本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種適用于超低碳鋼的RH精煉爐脫硫方法。

背景技術(shù)：

在各種爐外精煉設(shè)備中，RH真空精煉已成為冶煉高質(zhì)量品種鋼的最重要手段之一，從其精煉功能來看，除了真空脫氣的基本功能外，還可有效的用來脫碳和脫氧。在低碳和超低碳鋼生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)爐出鋼采用弱脫氧，在RH精煉爐進(jìn)行氧脫碳或碳脫氧。但是，弱脫氧鋼水由于鋼中溶解氧含量高，爐渣氧化性較強(qiáng)，因此在RH工序前爐渣基本沒有脫硫能力，這對(duì)部分超低硫鋼的生產(chǎn)帶來問題。盡管可以采用鐵水預(yù)處理深脫硫以及轉(zhuǎn)爐控硫技術(shù)，但相當(dāng)多的鋼鐵企業(yè)受制于原材料條件的限制，鐵水預(yù)處理渣扒除不盡引起的轉(zhuǎn)爐回硫的影響，鋼中硫含量仍可能處于較高的水平。

現(xiàn)有技術(shù)中的RH真空脫硫方式主要包括RH噴粉脫硫和RH真空室投入法脫硫。對(duì)于RH噴粉脫硫來講，其脫硫率在70％～90％，可以使鋼液中的硫的含量降到20×10^-6以下，但是現(xiàn)有技術(shù)的RH噴粉脫硫過程要添加各種輔助設(shè)備(具體需要另設(shè)頂吹噴槍或另設(shè)浸入式噴槍)，這些輔助設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜并難以維護(hù)，使得脫硫成本高，該工藝應(yīng)用并不廣泛。

對(duì)于RH真空室投入法脫硫來講，其脫硫率在30％～40％，并可以使鋼液中的硫的含量少于40×10^-6，但該工藝脫硫過程中，存在如下不足或制約，導(dǎo)致脫硫效果難以進(jìn)一步提高：

(1)脫硫劑需達(dá)到一定的堿度才能達(dá)到脫硫效果，但堿度提高后脫硫劑熔點(diǎn)會(huì)提高，使的脫硫劑溶化速度變慢，不利于脫硫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，提高脫硫劑堿度和降低脫硫劑熔點(diǎn)是互相矛盾的兩個(gè)方面。

(2)RH深脫氣和深脫碳階段為達(dá)到減少噴濺量和均勻脫氣、脫碳的目的，真空室內(nèi)鋼水液面高度一般控制在200mm左右，脫硫劑從真空室頂部的料倉投入后，由于鋼水液面較低，真空室內(nèi)鋼水流速快，脫硫劑非常容易被快速流動(dòng)的鋼水從下降管卷入鋼包中，脫硫渣一旦進(jìn)入鋼包中后將在鋼包內(nèi)上浮，與氧化性鋼包頂渣接觸，其脫硫能力受到抑制，脫硫率也隨之降低。

(3)低碳和超低碳鋼生產(chǎn)中，轉(zhuǎn)爐出鋼采用弱脫氧，在RH進(jìn)行氧脫碳或碳脫氧，所以鋼包頂渣中FeO含量較高，F(xiàn)eO含量約大于10％，由于FeO含量較高，RH脫硫結(jié)束搬出RH精煉爐后容易發(fā)生鋼液回硫現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決以上問題，本發(fā)明提供一種超低碳鋼RH精煉爐脫硫方法，該方法的脫硫率≥43％，后續(xù)連鑄過程中鋼水無回硫現(xiàn)象，澆注過程穩(wěn)定，無水口絮流現(xiàn)象，鑄坯中夾雜物含量較少，全氧含量為24ppm。

一種超低碳鋼RH精煉爐脫硫方法，所述方法包括以下步驟：

1)RH進(jìn)站后，測溫定氧，根據(jù)鋼水溫度和鋼水中氧含量決定是否需要吹氧升溫和吹氧強(qiáng)制脫碳，然后制定相應(yīng)工藝進(jìn)行鋼水升溫和鋼水深脫碳；

2)真空深脫碳結(jié)束后，從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧，加鋁粒脫氧2～3min后進(jìn)一步下降RH浸漬管，將RH浸漬管插入鋼水深度增加200～300mm，相應(yīng)的真空室內(nèi)鋼水液面高度會(huì)增加200～300mm，真空室內(nèi)鋼水總液面高度會(huì)達(dá)到400～500mm，然后從真空室料倉投入脫硫劑2～5kg/噸鋼；

3)在RH上升管中布置至少一個(gè)CaO粉體噴管，CaO粉體噴管位于提升氣體流量噴管的下方50～200mm處，噴管直徑10～30mm，在從真空室料倉投入脫硫劑的同時(shí)，通過RH上升管的CaO粉體噴管向鋼水中噴吹CaO粉體，CaO粉體粒徑為0～10mm，噴吹速度為0.2～0.4kg/min噸鋼，噴吹時(shí)間為8～10分鐘，CaO粉體從上升管噴入鋼水中后，隨鋼液進(jìn)入真空室；

4)在從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧的同時(shí)，向鋼包頂渣中投入鋁粉0.2～0.6kg/噸鋼。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，具體措施如下：

1)超低碳鋼生產(chǎn)工藝流程為：鐵水預(yù)處理脫硫→LD(鋼包)→擋渣出鋼→鋼包爐渣改制→RH(真空精煉)脫碳、脫硫→連鑄；

2)在上述工藝流程中，RH進(jìn)站后，測溫定氧，根據(jù)鋼水溫度和鋼水中氧含量決定是否需要吹氧升溫和吹氧強(qiáng)制脫碳，然后制定相應(yīng)工藝進(jìn)行鋼水升溫和鋼水深脫碳；

3)真空深脫碳結(jié)束后，從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧，加鋁脫氧2～3min后進(jìn)一步下降RH浸漬管，將RH浸漬管插入鋼水深度增加200～300mm，相應(yīng)的真空室內(nèi)鋼水液面高度會(huì)增加200～300mm，真空室內(nèi)鋼水總液面高度會(huì)達(dá)到400～500mm，然后從真空室料倉投入脫硫劑，由于真空室內(nèi)鋼水液面高度較高，脫硫劑很難被鋼水卷入鋼包中，脫硫劑在真空室內(nèi)的停留時(shí)間被大大延長，可以持續(xù)的產(chǎn)生脫硫效果。脫硫劑為預(yù)熔型脫硫劑，預(yù)熔脫硫劑粒度為5～40mm，脫硫劑成份按其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：CaO：47～53％；Al₂O₃：32～38％；MgO：3～7％；Al：5～10％；SiO₂≤2.5％；S≤0.04％；P≤0.06％；TiO₂≤1.0％；C≤0.06％；脫硫劑加入量為2～5kg/噸鋼；

4)在RH上升管中布置至少一個(gè)CaO粉體噴管，CaO粉體噴管位于提升氣體流量噴管的下方50～200mm處，噴管直徑10～30mm,在從真空室料倉投入脫硫劑的同時(shí)，通過RH上升管的CaO粉體噴管向鋼水中噴吹CaO粉體，CaO粉體粒徑為0～10mm，噴吹速度為0.2～0.4kg/min.噸鋼，噴吹時(shí)間為8～10分鐘，CaO粉體從上升管噴入鋼水中后，隨鋼液進(jìn)入真空室；

CaO粉體隨鋼液上升過程中,部分CaO粉體與鋼液中的[S]和[Al]發(fā)生如下①式反應(yīng)，能起到一定的脫硫效果；

3[S]+2[Al]+3CaO＝3CaS+Al₂O₃ ①

CaO粉體隨鋼液上升過程，CaO粉體受熱升溫，把CaO粉體預(yù)熱至接近熔點(diǎn)溫度范圍，CaO粉體進(jìn)入真空室后上浮到脫硫劑渣層中后，能快速熔化，起到提高脫硫劑堿度的作用；

5)在從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧的同時(shí)，向鋼包頂渣中投入鋁粉0.2～0.6kg/噸鋼，用于脫爐渣中FeO，鋁粉為鋁粒磨成的粉末，粒度為1～5mm，由于鋁粉擴(kuò)散性好、密度較低，可以漂浮并擴(kuò)散在渣面上，與爐渣中FeO反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件好，有利于快速脫除爐渣中FeO，鋁粉采用2kg小編織袋包裝，方便投擲，并且投擲面積大，脫氧均勻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)鋼水深脫氧后進(jìn)一步下降RH浸漬管，使得真空室內(nèi)鋼水液面高度增加，從而使得脫硫劑很難被卷入鋼水中，脫硫劑在真空室內(nèi)的停留時(shí)間被大大延長，從而在真空室內(nèi)形成脫硫渣層，鋼包頂部的氧化性爐渣不會(huì)對(duì)真空室內(nèi)的脫硫反應(yīng)過程造成影響。

2)在從真空室料倉投入脫硫劑的同時(shí)，通過RH上升管的CaO粉體噴管向鋼水中噴吹CaO粉體，CaO粉體在上浮過程中能起到一定的脫硫效果還能快速熔化。相比與從料倉加入CaO，向鋼水中噴吹的CaO粉體不會(huì)被抽真空系統(tǒng)抽走。CaO粉體粒度小，有利于快速熔化。

3)目前普遍采用的提升氣體流量噴管直徑約2mm,為了噴吹CaO粉體過程中的穩(wěn)定性，防止粉體堵塞管道等故障產(chǎn)生，所以本發(fā)明在RH上升管中布置噴吹CaO粉體的專用噴管，而沒通過提升氣體流量噴管噴吹CaO粉體，能達(dá)到穩(wěn)定高效噴吹CaO粉體的效果，并且CaO粉體直徑范圍較大，能減少CaO粉體的制造成本。

4)在從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧的同時(shí)，向鋼包頂渣中投入鋁粉脫爐渣中FeO，鋁粉擴(kuò)散性好、密度較低，漂浮并擴(kuò)散在渣面上，與爐渣中FeO反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件好，有利于快速脫除爐渣中FeO，并且小袋裝的鋁粉方便投擲，并且投擲面積大，脫氧均勻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的RH精煉爐脫硫過程裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明RH精煉爐脫硫過程的工藝流程示意圖；

附圖標(biāo)記：1、儲(chǔ)氣罐；2、氣閥；3、第一壓力表；4、第一流量計(jì)；5、氣流分配器；6、第二流量計(jì)；7、第二壓力表；8、第三壓力表；9、儲(chǔ)料倉；10、流化室；11、下料閥；12、CaO粉體噴管；13、脫硫渣層；14、真空室內(nèi)的鋼水；15、鋼包頂渣層；16、鋼包；17、鋼包內(nèi)的鋼水；18、真空室料倉；19、合金料倉。

具體實(shí)施方式

下面以附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，本發(fā)明中所采用到RH精煉爐脫硫過程裝置，其主要包括儲(chǔ)氣罐1、氣2、第一壓力表3、第一流量4、氣流分配器5、第二流量6、第二壓力表7、第三壓力8、儲(chǔ)料倉9、流化10、下料閥11，上述部件按常規(guī)連接方式連接并最后與CaO粉體噴管12相連接；所述裝置還包括鋼包16、真空室料倉18和合金料倉19；鋼包16內(nèi)有鋼包內(nèi)的鋼水15，鋼包內(nèi)的鋼水15上面是鋼包頂渣層，真空室內(nèi)有真空室內(nèi)的鋼水14，真空室內(nèi)的鋼水上有脫硫渣層。

實(shí)施例1

如圖2所示，一種超低碳鋼RH精煉爐脫硫方法，所述方法包括以下步驟：

1)制定超低碳鋼的生產(chǎn)工藝流程為：鐵水預(yù)處理脫硫→LD(鋼包)→擋渣出鋼→鋼包爐渣改制→RH(真空精煉)脫碳、脫硫→連鑄；

2)轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水量約120噸，轉(zhuǎn)爐放鋼過程隨鋼流加入顆粒石灰400kg，轉(zhuǎn)爐放鋼后在渣面均勻加入專用改質(zhì)劑300kg/爐(以轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)氧800ppm為基數(shù)，每增加100ppm，增加改質(zhì)劑30kg、顆粒石灰100kg/爐)，轉(zhuǎn)爐出鋼后RH進(jìn)站后，測溫定氧，根據(jù)鋼水溫度和鋼水中氧含量決定是否需要吹氧升溫和吹氧強(qiáng)制脫碳，然后制定相應(yīng)工藝進(jìn)行鋼水升溫和鋼水深脫碳；

3)真空深脫碳達(dá)到目標(biāo)要求后，從真空室料倉18向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧，鋁含量依據(jù)內(nèi)控上限進(jìn)行控制，加鋁脫氧2min后進(jìn)一步下降RH浸漬管，將RH浸漬管插入鋼水深度增加200mm，相應(yīng)的真空室內(nèi)鋼水液面高度會(huì)增加200mm，真空室內(nèi)鋼水總液面高度會(huì)達(dá)到400～500mm，然后從合金料倉19向真空室內(nèi)投入脫硫劑，脫硫劑分兩批緩慢加入的方式加入，兩批料之間間隔1.5min，脫硫劑加入量為5kg/噸鋼；

由于真空室內(nèi)鋼水液面高度較高，脫硫劑很難被鋼水卷入鋼包中，脫硫劑在真空室內(nèi)的停留時(shí)間被大大延長，可以持續(xù)的出、脫硫效果，真空室內(nèi)形成穩(wěn)定的脫硫渣層13。

脫硫劑為預(yù)熔型脫硫劑，預(yù)熔脫硫劑粒度為5～40mm，脫硫劑成份按其質(zhì)量百分比為：CaO：47％；Al₂O₃：32％；MgO：3％；Al:10％；SiO₂≤2.5％；S≤0.04％；P≤0.06％；TiO₂≤1.0％；C≤0.06％。

4)在RH上升管中布置至少一個(gè)CaO粉體噴管12，CaO粉體噴管12位于提升氣體流量噴管的下方50mm處，噴管直徑10mm，在從真空室料倉投入脫硫劑的同時(shí)，通過第一氣路對(duì)流化室10內(nèi)的CaO粉劑進(jìn)行流化，待流化室10中的壓力大于第二氣路壓力時(shí)，打開下料閥11，通過下料閥11控制粉劑流量，并通過控制第二氣路的氣體流量和壓力，保證CaO粉氣流安全穩(wěn)定的進(jìn)入RH上升管中布置的CaO粉體噴管通過RH上升管的CaO粉體噴管向鋼水中噴吹CaO粉體，CaO粉體粒徑為0～4mm，噴吹速度為0.4kg/min噸鋼，噴吹時(shí)間為8分鐘，CaO粉體從上升管噴入鋼水中后，隨鋼液進(jìn)入真空室；

CaO粉體隨鋼液上升至真空室的過程中，部分CaO粉體與鋼液中的[S]和[Al]發(fā)生如下①式反應(yīng)，能起到一定的脫硫效果。

3[S]+2[Al]+3CaO＝3CaS+Al₂O₃ ①

CaO粉體隨鋼液上升過程，CaO粉體受熱升溫，把CaO粉體預(yù)熱至接近熔點(diǎn)溫度范圍，CaO粉體進(jìn)入真空室后上浮到脫硫劑渣層中后，能快速熔化，起到提高脫硫劑堿度的作用。

5)在從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧的同時(shí)，向鋼包頂渣中投入鋁粉0.2kg/噸鋼，用于脫鋼包頂渣15中FeO，鋁粉為鋁粒磨成的粉末，粒度為1～5mm，由于鋁粉擴(kuò)散性好、密度較低，可以漂浮并擴(kuò)散在渣面上，與爐渣中FeO反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件好，有利于快速脫除爐渣中FeO，鋁粉采用2kg小編織袋包裝，方便投擲，并且投擲面積大，脫氧均勻。

鋼水搬出RH精煉時(shí)，經(jīng)檢測，鋼水中S含量由脫硫前的0.006％脫至0.003％，脫硫率為50％，鋼包頂渣中FeO含量為3.5％，連鑄過程中鋼水無回硫現(xiàn)象，澆注過程穩(wěn)定，無水口絮流現(xiàn)象，鑄坯中夾雜物含量較少，全氧含量為24ppm。

實(shí)施例2

如圖2所示，一種超低碳鋼RH精煉爐脫硫方法，所述方法包括以下步驟：

1)制定超低碳鋼的生產(chǎn)工藝流程為：鐵水預(yù)處理脫硫→LD(鋼包)→擋渣出鋼→鋼包爐渣改制→RH(真空精煉)脫碳、脫硫→連鑄；

2)轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水量約120噸，轉(zhuǎn)爐放鋼過程隨鋼流加入顆粒石灰400kg，轉(zhuǎn)爐放鋼后在渣面均勻加入專用改質(zhì)劑300kg/爐(以轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)氧800ppm為基數(shù)，每增加100ppm，增加改質(zhì)劑30kg、顆粒石灰100kg/爐)，轉(zhuǎn)爐出鋼后RH進(jìn)站后，測溫定氧，根據(jù)鋼水溫度和鋼水中氧含量決定是否需要吹氧升溫和吹氧強(qiáng)制脫碳，然后制定相應(yīng)工藝進(jìn)行鋼水升溫和鋼水深脫碳；

3)真空深脫碳達(dá)到目標(biāo)要求后，從真空室料倉18向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧，鋁含量依據(jù)內(nèi)控上限進(jìn)行控制，加鋁脫氧3min后進(jìn)一步下降RH浸漬管，將RH浸漬管插入鋼水深度增加300mm，相應(yīng)的真空室內(nèi)鋼水液面高度會(huì)增加300mm，真空室內(nèi)鋼水總液面高度會(huì)達(dá)到400～500mm，然后從合金料倉19向真空室內(nèi)投入脫硫劑，脫硫劑分兩批緩慢加入的方式加入，兩批料之間間隔1.5min，脫硫劑加入量為2kg/噸鋼；

由于真空室內(nèi)鋼水液面高度較高，脫硫劑很難被鋼水卷入鋼包中，脫硫劑在真空室內(nèi)的停留時(shí)間被大大延長，可以持續(xù)的出、脫硫效果，真空室內(nèi)形成穩(wěn)定的脫硫渣層13。

脫硫劑為預(yù)熔型脫硫劑，預(yù)熔脫硫劑粒度為5～40mm，脫硫劑成份其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：CaO：53％；Al₂O₃：32％；MgO：5％；Al：5％；SiO₂≤2.5％；S≤0.04％；P≤0.06％；TiO₂≤1.0％；C≤0.06％；

4)在RH上升管中布置一個(gè)CaO粉體噴管12，CaO粉體噴管12位于提升氣體流量噴管的下方200mm處，噴管直徑30mm，在從真空室料倉投入脫硫劑的同時(shí)，通過第一氣路對(duì)流化室10內(nèi)的CaO粉劑進(jìn)行流化，待流化室10中的壓力大于第二氣路壓力時(shí)，打開下料閥11，通過下料閥11控制粉劑流量，并通過控制第二氣路的氣體流量和壓力，保證CaO粉氣流安全穩(wěn)定的進(jìn)入RH上升管中布置的CaO粉體噴管12，并通過RH上升管的CaO粉體噴管12向鋼水中噴吹CaO粉體，CaO粉體粒徑為0～10mm，噴吹速度為0.2kg/min噸鋼，噴吹時(shí)間為10分鐘，CaO粉體從上升管噴入鋼水中后，隨鋼液進(jìn)入真空室；

CaO粉體隨鋼液上升至真空室的過程中，部分CaO粉體與鋼液中的[S]和[Al]發(fā)生如下①式反應(yīng)，能起到一定的脫硫效果。

3[S]+2[Al]+3CaO＝3CaS+Al₂O₃ ①

CaO粉體隨鋼液上升過程，CaO粉體受熱升溫，把CaO粉體預(yù)熱至接近熔點(diǎn)溫度范圍，CaO粉體進(jìn)入真空室后上浮到脫硫劑渣層中后，能快速熔化，起到提高脫硫劑堿度的作用。

5)在從真空室料倉向鋼水中投入鋁粒強(qiáng)制脫氧的同時(shí)，向鋼包頂渣中投入鋁粉0.6kg/噸鋼，用于脫鋼包頂渣15中FeO，鋁粉為鋁粒磨成的粉末，粒度為1～5mm，由于鋁粉擴(kuò)散性好、密度較低，可以漂浮并擴(kuò)散在渣面上，與爐渣中FeO反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件好，有利于快速脫除爐渣中FeO，鋁粉采用2kg小編織袋包裝，方便投擲，并且投擲面積大，脫氧均勻。

鋼水搬出RH精煉時(shí)，經(jīng)檢測，鋼水中S含量由脫硫前的0.007％脫至0.004％，脫硫率為43％，鋼包頂渣中FeO含量為3％，連鑄過程中鋼水無回硫現(xiàn)象，澆注過程穩(wěn)定，無水口絮流現(xiàn)象，鑄坯中夾雜物含量較少，全氧含量為20ppm。

最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。