一种钢液的钙处理方法技术

本发明专利技术公开了一种钢液的钙处理方法，其中钢液的钙处理方法包括铁水预处理、初炼、真空精炼和浇铸，真空精炼中，钢液成分调整结束后，调整真空系统压力至5～25kPa，然后向钢液中添加Ca进行钙处理。该钢液的钙处理方法，通过在钢液真空精炼中，向钢液中添加钙，取消钙线工位，能够解决传统以钙线形式向钢包中加钙的弊端，达到缓解厂房拥挤，缩短精炼时间，提高钢液纯净度和改善环境的效果。纯净度和改善环境的效果。纯净度和改善环境的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种钢液的钙处理方法


[0001]本专利技术属于冶金炼钢工艺领域，尤其涉及一种钢液的钙处理方法。

技术介绍

[0002]钢铁冶炼经历一般为：碳质还原剂还原铁氧化物
‑
氧化剂脱除铁液中的碳
‑
金属还原剂脱除钢液中的氧；作为常用的还原剂铝，常常用作钢液终脱氧剂，与氧的反应产物三氧化二铝绝大部分上浮至钢包顶渣中，少量以第二相夹杂物形式残留钢中；在随后轧制或加工过程中，硬度大得多的三氧化二铝与钢基体相互作用，造成钢基体损伤，成为钢中裂纹的诱因甚至直接产生裂纹，降低钢的力学性能。
[0003]钢中硫作为一种易偏析元素，极易与Mn反应，生成硫化锰；随后加热和压力加工时，延展性良好的硫化锰形成长带状第二相，长度甚至达1m以上，大幅度降低钢的横向冲击性能，且钢基体点腐蚀和氢脆与钢中硫化锰夹杂也有密切联系。
[0004]鉴于此，为消除或抑制钢中Al2O3和MnS危害，通常会向脱氧后的钢液中加入Ca，对钢液进行钙处理。加入Ca后，钢液中发生下述反应
[0005]2[Ca]+[S]＝(CaS)(s)
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(1)
[0006]x[Ca]+y(Al2O3)＝(x CaO
·
z Al2O3)+2(y
‑
z)[Al]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0007]使得钢液中Al2O3转化为硬度较低的铝酸钙类夹杂，钢中的硫优先与Ca反应抑制硫化锰的生成，进而提高钢的力学性能和机械性能。
[0008]向钢液加入钙的常见方法是通过喂丝机在专用喂丝位，以200
‑
400m/min高速向钢液中加入纯Ca线、钙铁和硅钙合金线，前者以多种特殊材料包裹，后二者以粉末形式填充于钢制空心管内，同时辅以钢包底部吹入惰性气体(Ar或N2)搅拌钢液，使得加入钢液中的钙充分混合均匀。这种钙加入方式至少存在几个弊端：1)需单独设立加入工位，占据厂房空间；2)钢包需要运行于不同处理位置，延长整个精炼时间；3)钢包底部搅拌气体流量难以精确控制，导致钢液中钙混合不均匀(搅拌气体流量过小)或钢包顶渣吹开钢液裸露而被氧化(气体流量偏大)；4)向钢包加入Ca线时，钙与钢液反应激烈，易产生大量烟尘，污染环境。
[0009]鉴于上述情况，业界亟待研发一种新的钢液钙处理方法，无需单独设立钙线工位，能够解决传统以钙线形式向钢包中加钙的弊端，达到缓解厂房拥挤，缩短精炼时间，提高钢液纯净度和改善环境的效果。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的上述缺陷，本专利技术目的是提供一种钢液的钙处理方法，通过在钢液真空精炼中，向钢液中添加钙，取消钙线工位，能够解决传统以钙线形式向钢包中加钙的弊端，达到缓解厂房拥挤，缩短精炼时间，提高钢液纯净度和改善环境的效果。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0012]本专利技术提供了一种钢液的钙处理方法，包括铁水预处理、初炼、LF炉精炼、真空精炼和浇铸，所述真空精炼中，钢液成分调整结束后，调整真空系统压力至5～25kPa，然后向
钢液中添加Ca进行钙处理。
[0013]优选地，所述真空精炼中：
[0014]所述钢液成分调整结束后，钢液循环2～8min，再调整真空系统压力；和/或
[0015]所述钙处理过程中，Ca的添加量为0.1～0.25kg/t钢，Ca的添加方式为真空加入；和/或
[0016]所述钙处理结束后，钢液循环1～8min，真空精炼结束；和/或
[0017]钢包渣厚度小于300mm；和/或
[0018]所述真空精炼结束后，钢液中的化学成分为：S≤0.0020％，Mn：0.1～2.0％，Al：0.015～0.1％，Ca：0.0005～0.0025％；和/或
[0019]所述真空精炼中所用的真空精炼装置为RH炉或VD炉或VOD炉。
[0020]优选地，所述真空精炼装置采用VD炉或VOD炉时，所述添加Ca的过程中，在钢包底部全程进行吹Ar搅拌，控制Ar流量为10～50Nl/(h
·
t钢)。
[0021]优选地，所述铁水预处理过程中，铁水脱硫至S含量≤20ppm。
[0022]优选地，所述初炼过程中：
[0023]出钢量达到1/5时，向钢包中加入石灰1.5～3.5kg/t钢，出钢结束前，向钢包中加入铝渣0.3～1.5kg/t钢；和/或
[0024]出钢结束后，钢包中钢液S含量≤80ppm；和/或
[0025]所述初炼所用的装置为转炉或AOD炉或电炉。
[0026]优选地，所述LF炉精炼过程中：
[0027]所述LF炉精炼前，钢包渣厚度小于80mm，钢包中钢液S含量≤80ppm；和/或
[0028]所述LF炉精炼后，钢包渣厚度小于300mm，钢包中钢液S含量≤20ppm。
[0029]优选地，所述铸坯的夹杂物中，CaO的质量百分比与Al2O3的质量百分比的比值为0.7～1.1。
[0030]本专利技术所提供的钢液的钙处理方法，还具有以下几点有益效果：
[0031]1、无需单独设立Ca加入工位，节省厂房空间；
[0032]2、省掉钢包运行于不同处理位置的过程，缩短了精炼时间；
[0033]3、钢液无裸漏风险，钢液纯净度稳定可控；
[0034]4、无大量烟尘直接释放到厂房内，降低了环境污染。
附图说明
[0035]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0036]图1为本专利技术钢液的钙处理方法的流程示意图；
[0037]图2为本专利技术在不同温度下的钢液中，Ca的饱和浓度与真空系统压强的关系图。
具体实施方式
[0038]为了能更好地理解本专利技术的上述技术方案，下面结合实施例进一步说明本专利技术的技术方案。
[0039]结合图1所示，本专利技术所提供的钢液的钙处理方法，包括铁水预处理、初炼、LF炉精
炼、真空精炼和浇铸，真空精炼中，钢液成分调整结束后，调整真空系统压力至5～25kPa，然后向钢液中添加Ca进行钙处理；其中上述的钢液的钙处理方法适用对象为钙处理类钢产品，其工艺流程如下：
[0040]铁水预处理
‑
初炼炉(转炉、AOD炉、电炉等)
‑
LF炉
‑
真空精炼炉
‑
浇注(模铸、连铸)。
[0041]上述钢液的钙处理方法中：
[0042]铁水预处理过程中，对铁水深脱硫至S含量≤20ppm；然后送入初炼炉进行初炼，当出钢量达到1/5时，向钢包中加入石灰1.5～3.5kg/t钢，出钢结束前，向钢包加入铝渣0.3～1.5kg/t钢，需要特别注意的是，要严格控制进入钢包中的炉渣量，出钢结束后，钢包中顶渣厚度应小于80mm；其中初炼炉可以是转炉、AOD炉、电炉。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢液的钙处理方法，其特征在于，包括铁水预处理、初炼、LF炉精炼、真空精炼和浇铸，所述真空精炼中，钢液成分调整结束后，调整真空系统压力至5～25kPa，然后向钢液中添加Ca进行钙处理。2.根据权利要求1所述的钢液的钙处理方法，其特征在于，所述真空精炼中：所述钢液成分调整结束后，钢液循环2～8min，再调整真空系统压力；和/或所述钙处理过程中，Ca的添加量为0.1～0.25kg/t钢，Ca的添加方式为真空加入；和/或所述钙处理结束后，钢液循环1～8min，真空精炼结束；和/或钢包渣厚度小于300mm；和/或所述真空精炼结束后，钢液中的化学成分为：S≤0.0020wt％，Mn：0.1～2.0wt％，Al：0.015～0.1wt％，Ca：0.0005～0.0025wt％；和/或所述真空精炼中所用的真空精炼装置为RH炉或VD炉或VOD炉。3.根据权利要求2所述的钢液的钙处理方法，其特征在于，所述真空精炼装置采用VD炉或VOD炉时，所述添加Ca的过程中，在钢包底部全程进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡汉涛，马志刚，吴雄，沈燕，王波，陈兆平，谢树元，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：