CN105200195A

CN105200195A - 一种提高锑元素收得率的rh真空精炼方法

Info

Publication number: CN105200195A
Application number: CN201510702124.9A
Authority: CN
Inventors: 赵家七; 邹长东; 刘飞; 许涛
Original assignee: Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Shagang Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-10-26
Filing date: 2015-10-26
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2035-10-26
Also published as: CN105200195B

Abstract

本发明涉及一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，通过在RH精炼合金化5分钟后单独将锑锭由钢包渣面处加入，通过渣层覆盖，避免锑块直接暴露在空气以及真空室低气压条件下，同时控制锑锭块度、顶渣成分尽可能保证大部分锑元素熔于钢液中，极大地减少了锑元素的气化量，使得锑元素的收得率明显提高，与现有的RH真空精炼工艺相比，为抑制锑锭的气化创造了有利的条件，显著提高锑元素的收得率，降低了生产成本，实现了可观的经济效益。

Description

一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法

技术领域

本发明属于钢水炉外精炼领域，特别涉及一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法。

背景技术

锑(Sb)具有银白色金属光泽，晶体结构呈鳞片状，质脆而硬，易碎，无延展性，机械性能较差。熔点630℃，沸点1590℃，属于易熔易挥发的有色金属。Sb元素较为稳定，不易被氧化，钢水中存在的Al、Si、Mn、Fe等均可将锑的氧化物还原，Sb元素加入钢水中几乎不被炉渣中的FeO、MnO等氧化。锑作为一种大原子表面活性元素，添加到钢中后，可使材料获得较大的晶粒尺寸，较高的硬度，并促进对材料磁性能有利的织构的形成。当钢中的Sb含量达到0.05％时，有利于材料磁性能的织构组分达到最大，钢的磁感应强度得到显著提高，铁损明显降低。

在钢的冶炼过程中，特别是冶炼高牌号无取向硅钢的过程中，为了提高并稳定硅钢的磁性能需加入Sb元素。目前在RH精炼过程中，Sb元素只是简单地在合金化的过程中与其他合金元素从真空室一同加入至钢水中，但是生产实践表明，有下列限制因素，使得在RH真空精炼的过程中锑元素的收得率难以进一步提高。

(1)锑锭接触高温钢水发生燃烧生成低熔点的Sb₂O₃挥发到大气中。

(2)根据对Sb的物化性质的分析可知：常压条件下，Sb的熔化温度为630℃，气化温度为1590℃，而RH处理过程钢水的温度范围为1575～1595℃，易造成Sb元素气化挥发。

(3)在RH真空精炼的过程中，Sb合金在真空室加入时，由于低压条件下(约为1～1.5mbar)Sb气化温度远低于钢水处理温度，部分Sb挥发进入除尘管道。

(4)其他合金元素的加入，特别是脱氧合金的氧化放热(Al、Si、Mn)使得钢液的温度上升，加剧了Sb元素的气化过程。此外，由于与合金元素的同时加入，使得Sb在RH装置内的循环时间长，气化量明显增多。

在RH真空精炼的过程中，Sb收得率低，Sb元素大量浪费，精炼能耗大，不利于节能减排，降本增效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，该方法工艺简单、易于操作、能够显著提高Sb元素收得率、降低RH真空精炼的冶炼成本。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，采用如下步骤：

(1)将钢包升至液压顶升位，利用液压装置将钢包顶起，使得浸渍管浸入到钢水内，对RH真空循环精炼装置的真空室抽真空，将真空度抽至工作真空度以下，将钢水吸入RH真空循环精炼的真空室内，氩气发送装置将氩气通过提升气喷管向浸渍管内吹入提升气体，实现钢液在RH精炼装置内的循环流动；

(2)在真空状态下进行脱碳处理，保证脱碳时间及所需真空度；

(3)钢水脱碳结束后向钢包渣面加入适量渣面脱氧剂，进行炉渣改质；

(4)按照钢种成分的要求对钢水进行脱氧合金化以及脱硫处理，加入的合金使钢水成分的质量百分比达到该钢种成品的要求；

(5)在RH精炼合金化后，将锑锭从钢包渣面处加入，投入的锑块沉于渣层与钢液之间；

(6)打开真空阀破空，关闭提升气体的喷吹；

(7)测温取样，分析钢液成分，各种元素含量合格之后停止处理。

进一步，所述的精炼方法适用于低熔点，易挥发的Sb元素。

优选的，所述的提高锑元素收得率的RH真空精炼方法中锑锭加入时间为RH合金化5分钟后，锑锭的块度为10kg/块以上。

优选的，所述的提高锑元素收得率的RH真空精炼方法中锑锭从钢包渣面处加入钢液后，钢包顶渣成分中为1.2～2.0，钢液顶渣碱度为2.0以上，钢包顶渣熔点为：1400～1550℃。

本发明设计的一种RH真空精炼时提高锑元素收得率工艺方法，通过在RH破空前单独将锑锭从渣面处加入，同时控制锑锭块度、顶渣成分尽可能保证大部分锑元素熔于钢液中，极大地减少了锑元素的气化量，使得锑元素的收得率明显提高，与现有的RH真空精炼工艺相比，至少具有以下有益效果：

(1)在RH破空前单独地将锑锭由钢包渣面处加入，与原工艺直接由真空室投放锑合金相比，锑块处于常压的条件下，不容易气化，且锑块的密度介于钢液与顶渣之间，投入的锑块沉于渣层与钢液之间，表面被渣层覆盖，减少了锑元素氧化、气化的总量。同时，加入时间选择为合金化5分钟后，缩短了锑元素暴露在真空条件下的循环时间，降低了锑锭在低压和高温条件气化的可能。此外，还通过控制顶渣成分，调节顶渣的熔点、黏度，为缩短锑元素进入钢液的时间创造了有利条件，显著降低了锑锭在RH真空精炼过程中的气化量。Sb元素平均收得率显著提高。

(2)通过显著地提高Sb元素的收得率，减少RH真空精炼时Sb元素的气化量。扩大生产实验表明，本发明显著地降低了生产成本，实现了可观的经济效益。同时，显而易见地降低了Sb元素对环境的污染。

具体实施方式

现以选取钢种为硅钢W600，使用的钢包规格为200t，钢水重量为175～185t，本发明采用RH真空精炼工艺，以下进行进一步说明。

RH真空循环处理前的钢水成分的质量百分比为:C0.018～0.056％，Si0.0013～0.0041％，Mn0.065～0.118％，P0.0094～0.0118％，S0.0013～0.0022％，Al0.0006～0.0014％，Sb0.0006～0.0012％，其余为Fe与不可避免的杂质。

实施例

本发明RH真空精炼过程工艺方法的依次步骤为：

(2)在真空状态下进行脱碳处理，脱碳时间为15～20min，并保证脱碳所需真空度；

(4)按照钢种成分的要求加Si3500～4000Kg，Mn660～890Kg，Al650～860Kg和少量的其它微量合金元素，对钢水进行脱氧合金化；

(5)在RH精炼合金化后8min，自钢包渣面处加入块度为10-25kg/块的锑锭100～125Kg，且将锑锭从钢包渣面加入钢液前，控制钢包顶渣成分中为1.3～1.6，钢包顶渣碱度为2.0～4.0，钢包顶渣熔点为：1450～1550℃，使投入的锑块沉于渣层与钢液之间；

(6)打开真空阀破空，关闭提升气体的喷吹；

(7)测温取样，分析钢液成分，钢液成分的质量百分比为：C0.0015～0.0031％，Si1.46～1.53％，Mn0.45～0.51％，P0.0071～0.017％，S0.0021～0.0036％，Al0.29～0.33％，其余为Fe以及一些微量的合金元素和一些不可避免的杂质。

RH精炼过程结束时Sb元素含量为0.048％～0.059％，连铸时Sb元素含量以及收得率见表1；从表1中可以看出，当采用本发明设计的精炼工艺方法时，Sb收得率为：82.3％～96.7％，平均90％。

表1采用本发明时RH结束、连铸过程钢水中Sb含量以及连铸工位Sb收得率

编号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												RH	0.0598	0.0579	0.0555	0.0538	0.0461	0.0517	0.0476	0.0531	0.0555	0.0550	0.0544
连铸	0.0592	0.0572	0.0556	0.0539	0.0464	0.0519	0.0480	0.0526	0.0549	0.0533	0.0537
												收得率/％	94.66	82.31	88.91	86.32	83.45	93.33	86.36	94.66	92.96	90.36	96.70

对比实施例

原工艺RH真空精炼过程工艺方法的依次步骤为：

(4)按照钢种成分的要求加Si3500～4000Kg，Mn660～890Kg，Al650～860Kg,Sb175-230Kg和少量的其它微量合金元素，对钢水进行脱氧合金化；

(5)打开真空阀破空，关闭提升气体的喷吹；

(6)测温取样，分析钢液成分，钢液成分的质量百分比为：C0.0016～0.0025％，Si1.47～1.52％，Mn0.48～0.51％，P0.0092～0.0151％，S0.0027～0.0041％，Al0.28～0.31％，Sb0.045％～0.057％其余为Fe以及一些微量的合金元素和一些不可避免的杂质。Sb合金元素平均收得率44.4％。

与原有的工艺方法相比，新工艺收得率大幅度提高，成果显著。

由于本发明设计的一种RH真空精炼时提高锑元素收得率工艺方法，通过在RH破空前单独地将锑锭由钢包渣面处加入，将锑锭的加入时间选择为合金化8分钟后，减少了锑元素暴露在真空条件下的循环时间，降低了锑锭在低压和高温条件气化的可能。同时通过控制顶渣成分，调节顶渣的熔点、黏度，为缩短锑元素进入钢液的时间创造了有力条件，显著降低了锑锭在RH真空精炼过程中的气化量。

钢水重量为180吨，钢水中Sb元素目标成分在0.04-0.06％，通过统计原工艺与新工艺方法锑锭消耗情况进行对比，如表2所示。新工艺可节约金属锑98kg/炉，经济效益显著。

表2效益估算结果

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，其特征在于，RH精炼采用如下步骤：

(6)打开真空阀破空，关闭提升气体的喷吹；

2.根据权利要求1所述的提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，其特征在于，所述的精炼方法适用于低熔点，易挥发的Sb元素。

3.根据权利要求1所述的提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，其特征在于，所述的锑锭加入时间为RH合金化5分钟后，锑锭的块度为10kg/块以上。

4.根据权利要求1或2所述的提高锑元素收得率的RH真空精炼方法，其特征在于，所述的锑锭从钢包渣面处加入钢液后，钢包顶渣成分中为1.2～2.0，钢液顶渣碱度为2.0以上，钢包顶渣熔点为：1400～1550℃。