duì)硫含量要求〈0.0020%的高級(jí)別管線鋼來(lái)說(shuō)，30%~50%的脫硫率顯然不能滿足要求，同時(shí)上述兩種精煉渣還采用了 CaF2來(lái)降低精煉渣的熔點(diǎn)，雖然有較好的化渣效果，但是CaF2 一方面對(duì)包襯的侵蝕較快，使鋼包使用壽命縮短；另一方面冶金過(guò)程揮發(fā)出的F2會(huì)危害操作工人的健康，對(duì)大氣造成污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，現(xiàn)有技術(shù)中的精煉渣具備一定的脫硫效果，適用于對(duì)硫含量要求不高的精煉鋼，但是對(duì)硫含量要求〈0.0020%的高級(jí)別管線鋼來(lái)說(shuō)，30%~50%的脫硫率顯然不能滿足要求；同時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)中的精煉渣還采用了 CaF2來(lái)降低精煉渣的熔點(diǎn)，雖然有較好的化渣效果，但是CaF2 —方面對(duì)包襯的侵蝕較快，使鋼包使用壽命縮短；另一方面冶金過(guò)程揮發(fā)出的F2會(huì)危害操作工人的健康，對(duì)大氣造成污染等技術(shù)問(wèn)題，為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣及其加入方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，為了上述現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)硫含量要求〈0.0020%的高級(jí)別管線鋼來(lái)說(shuō)，脫硫率不高；同時(shí)由于采用CaF2，導(dǎo)致包襯的侵蝕較快，使鋼包使用壽命縮短；危害操作工人的健康，對(duì)大氣造成污染等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是，本發(fā)明采用石灰和鋁礬土在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程加入，形成精煉脫硫渣，制定一種合金微調(diào)站頂?shù)讖?fù)合吹氬的供氣制度和脫鋼包頂渣氧制度，降低LF爐精煉前鋼水的氧含量、硫含量及頂渣中FeO+MnO含量；開發(fā)出一種LF爐用經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效渣料及合理的加入方式以代替價(jià)格昂貴的精煉預(yù)熔渣，LF爐造渣脫硫過(guò)程不使用對(duì)鋼包耐材及環(huán)境有危害的CaF2，并且使用此渣料能夠穩(wěn)定獲得70 %~90 %的脫硫率。
[0010]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是，一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，所述精煉渣成分包括CaO、SiO2, Al2O3' MgO,所述各成分所占比例為Ca0=50%~60%, Si02=7%~12%，Al203=28% ~33%，Mg0=4% ~8%。
[0011]所述渣料渣量設(shè)定為12~15kg/噸鋼。
[0012]所述CaO與Al2O3的比例為Ca0%/Al203%=l.8，按照上述CaO與Al2O3的比例相應(yīng)的加入石灰量。
[0013]一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，加入方法為，將石灰和鋁礬土在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程加入，形成精煉脫硫渣，設(shè)定一種合金微調(diào)站頂?shù)讖?fù)合吹氬的供氣制度和脫鋼包頂渣氧制度，用以降低LF爐精煉前鋼水的氧含量、硫含量及頂渣中FeO+MnO含量。
[0014]所述渣料主要在出鋼過(guò)程加入，主要用石灰和脫氧鋁粒形成的Al2O3成洛，總渣量按照12~15kg/噸鋼控制；渣料系成分按照CaO = 50%~ 60%, SiO2 = 7%~ 12%,Al2O3=28%~33%，MgO = 4%~8%控制，依照頂?shù)讖?fù)吹制度能有效增加鋼渣反應(yīng)界面積，提高傳質(zhì)速度，有效提高預(yù)成渣的速度。
[0015]在控制總渣量的情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)活度氧的含量，根據(jù)Ca0%/Al203%=l.8的比例相應(yīng)的加入石灰量。
[0016]在加入渣料過(guò)程中，再加入輕燒白云石400Kg，主要補(bǔ)渣中不足的MgO，加入鋁礬土 300Kg，補(bǔ)渣中不足的A1203。
[0017]通過(guò)上述脫硫 渣及其加入，使得LF精煉洛脫硫率在70.8%~92.0%之間，終點(diǎn)硫含量在0.0004%~0.0014%之間；Ca/Al203控制在1.7~1.9之間，具有較好吸附夾雜的能力。
[0018]采用本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)硫含量要求<0.0020%的高級(jí)別管線鋼來(lái)說(shuō)，脫硫率不高；同時(shí)由于采用CaF2，導(dǎo)致包襯的侵蝕較快，使鋼包使用壽命縮短；危害操作工人的健康，對(duì)大氣造成污染等技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供的技術(shù)方案為開發(fā)出一種LF爐用經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效渣料及合理的加入方式以代替價(jià)格昂貴的精煉預(yù)熔渣，LF爐造渣脫硫過(guò)程不使用對(duì)鋼包耐材及環(huán)境有危害的CaF2。本發(fā)明依照頂?shù)讖?fù)吹制度能有效增加鋼渣反應(yīng)界面積，提高傳質(zhì)速度，頂吹流量越大，傳質(zhì)速度越快，可以有效提高預(yù)成渣的速度；同時(shí)本發(fā)明所設(shè)計(jì)LF精煉渣脫硫率在70.8%~92.0%之間，終點(diǎn)硫含量在0.0004%~0.0014%之間，取得了較好的脫硫效果，完全能夠滿足該鋼種對(duì)深脫硫的要求；Ca/Al203控制在1.7~1.9之間，具有較好吸附夾雜的能力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0020]圖1為出鋼過(guò)程石灰、鋁粒加入量與鋼水活度氧關(guān)系圖；
[0021]圖2 為 CaO-Al2O3-SiO2 相圖；
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1圖2所示，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是，一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，所述精煉渣成分包括Ca0、Si02、Al203、Mg0，所述各成分所占比例為CaO = 50%~60%，SiO2 = 7%~12%，Al2O3 = 28%~33%，MgO = 4%~8%。所述渣料渣量設(shè)定為12~15kg/噸鋼。所述CaO與Al2O3的比例為Ca0% /Al2O3%= 1.8，按照上述CaO與Al2O3的比例相應(yīng)的加入石灰量。
[0023]本發(fā)明所提供的一種用于煉鋼工藝中脫硫精煉渣加入方法為:
[0024](I)渣料加入:
[0025]渣料主要在出鋼過(guò)程加入，主要用石灰和脫氧鋁粒形成的Al2O3成渣，總渣量按照12~15kg/噸鋼控制，在控制總渣量的情況下，一般根據(jù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)活度氧的含量，根據(jù)Ca0%/Al203%=l.8的比例相應(yīng)的加入石灰量。在加入輕燒白云石400Kg，主要補(bǔ)渣中MgO，加入鋁礬土 300Kg，補(bǔ)渣中不足的Al2O3，石灰對(duì)應(yīng)活度氧加入量見(jiàn)下圖1。圖1為出鋼過(guò)程石灰、鋁粒加入量與鋼水活度氧關(guān)系圖；
[0026](2)根據(jù)水模試驗(yàn)，制定了合金微調(diào)站頂?shù)讖?fù)吹氬的供氣制度，見(jiàn)表1。表1合金
微調(diào)站頂?shù)讖?fù)吹氬氣供氣制度
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，其特征在于，所述精煉渣成分包括CaO、SiO2,Al203、Mg0，所述各成分所占比例為 CaO = 50%~ 60%, SiO2 = 7%~ 12%, Al2O3 = 28%~33%, MgO = 4%~8%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，其特征在于，所述渣料渣量設(shè)定為12~15kg/噸鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣，其特征在于，所述CaO與Al2O3的比例為Ca0% /Al2O3%= I.8，按照上述CaO與Al2O3的比例相應(yīng)的加入石灰量。
4.一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，其特征在于，加入方法為，將石灰和鋁礬土在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程加入，形成精煉脫硫渣，設(shè)定一種合金微調(diào)站頂?shù)讖?fù)合吹氬的供氣制度和脫鋼包頂渣氧制度，用以降低LF爐精煉前鋼水的氧含量、硫含量及頂渣中FeO+MnO含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，其特征在于，所述渣料主要在出鋼過(guò)程加入，主要用石灰和脫氧鋁粒形成的Al2O3成渣，總渣量按照12~15kg/噸鋼控制；渣料系成分按照CaO = 50%~60%，SiO2 = ?%~12%，Al2O3 = 28%~33%，MgO = 4%~8%控制，依照頂?shù)讖?fù)吹制度能有效增加鋼渣反應(yīng)界面積，提高傳質(zhì)速度，有效提高預(yù)成渣的速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，其特征在于，在控制總渣量的情況下，根據(jù)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)活度氧的含量，根據(jù)Ca0% /Al2O3%= 1- 8的比例相應(yīng)的加入石灰量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，其特征在于，在加入渣料過(guò)程中，再加入輕燒白云石400Kg，主要補(bǔ)渣中不足的MgO，加入鋁礬土 300Kg，補(bǔ)渣中不足的A1203。`
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用`于煉鋼工藝中的脫硫精煉渣加入方法，其特征在于，通過(guò)上述脫硫渣及其加入，使得LF精煉渣脫硫率在70.8%~92.0%之間，終點(diǎn)硫含量在`0.0004%~0.0014%之間；Ca0/Al203控制在1.7~1.9之間，具有較好吸附夾雜的能力。
【文檔編號(hào)】C21C7/064GK103882183SQ201310752166
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】蔣育翔, 焦興利 申請(qǐng)人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司