[發明專利]一種提高EAF-LF鋼液精煉過程脫硫效率的生產工藝

有效

• 申請號: 202010891072.5
• 申請日: 2020-08-30
• 公開（公告）號: CN112011668B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 王萬林;張同生;李人升;戴詩凡;彭建飛;毛松;黃道遠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C7/064;C21C1/02;C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/50
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明公開了一種提高EAF?LF鋼液在精煉過程脫硫效率的生產工藝，該工藝采用電弧爐終點碳控制、電弧爐留氧出鋼工藝、爐外造渣工藝、LF分段脫硫技術、LF底吹氬工藝和合金加料工藝生產超低硫鋼種，在降低鋼液硫含量的同時，能快速地將鋼液中的硫含量降到理想值，耗時只需25分鐘。本發明的優點是：(1)生產工藝簡單，耗時短，脫硫速度快；(2)減少鋼液溫度過多流失，生產過程中能達到減少能源消耗的目的；(3)通過分段加入原材料，能大大提升脫硫效果；(4)鋼液最終的硫含量能控制在[S]≤25ppm。

技術領域

本發明涉及電弧爐煉鋼爐外精煉過程的領域，具體涉及一種提高鋼液精煉過程脫硫效率的生產工藝。

背景技術

隨著環境問題的愈加嚴峻、資源與能源的愈加緊缺，廢鋼的再利用成為鋼鐵冶煉行業的必由之路，越來越多的鋼廠使用電弧爐對廢鋼進行冶煉。不僅因為電弧爐能減少環境的污染，而且，電弧爐煉鋼還能夠大大地減少能源的消耗，節約冶煉成本。與此同時，為了滿足人們對鋼材產品性能上的要求，電弧爐煉鋼的脫硫方法相繼產生。

傳統電弧爐冶煉分為補爐、裝料、熔化、氧化、還原和出鋼六個階段，電弧爐的脫硫在電弧爐的還原期進行，用Si-Fe合金脫氧后加入相應的堿性石灰進行脫硫。由于傳統的電弧爐冶煉周期長，耗能大，將還原期的脫氧、脫硫以及去氣、去夾雜的任務放到了爐外精煉中。

目前在精煉過程中用來脫硫的材料有石灰、精煉渣、CaC₂、活潑金屬Ca、 Mg、Al、蘇打和碳粉等，但是對鋼鐵液的脫硫不僅在于脫硫劑的配方、種類和化學成分，主要的技術問題還是在于用什么工藝方法將脫硫劑加入到鋼鐵液中，以及如何配合加料以發揮其作用，提高利用率，并加快脫硫速度。

對于無縫鋼管中的超低硫鋼種來說，無縫鋼管是國家建設和發展不可缺少的鋼鐵材料，涉及海洋工程、核電建設、大型橋梁、石油鉆探及運輸等領域。隨著國民經濟和國防事業的發展，高性能、高品質無縫鋼管的需求也越來越大，但是目前出現了抗腐蝕鋼C110鋼級SCC試驗合格率不穩定的問題。鋼液中硫含量的存在會與Fe元素結合生成FeS，使得鋼材的熱加工性能變差，使得熱處理出現熱脆的現象。

為了解決這一問題，本發明開發了EAF-LF的高效脫硫工藝，使用該工藝，使得脫硫時間減少至20-25分鐘，且脫硫穩定，命中率能達95％。試驗發現，在未使用該工藝前，脫硫時間為40分鐘，且很難實現[S]≤25ppm的目標。通過實驗也發現，如果加渣和加料是一次操作而非分段操作，最低的硫含量只能脫至 50ppm，且所需消耗的石灰和精煉渣是本工藝的150％；如果采用分段加渣和加料操作，但是各階段未能按比例加料，最低的硫含量只能將至35ppm，且消耗的精煉渣、石灰以及冶金輔料是本工藝的118％。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高EAF-LF鋼液精煉過程脫硫效率的生產工藝，能快速地將鋼液中的硫含量將至25ppm以下，耗時小于等于30分鐘。

本發明的目的是通過以下技術來實現的：

一種提高EAF-LF鋼液在精煉過程脫硫效率的生產工藝，采用電弧爐終點碳控制、電弧爐留氧出鋼工藝、爐外造渣工藝結合LF精煉；在20～30分鐘內將鋼液中的硫含量控制在[S]≤25ppm。

所述電弧爐終點碳控制為：在電弧爐內將鋼液中的C含量控制0.15wt％-0.18wt％。

所述電弧爐留氧出鋼工藝為：往電弧爐內加硅錳合金、鋁控制鋼液的氧含量在180-200ppm、硫含量控制在250-260ppm。

所述爐外造渣工藝為：電弧爐出鋼后，按每噸鋼加入1～2kg精煉渣、5～7kg 石灰的比例，向鋼包內加入精煉渣和石灰，進行造渣操作。