專利名稱：一種低成本潔凈鋼的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種煉鋼生產技術，尤其是涉及一種低成本潔凈鋼的生產方法，屬于冶金技術領域。
背景技術：
鋼的潔凈度是反映鋼的總體質量水平的重要標志，通常由鋼中有害元素含量以及非金屬夾雜物的數量、形態和尺寸來評價。獲得“清潔和純凈”的鋼，通常是降低和控制鋼中的P、S、N、H、T. O、C及Al、Ti等殘余元素，這些元素的單ー或綜合作用，影響著鋼的多項性能。為了改善鋼的內在質量和性能，鋼鐵冶金技術發展的基本要求是(I)最大限度地去除鋼中有害元素S、P、N、H、T.0 (有時還包括C) ;(2)精確控制鋼中元素含量；(3)嚴格控制夾雜物的數量、成分、形態、尺寸和分布，向無害、有利轉化；(4)無缺陷鑄坯。在潔凈鋼冶金技術的開發應用的同時，也對煉鋼用鐵合金及輔助材料提出了更高要求。比如，為了滿足管線鋼不斷提高的韌性要求，特別是酸性氣體輸送管道抗HIC性能的提高，對鋼中S含量有不斷降低的要求。對汽車板(轎車外殼)則要求C、N、T. 0都小于20ppm，輪胎子午線夾雜物直徑要求小于10mm。為了提高抗接觸疲勞性能，滾珠軸承鋼中T. 0降低到IOppm以下，甚至更低。提高鋼的潔凈度的冶金技術飛速發展，生產上已使鋼中T. 0+N+P+S+H達到了 80ppm 甚至更低。于2004年3月10日公開的，公開號為CN1480549專利公開了ー種含鋇潔凈鋼及其生產方法，該發明屬于合金鋼領域，特別涉及含鋇的合金鋼。該發明含鋇潔凈鋼的生產是在常規的電爐、轉爐或其它真空熔煉爐中熔化后，在精煉裝置中進行精煉，在精煉后期進行鋇合金化。在加入鋇合金元素之前，加入脫氧劑鋁或硅鋁，進行預脫氧，脫氧后進行吹氬氣，然后加入鋇合金，實現含鋇潔凈鋼的生產。但其最終產品的潔凈度不高，其公開的潔凈鋼的元素按重量百分比為，Ba 0. 0001 0. 04%，S彡0. 035%，P彡0. 035%，A、B、C、D類夾雜物一般在I. 0 0. 5級，不能滿足更高潔凈度的的要求。另外，潔凈鋼的標準不僅是個技術問題，首先是個經濟問題。對于生產者來說，以其擁有的裝備和技術提高鋼的潔凈度，除非所要求的潔凈度過高，一般是能達到目標的，但生產成本必然増加，用戶就得為他所要求的高潔凈度付出相應的代價問題。

發明內容
本發明是為了克服現有潔凈鋼生產中存在的不足提出的，目的就是提供一種鋼中單元素S控制在5 20ppm,P控制在20 60ppm,總氧控制到3 15ppm,夾雜物的當量直徑為0. 5 10 ii m的高質量鋼材，且有效降低成本的一種低成本潔凈鋼的生產方法。本發明解決上述技術問題的技術方案是一種低成本潔凈鋼的生產方法包括以下步驟
(1)鐵水初脫硫在聞爐出鐵鐵水溝內及折鐵間內折鐵過程初脫硫，以聞爐出鐵或折鐵過程中向鐵水中加入一種鐵水脫硫球體，保證初脫硫后鐵水中以重量百分比計S く 0. 01% ；
(2)鐵水預處理脫硫使用噴粉脫硫方式進行鐵水深脫硫，并采用扒渣機扒凈脫硫渣，經鐵水深脫硫后保證入轉爐前鐵水中以重量百分比計S ( 0. 0015% ；
(3)脫磷控硫在轉爐冶煉過程中脫磷控硫，保證出鋼過程中P彡0.014%，S彡0. 004% ；
(4)快速成渣脫磷在轉爐出鋼過程快速成渣脫磷，轉爐終點C控制在0.02 0. 10%， 氧的活度值控制在600 lOOOppm，在轉爐出鋼過程中通過合金流槽加入一種脫磷球體，并同時進行吹氬攪拌；
(5)RH精煉過程鋼水純凈化在RH精煉處理后期真空度在66. 7 500Pa時加入浄化球體；
(6)連鑄采用全程保護澆注；
所述的脫硫球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣20 55%， CaO 20 50%，CaF2 5 15%，CaCO3 5 15%，其中CaO、CaF2、CaCO3及LF爐冷回收白渣的粒度 ^ 1OOmm ；
所述的脫磷球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣10 65%， CaO 10 65%，CaF2 I 15%, CaCO3 5 30%，其中CaO、CaF2、CaCO3及LF爐冷回收白渣的粒度 ^ 1OOmm ；
所述的凈化球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣10 60%， Ca015 65%，CaF2l 15%，CaCO3 5 30%，Ca I 15%，其中 Ca0、CaF2、CaC03 及 LF 爐冷回收白渣的粒度彡100mm。步驟(I)所述的脫硫球體，其脫硫球體的加入量為2 8kg/t。步驟(4)所述的脫磷球體，其脫磷球體加入量控制在3 12 kg/t，吹氬強度控制在30Nm3 t 1 h 150 Nm3 t 1 h ,吹気攬祥時間為0 7min。步驟(5)所述的加入凈化球體，該凈化球體加入時下降管處于下料ロ異側。所述的脫硫球體、脫磷球體和浄化球體均采用干壓制球方式制成，各種球體的大小在5 25mm之間，球體抗壓強度在5 35MPa之間，且1600°C延時爆裂反應時間在I 35s0所述的凈化球體中的CaO可由MgO或CaO與MgO以任意比例混合的復合粉劑替代。
所述的凈化球體中的CaCO3可由MgCO3或CaCO3與MgCO3以任意比例混合的復合粉劑替代，且MgCO3的粒度彡100mm。所述的凈化球體中的Ca粉可由Mg粉或Ca粉與Mg粉以任意比例混合的粉劑替代， 且Ca粉和Mg粉的粒度小于1mm。所述的MgO的活度彡200ml、CaO的活度彡200ml。傳統的鋼鐵冶金加入爐料的方式都是以塊體材料直接加入或粉體噴吹方式喂入。 采用塊體材料加入熔化時間長，能耗大，并且極易出現成份不均現象。而采用粉劑噴吹的方式，在物料的加入過程中，吹損大，煉鋼成本高。本發明提出一種全新的物料加入方式—— 反應誘發微小異相，即向鋼液中投入塊體材料通過爆裂反應在鋼液中形成粉體材料。本發明就是設計ー種具有上述功能的球體，該球體在高溫下會分解釋放出微小氣泡和細小渣滴。通過在鋼液中弓I入細小的碳酸鈉顆粒,可以在鋼液中生成微小的氣泡,小氣泡不但能夠使鋼液成份和溫度均勻，而且通過氣泡的捕捉、吸附作用，直接去除夾雜物。為此發明提出采用CaC03、MgC03或(CaC03+MgC03)的復合粉劑作為微小氣泡的原位生成劑， CaCO3> MgCO3的在高溫分解過程如下
權利要求
1.一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于包括以下步驟(1)鐵水初脫硫在聞爐出鐵鐵水溝內及折鐵丨0]內折鐵過程初脫硫，以聞爐出鐵或折鐵過程中向鐵水中加入一種鐵水脫硫球體，保證初脫硫后鐵水中以重量百分比計S ( O. 01% ；(2)鐵水預處理脫硫使用噴粉脫硫方式進行鐵水深脫硫，并采用扒渣機扒凈脫硫渣， 經鐵水深脫硫后保證入轉爐前鐵水中以重量百分比計S ( O. 0015% ；(3)脫磷控硫在轉爐冶煉過程中脫磷控硫，保證出鋼過程中P彡O.014%, S ^ O. 004% ；(4)快速成渣脫磷在轉爐出鋼過程快速成渣脫磷，轉爐終點C控制在O.02 O. 10%， 氧的活度值a ^控制在600 lOOOppm，在轉爐出鋼過程中通過合金流槽加入一種脫磷球體，并同時進行吹氬攪拌；(5)RH精煉過程鋼水純凈化在RH精煉處理后期真空度在66. 7 500Pa時加入凈化球體；(6)連鑄采用全程保護澆注；所述的脫硫球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣20 55%， CaO 20 50%，CaF2 5 15%，CaCO3 5 15%，其中CaO、CaF2、CaCO3及LF爐冷回收白渣的粒度 ^ 1OOmm ；所述的脫磷球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣10 65%， CaO 10 65%，CaF2 Γ 5%, CaCO3 5 30%，其中 CaO、CaF2、CaCO3 及 LF 爐冷回收白渣的粒度 ^ 1OOmm ；所述的凈化球體由下述原料按重量百分比制備而成LF爐冷回收白渣10 60%， Ca015 65%，CaF2l 15%，CaCO3 5 30%，Ca I 15%，其中 Ca0、CaF2、CaC03 及 LF 爐冷回收白渣的粒度彡100mm。
2.根據權利要求I所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于步驟(I)所述的脫硫球體，其脫硫球體的加入量為2 8kg/t。
3.根據權利要求I所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于步驟(4)所述的脫磷球體，其脫磷球體加入量控制在3 12 kg/t，吹氬強度控制在30Nm3 t—1 h 150 Nm3 if1 h，吹IS攪拌時間為O 7min。
4.根據權利要求I所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于步驟(5)所述的加入凈化球體，該凈化球體加入時下降管處于下料口異側。
5.根據權利要求I所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于所述的脫硫球體、脫磷球體和凈化球體均采用干壓制球方式制成，各種球體的大小在5 25mm之間,球體抗壓強度在5 35MPa之間，且1600°C延時爆裂反應時間在I 35s。
6.根據權利要求I或4所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于所述的凈化球體中的CaO可由MgO或CaO與MgO以任意比例混合的復合粉劑替代。
7.根據權利要求I或4所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于所述的凈化球體中的CaCO3可由MgCO3或CaCO3與MgCO3以任意比例混合的復合粉劑替代，且MgCO3的粒度 ≤ 100mm。
8.根據權利要求I或4所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于所述的凈化球體中的Ca粉可由Mg粉或Ca粉與Mg粉以任意比例混合的粉劑替代，且Ca粉和Mg粉的粒度小于1mm。
9.根據權利要求I所述的一種低成本潔凈鋼的生產方法，其特征在于所述的MgO的活度彡200ml、CaO的活度彡200ml。
全文摘要
本發明公開了一種低成本潔凈鋼的生產方法包括以下步驟鐵水初脫硫在高爐出鐵鐵水溝內及折鐵間內折鐵過程初脫硫，在高爐出鐵或折鐵過程中向鐵水中加入一種鐵水脫硫球體；脫磷控硫在轉爐冶煉過程中脫磷控硫，保證出鋼過程中P≤0.014%，S≤0.004%；快速成渣脫磷轉爐終點C控制在0.02～0.10%，在轉爐出鋼過程中通過合金流槽加入一種脫磷球體，并同時進行吹氬攪拌；RH精煉過程鋼水純凈化在RH精煉處理后期真空度在66.7～500Pa時加入凈化球體；連鑄采用全程保護澆注；本發明有效提高鋼材質量，降低冶煉成本，本發明與傳統工藝相比，所用原料廉價，噸鋼成本可以降低5～10元。
文檔編號C21C1/02GK102586547SQ20121006461
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者唐復平, 姚偉智, 孟勁松, 張志文, 張越, 李鎮, 林陽, 王小善, 王文仲, 王曉峰, 費鵬, 趙志剛, 辛國強, 郭猛, 馬勇 申請人:鞍鋼股份有限公司