[發明專利]一種在LF精煉中對鋼水進行脫氧、脫硫的方法及裝置

有效

• 申請號: 202110852163.2
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113528754B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 袁淑君;趙新華;閆志華;張鵬
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/06
• 分類號: C21C7/06;C21C7/064;C21C7/00
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 朱家富;孫憲維

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，提供一種在LF精煉中采用鎂蒸氣對鋼水進行脫氧、脫硫及夾雜物變性處理的方法，通過獨特的工藝，使鎂蒸氣隨同氬氣一起從爐底進入LF精煉爐內，解決了由于含鎂包芯線和含鎂合金從精煉爐上部加入時產生的鋼水劇烈翻滾、噴濺嚴重、鎂元素收得率較低的技術問題，能夠科學合理得對鋼水進行脫氧、脫硫以及夾雜物變性處理，并能達到較好的鎂元素收得率及生產安全性；本發明還提供一種上述方法所使用的裝置，將鎂蒸氣發生裝置與LF精煉爐的吹氬管道相連，實現了鎂蒸氣隨同氬氣從爐底進入鋼水并與鋼水充分接觸、反應的技術效果，提高了鎂元素收得率。

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，特別涉及一種在LF精煉中采用鎂蒸氣對鋼水進行脫氧、脫硫及夾雜物變性處理的方法及裝置。

背景技術

LF精煉是目前應用最廣泛的爐外精煉技術，已成為生產高質量鋼材必不可少的工序，LF精煉工藝一般為先通過加入鋁元素進行強脫氧處理，再造渣進行脫硫處理，并加入合金進行成分微調，最后喂入鈣線進行夾雜物變性處理，并且在精煉過程中全程進行吹氬攪拌，有利于夾雜物的上浮和去除，然而，此種工藝存在惡化水口堵塞、生成大尺寸夾雜物、影響疲勞性能(鋁酸鈣類夾雜物為不變形夾雜物)等缺點。

鎂是一種活潑具有比較強還原性的堿土元素，與鋼液中的氧、硫均具有較強的親和力，在LF精煉過程中，采用鋁、鈣、鎂三種元素進行復合脫氧、脫硫處理，將得到更好的效果。同時鎂元素還具有很強的夾雜物改性能力，可與前期脫氧產物Al₂O₃夾雜物反應生產細小、彌散分布的MgO-Al₂O₃夾雜物，從而可很好的降低鋼中夾雜物的有害影響；可將前期脫硫產物CaS改性為MgS，其相較于CaS，更不易聚集成團狀，可降低夾雜物在水口附近沉積并堵塞水口的趨勢。因此近年來，將鎂元素取代鈣元素作為煉鋼過程中的變質劑已成為提高鋼材潔凈度的一項重要研究內容。

在LF精煉過程中對鋼水進行鎂脫氧、脫硫的方式有多種，包括在鋼水中添加含鎂合金、含鎂包芯線等，塊狀鎂合金只能從鋼水上方加入，由于鎂的沸點低、蒸汽壓高，剛接觸上鋼水，鎂元素就急速汽化、蒸發，實際進入鋼水中的量很低；含鎂包芯線可以通過喂線裝置進入鋼水深部，但為不影響LF精煉節奏，包芯線中鎂含量較高，短時間內往鋼水中加入大量的鎂元素，易導致鋼水劇烈翻滾、噴濺嚴重，存在不安全性，同時鎂元素的收得率受喂線位置、喂線速度等不確定性因素影響較大，難以確定實際的鎂元素加入量；同時，塊狀鎂合金和含鎂包芯線不是純鎂，必然會向鋼水中引入其他元素，不利于鋼水窄成分的控制。外文文獻(Jian Yang,et al.Behavior of Inclusions in Deoxidation Process of MoltenSteel with in Situ Produced Mg Vapor,ISIJ International 2007,47(5),699-708.)中提及“早在20世紀70年代，Mori等人就提出了用鎂蒸汽對鋼水進行脫氧的可能性，通過蒸發金屬鎂得到鎂蒸氣，鎂蒸氣隨同氬氣載體一起流入鋼水中”，這種利用鎂蒸氣進行脫氧脫硫的方法雖已被提出，但大部分仍處于實驗室研究與小批量試驗階段，在煉鋼工業大規模冶煉生產中通過蒸氣形式加入鎂元素達到夾雜物脫氧、脫硫的實際應用目前較為少見，且在實驗室研究中鎂蒸氣的加入方式為從鋼水上部加入，而在實際生產中若從LF精煉爐上部加入，會使鎂蒸氣與鋼水無法充分接觸，導致較低的收得率。

發明內容

為了解決以上在實際煉鋼過程中出現的問題，本發明提供一種在LF精煉中對鋼水進行脫氧、脫硫的方法，能夠科學合理得將鎂元素加入鋼水中進行脫氧、脫硫以及夾雜物變性處理，并能達到較好的鎂元素收得率及生產安全性；

本發明還提供一種上述方法所使用的裝置，將鎂蒸氣發生裝置與LF精煉爐的吹氬管道相連，實現了鎂蒸氣隨同氬氣從爐底進入鋼水并與鋼水充分接觸、反應的技術效果，提高了鎂元素收得率。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種在LF精煉中對鋼水進行脫氧、脫硫的方法，其特征在于，包括以下步驟：