一种生产超纯净钢的方法与流程

专利检索2025-06-09  6


本发明涉及超纯净钢,尤其是一种生产超纯净钢的方法。


背景技术:

1、超纯净钢也称作洁净钢,这个概念是在六十年代由英国钢铁协会首先提出来的,它是指对钢中非金属夹杂(主要是各类氧化物和硫化物)进行严格控制的钢种,有害气体氧、氮、氢及杂质元素硫、磷含量极低的钢。主要是在钢中总氧含量较低的情况下,非金属夹杂物数量少、尺寸小、分布均匀、脆性夹杂物少。

2、cn102344988a:一种节能环保多功能连续炼钢炉低成本炼超洁净钢法,贮铁罐铁水掺镁放入连续炼钢炉炉头时脱硫、汇合废钢熔化段钢水,流入精炼各段区脱硅、磷、炭和深脱硫。吸入真空处理室脱氢、氮和一氧化碳,放入炉外钢包,经离心旋浮力学处理脱除非金属夹杂成超洁净钢。

3、cn107287386a:公开了一种钢液真空循环脱气生产洁净钢的方法,包括以下步骤:(1)转炉沸腾或半沸腾出钢,进入钢液真空循环脱气工位;测温定氧后进行脱碳,将碳脱至目标值后测温定氧;(2)根据氧活度一次性加铝,目标按照成分铝的重量百分比的上限+0.003%~0.007%配加;加铝的同时,通过高位料仓向真空室加入熟石灰0.4~0.6kg/t钢,循环3~5min,测温定氧;(3)氧活度<0.0010%时,不再加铝,否则补铝;之后加入其余合金料并循环3~5min;之后测温定氧定氢,确保氢含量<0.00015%破空搬出;静置15~30min上机浇注。

4、cn113106196a:涉及一种洁净钢冶炼系统及方法,属于冶金技术领域,包括沿钢液流动方向顺次设置的初炼炉、渣钢分离装置、精炼炉和连铸包,渣钢分离装置用于去除钢液中的高氧化性钢渣,并在初炼出钢时不进行脱氧合金化操作,在精炼时进行先脱氧后合金化操作。

5、以上公开的专利申请文件及现有技术制备的超纯净钢,存在的工艺流程长,钢水质量不稳定,脱硫效率低;钢水提纯主要依靠炉外精炼,造成能耗高、成本高、排放量高等问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种生产超纯净钢的方法,通过铁水预处理、转炉、精炼、浇铸等工艺制备超纯净钢,具备磷含量、硫含量和氮含量均极低的特点。

2、作为上述方案的补充,所述的铁水预处理采用混铁车顶喷脱硫;脱硫剂加入量为4-5kg/吨钢水,氮气流量450-500nm3/h;

3、所述的脱硫剂的组成为:

4、按重量份,将3-7份氧化铝,50-65份碳酸钠,10-15份氧化钙,与0.005-0.036份增效剂,100-150份去离子水混匀,在高速球磨机中球磨60-120分钟,然后进行喷雾干燥,得到脱硫剂。

5、作为上述方案的补充,所述的增效剂制备方法为:

6、按重量份,将5-10份2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,0.3-0.6份三巯基均三嗪,100-125份乙二醇,2-5份乙醇钠到搅拌釜中,持续机械揽拌并通n2保护,待加热到60-70℃,加入18-27份巯基乙酸单乙醇胺,反应进行60-120分钟,蒸馏除去乙二醇,得到增效剂;

7、所述的转炉采用氮气、氩气切换模式进行底吹,间隔10min切换,吹气流量为450-500nm3/h。

8、作为上述方案的补充,所述的转炉的熔池温度控制在1300-1400℃;炉渣碱度控制在3-4;停吹温度为1600-1700℃。

9、作为上述方案的补充,所述的转炉出钢过程全程吹氩气搅拌;出钢时进行前后挡渣,控制下渣量,保证钢包渣厚度50-100mm;出钢1/3时,加入石灰400-600kg/吨钢水、复合精炼渣100-200kg/吨钢水,进行渣洗。

10、作为上述方案的补充,所述的精炼过程中进行造白渣或黄白渣操作,渣的四元碱度控制在2-3,精炼出站温度控制在1550-1600℃,精炼时间为40-50min。

11、作为上述方案的补充,所述的浇铸时采用普通型长水口,中间点过热度应控制在20-30℃,液面控制在900-1100mm,结晶器保护渣采用中碳钢保护渣,开浇拉速控制在0.8-1.2m/min。

12、反应机理:2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与三巯基均三嗪发生巯基-烯烃加成反应;2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与巯基乙酸单乙醇胺发生巯基-烯烃加成反应,得到含甲基丙磺酸,乙醇胺,均三嗪官能团得增效剂;可以提高氧化铝脱硫剂对超纯净钢的脱硫效果。

13、本发明的一种生产超纯净钢的方法,本发明与现有技术相比,具有以下显著效果:

14、1、本发明工艺简单,成本低,能耗低,钢水质量稳定;

15、2、本发明转炉采用氮气、氩气切换模式进行底吹,可以有效提高脱硫、脱磷、脱氮的效率;

16、3、本发明制备的超纯净钢,磷含量、硫含量和氮含量均极低,具有极高的纯净度;

17、4、本发明的甲基丙磺酸是一种有机酸,具有较强的酸性;在脱硫过程中,它可以与氧化铝脱硫剂形成复配物,从而增加脱硫剂与硫分之间的反应活性;使其更容易与硫分发生吸附在脱硫过程中,乙醇胺可以与硫分发生中和反应,生成硫化物或硫醇等更容易脱除的物质;乙醇胺还可以与氧化铝脱硫剂形成络合物,进一步提高脱硫剂的脱硫能力;

18、5、本发明的均三嗪官能团具有较强的配位能力,可以与氧化铝脱硫剂中的金属离子形成配位键;这种配位作用可以增加脱硫剂对硫分的吸附容量和选择性;均三嗪官能团还可以通过与硫分之间的化学反应,将硫分转化为更易于脱除的形式。



技术特征:

1.一种生产超纯净钢的方法,其操作步骤包括:铁水预处理、转炉、精炼、浇铸;所述铁水预处理的操作步骤中采用混铁车顶喷脱硫;脱硫剂加入量为4-5kg/吨钢水,

2.根据权利要求1所述的一种生产超纯净钢的方法,其特征在于:所述的转炉的熔池温度控制在1300-1400℃;炉渣碱度控制在3-4;停吹温度为1600-1700℃。

3.根据权利要求1所述的一种生产超纯净钢的方法,其特征在于:所述转炉的操作步骤全程吹氩气搅拌;出钢时进行前后挡渣,控制下渣量,保证钢包渣厚度50-100mm;出钢1/3时,加入石灰400-600kg/吨钢水、复合精炼渣100-200kg/吨钢水,进行渣洗。

4.根据权利要求1所述的一种生产超纯净钢的方法,其特征在于:所述精炼的操作步骤中进行造白渣或黄白渣操作,渣的四元碱度控制在2-3,精炼出站温度控制在1550-1600℃,精炼时间为40-50min。

5.根据权利要求1所述的一种生产超纯净钢的方法,其特征在于:所述的浇铸时采用普通型长水口,中间点过热度应控制在20-30℃,液面控制在900-1100mm,结晶器保护渣采用中碳钢保护渣,开浇拉速控制在0.8-1.2m/min。


技术总结
本发明提供了一种生产超纯净钢的方法,属于炼钢技术领域,其操作步骤包括:铁水预处理、转炉、精炼、浇铸;所述铁水预处理的操作步骤中采用混铁车顶喷脱硫;脱硫剂加入量为4‑5kg/吨钢水,所述的脱硫剂的组成为:按重量份,将3‑7份氧化铝,50‑65份碳酸钠,10‑15份氧化钙,与0.005‑0.036份增效剂,100‑150份去离子水混匀,在高速球磨机中球磨60‑120分钟,然后进行喷雾干燥,得到脱硫剂;本发明制备的超纯净钢磷含量、硫含量和氮含量均极低,具有极高的纯净度。

技术研发人员:江庆东
受保护的技术使用者:浦夕特种合金(上海)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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