LT-CAS双工位真空精炼装置及其工艺方法

摘要

本发明属于炼钢精炼技术领域，尤其涉及LT-CAS双工位真空精炼装置及其工艺方法。该装置包括LT精炼装置、CAS精炼装置和底吹氩搅拌系统；LT精炼装置和CAS精炼装置设置在并行的处理工位上，通过管道与底吹氩气搅拌系统连接；实现CAS精炼装置的底吹搅拌功能时，首先开启氩气总阀门，然后开启CAS精炼装置的阀门；当采用LT精炼装置冶炼普通热轧板时，首先开启氩气总阀门，然后再开启LT精炼装置的阀门。本发明由于采用上述技术方案，满足炼钢厂生产冷轧薄板和超低硫热轧带钢以及中厚板的要求([S]≤50ppm)，其中的CAS工位用于生产冷轧薄板，而LT工位用于生产超低硫热轧带钢和中厚板，实现低成本的超低硫化既能满足生产的要求，及低成本、高效率和大批量的生产。

权利要求

1.一种LT-CAS双工位真空精炼装置，该装置包括LT精炼装置、CAS精炼装置和底吹氩气搅拌系统；其特征在于，所述LT精炼装置由第一阀门(1)、第一钢包(3)、密封盖(7)和加料槽(8)构成；所述CAS精炼装置由第二阀门(10)、第二钢包(12)、挡渣锥(4)和耐火材料浸渍罩(5)构成；其中，所述第一钢包(3)和所述第二钢包(12)设置在并行的处理工位上，所述第一钢包(3)上端设置有密封盖(7)，所述密封盖(7)上设置有所述加料槽(8)，所述第一钢包(3)底部通过所述第一阀门(1)与管道(9)连接；所述第二钢包(12)上端设有所述耐火材料浸渍罩(5)和所述挡渣锥(4)，所述耐火材料浸渍罩(5)上设有合金加入孔(6)，所述第二钢包(12)底部的透气砖(2)通过所述第二阀门(10)与所述管道(9)连接，所述管道(9)通过第三阀门(11)与底吹氩气搅拌系统连接；首先开启所述第三阀门(11)，然后开启所述第一阀门(1)，从而实现CAS精炼装置的底吹搅拌功能；当采用LT精炼装置冶炼普通热轧板时，首先开启所述第三阀门(11)，然后再开启所述第二阀门(10)，实现对LT精炼钢包底吹搅拌功能。

2.根据权利要求1所述的LT-CAS双工位真空精炼装置的工艺方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1、LT的精炼工艺

(1)转炉出钢严格挡渣并在出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金和8kg/t渣料，利用出钢过程钢水流的搅动进行脱氧、造渣并包括少部分脱硫；

(2)出钢结束后对包内钢水进行3～5min吹氩搅拌，均匀钢水和炉渣成分，并提取钢水和炉渣试样；

(3)根据钢水和炉渣试样成分调整补加渣料、铝、合金，渣量控制在15～20kg/t；

(4)钢包加盖密封后，由底部吹入600～800Nl/min氩气进行强搅拌脱硫；

2、CAS的精炼工艺

(1)将转炉出钢时控制钢水中的碳为0.03-0.06％，钢水中的溶解氧为

0.060-0.090％；

(2)钢包调入CAS工位后，底部强吹氩气1min，吹开钢液表面渣层后立即下罩，测温取样；

(3)加入合金，并不断吹氩搅拌处理，纯吹氩搅拌时间为15min。

说明书

LT-CAS双工位真空精炼装置及其工艺方法

技术领域

[0001] 本发明属于炼钢精炼技术领域，尤其涉及一种满足炼钢厂生产冷轧薄板和超低硫热轧带钢以及中厚板的要求([S]≤50ppm)，其中的CAS工位用于生产冷轧薄板，而LT工位用于生产超低硫热轧带钢和中厚板，实现普通热轧产品低成本的超低硫化的LT-CAS双工位真空精炼装置及其工艺方法。

[0002] 背景技术

[0003] 目前一些钢厂生产普通冷、热轧产品较多采用CAS炉外精炼工艺。CAS精炼方法能够较好地解决强烈搅拌钢水促进夹杂物上浮和防止钢液被炉渣和炉气氧化的矛盾。这主要是因为，采用CAS工艺进行精炼，先由钢水包底部吹入氩气，在钢水表面吹出一个无渣“亮面”后，再将浸渍罩插入钢液，从而能够将吹氩造成的钢水表面裸露部分与炉渣分隔，并处于罩内Ar气氛保护下。由于具有这一特点，CAS精炼工艺可以采用较强吹氩搅拌，从而能够获得良好的促进脱氧产物Al2O3聚合、上浮、去除效果，因而非常适合生产冷轧薄板产品，这已被日本新日铁、鞍钢、宝钢等生产所证实(钢铁，2005；40[10]：p1)。但是CAS并不适宜用于生产热轧钢板产品，这主要是因为钢包内炉渣大部分在浸渍罩外，即便进行强烈搅拌，也主要局限在对罩内钢水的搅拌，由于脱硫动力学条件不足，因此CAS工艺基本不能进行脱硫，然而热轧钢板通常要求具有较低硫含量，且热轧钢板超低硫化的趋势在今后会变得更加明显。

[0004] 目前国外一些高水平钢厂生产热轧钢板产品常采用钢包吹氩+造渣精炼工艺进行脱硫，如德国蒂森钢铁公司采用钢包吹氩+造渣工艺方式进行精炼脱硫，韩国浦项钢铁公司浦项厂二炼钢生产厚板，仅对[S]含量低于20ppm的品种才采用LF精炼工艺，其它超低硫厚板产品均采用钢包吹氩+造渣精炼工艺。钢包吹氩精炼有包底透气砖吹氩和上部插入喷管吹氩两种方式，与造渣、钢液成分调整、喂线结合在一起，被称之为LT工艺(Ladle Treatment)，除脱硫之外，还可用于钢水均匀化、成分调整、去除夹杂物等。 [0005] 采用钢包加盖密闭吹氩搅拌、造渣脱硫精炼功能的LT工艺可以将普通热轧 钢板硫含量降低至50ppm以下，实现普通热轧产品低成本的超低硫化。

[0006] 发明内容

[0007] 为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种既能满足炼钢厂生产冷轧薄板的要求，又能实现生产超低硫热轧带钢和中厚板产品的要求的LT-CAS双工位真空精炼装置及其工艺方法。

[0008] 本发明的技术方案是：一种LT-CAS双工位真空精炼装置，该装置包括LT精炼装置、CAS精炼装置和底吹氩气搅拌系统；所述LT精炼装置由阀门(1)钢包(3)、密封盖(7)和加料槽(8)构成；所述CAS精炼装置由阀门(10)、钢包(12)、挡渣锥(4)和耐火材料浸渍罩(5)构成；其中，所述钢包(3)和所述钢包(12)设置在并行的处理工位上，所述钢包(3)上端设置有密封盖(7)，所述密封盖(7)上设置有所述加料槽(8)，所述钢包(3)底部通过所述阀门(1)与管道(9)连接；所述钢包(12)上端设有所述耐火材料浸渍罩(5)和所述挡渣锥(4)，所述耐火材料浸渍罩(5)上设有合金加入孔(6)，所述钢包(12)底部的透气砖(2)通过所述阀门(10)与所述管道(9)连接，所述管道(9)通过阀门(11)与底吹氩气搅拌系统连接；首先开启所述阀门(11)，然后开启所述阀门(1)，从而实现CAS精炼装置的底吹搅拌功能；当采用LT精炼装置冶炼普通热轧板时，首先开启所述阀门(11)，然后再开启阀门所述(10)，实现对LT精炼钢包底吹搅拌功能。

[0009] 本发明还提供上述真空精炼装置的工艺方法，具体包括以下步骤： [0010] 1、LT的精炼工艺

[0011] (1)转炉出钢严格挡渣并在出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金和8kg/t渣料，利用出钢过程钢水流的搅动进行脱氧、造渣并包括少部分脱硫；

[0012] (2)出钢结束后对包内钢水进行3～5min吹氩搅拌，均匀钢水和炉渣成分，并提取钢水和炉渣试样；

[0013] (3)根据钢水和炉渣试样成分调整补加渣料、铝、合金等，渣量控制在15～20kg/t；

[0014] (4)钢包加盖密封后，由底部吹入600～800Nl/min氩气进行强搅拌脱硫。 [0015] 2、CAS的精炼工艺

[0016] (1)将转炉出钢时控制钢水中的碳含量为0.03-0.06％，钢水中的溶解氧含量为0.060-0.090％；

[0017] (2)钢包调入CAS工位后，底部强吹氩气1min，吹开钢液表面渣层后立即下罩，测温取样。

[0018] (3)加入合金，并不断吹氩搅拌处理，纯吹氩搅拌时间为15min。 [0019] 本发明的有益效果是：

[0020] 本发明的的有益效果是：由于采用上述技术方案，本发明采用共用一套底吹氩系统的LT-CAS双工位精炼工艺，满足炼钢厂生产冷轧薄板和超低硫热轧带钢以及中厚板的要求([S]≤50ppm)，其中的CAS工位用于生产冷轧薄板，而LT工位用于生产超低硫热轧带钢和中厚板，实现普通热轧产品低成本的超低硫化既能满足生产冷轧薄板的要求，又能够低成本、高效率和大批量的生产超低硫热轧带钢、中厚板产品，从而提高钢铁企业产品竞争力。

[0021] 附图说明

[0022] 图1为本发明LT-CAS双工位真空精炼装置的结构示意图。

[0023] 图中：

[0024] 1.阀门 7.密封盖

[0025] 2.透气砖 8.加料槽

[0026] 3.钢包 9.管道

[0027] 4.挡渣锥 10.阀门

[0028] 5.耐火材料浸渍罩 11.阀门

[0029] 6.合金加入孔 12.钢包

[0030] 具体实施方式

[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0032] 如图1所示为本发明LT-CAS双工位真空精炼装置。如图1所示LT-CAS双工位真空精炼装置，该装置包括LT精炼装置、CAS精炼装置和底吹氩气搅拌系统； [0033] LT精炼装置由钢包3、密封盖7和加料槽8构成；CAS精炼装置由钢包12、挡渣锥4和耐火材料浸渍罩5构成，钢包3和钢包12设置在并行的处理工位上，钢包3上端设置有密封盖7，密封盖7上设置有加料槽8，钢包3底部通过阀门1

[0034] 与管道9连接；钢包12上端设有耐火材料浸渍罩5和挡渣锥4，耐火材料浸渍罩5上设有合金加入孔6，钢包12底部的透气砖2通过阀门10与管道9连接，管道9通过阀门11与底吹氩气搅拌系统连接。

[0035] 实施例1

[0036] 采用装置试生产了普通热轧钢板SPHC和冷轧钢板08Al，其中生产SPHC精炼操作步骤如下(LT工位)：

[0037] (1)转炉出钢严格挡渣并在出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金和8kg/t渣料，利用出钢过程钢水流的搅动进行脱氧、造渣并包括少部分脱硫；

[0038] (2)出钢结束后对包内钢水进行3min吹氩搅拌，均匀钢水和炉渣成分，并提取钢水和炉渣试样；

[0039] (3)根据钢水和炉渣试样成分调整补加渣料、铝、合金等，渣量控制在15～20kg/t；

[0040] (4)钢包加盖密封后，由底部吹入600Nl/min氩气进行强搅拌脱硫。 [0041] 采用LT工艺生产SPHC时，精炼脱硫处理时间15min，处理后成品钢材中的[S]含量为50ppm，成功实现了低成本、快节奏、大批量的生产超低硫热轧钢板。 [0042] 生产08Al的工艺步骤如下(CAS工位)：

[0043] (1)将转炉出钢时控制钢水中的碳含量为0.03-0.06％，钢水中的溶解氧含量为0.070-0.090％；

[0044] (2)钢包调入CAS工位后，底部强吹氩气1min，吹开钢液表面渣层后立即下罩，测温取样。

[0045] (3)加入合金，并不断吹氩搅拌处理，纯吹氩搅拌时间控制在15min。 [0046] 采用CAS精炼后钢液的T.O含量在40-45×10-6，铸坯中的夹杂物主要为尺寸细小的Al2O3夹杂，采用CAS精炼实现了低成本、快节奏的冶炼冷轧用低碳铝镇静钢。 [0047] 实施例2：

[0048] 采用此新工艺试生产了普通热轧钢板SPHC和冷轧钢板08Al，其中生产SPHC精炼操作步骤如下(LT工位)：

[0049] (1)转炉出钢严格挡渣并在出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金和8kg/t左右渣料，利用出钢过程钢水流的搅动进行脱氧、造渣并包括少部分脱硫；

[0050] (2)出钢结束后对包内钢水进行4min吹氩搅拌，均匀钢水和炉渣成分，并提取钢水和炉渣试样；

[0051] (3)根据钢水和炉渣试样成分调整补加渣料、铝、合金等，渣量控制在15～20kg/t；

[0052] (4)钢包加盖密封后，由底部吹入800Nl/min氩气进行强搅拌脱硫。 [0053] 采用LT工艺生产SPHC时，精炼脱硫处理时间15min，处理后成品钢材中的[S]含量为40ppm，成功实现了低成本、快节奏、大批量的生产超低硫热轧钢板。 [0054] 生产08Al的工艺步骤如下(CAS工位)：

[0055] (1)将转炉出钢时控制钢水中的碳含量为0.03-0.06％，钢水中的溶解氧含量为0.060-0.090％；

[0056] (2)钢包调入CAS工位后，底部强吹氩气1min，吹开钢液表面渣层后立即下罩，测温取样。

[0057] (3)加入合金，并不断吹氩搅拌处理，纯吹氩搅拌时间控制在15min。 [0058] 采用CAS精炼后钢液的T.O含量在35-40×10-6，铸坯中的夹杂物主要为尺寸细小的Al2O3夹杂，采用CAS精炼实现了低成本、快节奏的冶炼冷轧用低碳铝镇静钢。 [0059] 实施例3：

[0060] 采用此新工艺试生产了普通热轧钢板SPHC和冷轧钢板08Al，其中生产SPHC精炼操作步骤如下(LT工位)：

[0061] (1)转炉出钢严格挡渣并在出钢过程向钢包内钢水加入铝、合金和8kg/t左右渣料，利用出钢过程钢水流的搅动进行脱氧、造渣并包括少部分脱硫；

[0062] (2)出钢结束后对包内钢水进行5min左右吹氩搅拌，均匀钢水和炉渣成分，并提取钢水和炉渣试样；

[0063] (3)根据钢水和炉渣试样成分调整补加渣料、铝、合金等，渣量控制在 15～20kg/t；

[0064] (4)钢包加盖密封后，由底部吹入600Nl/min氩气进行强搅拌脱硫。 [0065] 采用LT工艺生产SPHC时，精炼脱硫处理时间20min，处理后成品钢材中的[S]含量为40ppm，成功实现了低成本、快节奏、大批量的生产超低硫热轧钢板。 [0066] 生产08Al的工艺步骤如下(CAS工位)：

[0067] (1)将转炉出钢时控制钢水中的碳含量为0.03-0.06％，钢水中的溶解氧含量为0.060-0.080％；

[0068] (2)钢包调入CAS工位后，底部强吹氩气1min，吹开钢液表面渣层后立即下罩，测温取样。

[0069] (3)加入合金，并不断吹氩搅拌处理，纯吹氩搅拌时间控制在15min。 [0070] 采用CAS精炼后钢液的T.O含量在40-45×10-6，铸坯中的夹杂物主要为尺寸细小的Al2O3夹杂，采用CAS精炼实现了低成本、快节奏的冶炼冷轧用低碳铝镇静钢。