一种螺纹钢快速升温精炼方法、螺纹钢生产方法和螺纹钢

摘要

本发明公开了一种螺纹钢快速升温精炼方法、螺纹钢生产方法和螺纹钢，涉及冶炼技术领域；该螺纹钢快速升温精炼方法包括：钢水进站，进站温度为1500‑1530℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；以第一功率送电，待弧流稳定后加入白云石；以第二功率送电5‑8min后停电；其中，第二功率大于第一功率，且整个送电过程每吨钢水消耗3.3‑5.3kg的白云石。该方法能在短时间内迅速提高钢水温度，从而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，进而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本。

说明书

技术领域

本发明涉及冶炼技术领域，具体而言，涉及一种螺纹钢快速升温精炼方法、螺纹钢生产方法和螺纹钢。

背景技术

钢铁是一个规模经济的行业，有规模，才可能有高效率和高效益。凭借现有的装备、能力和工艺技术条件，只有优化生产组织、提高效率，才能扩大规模、提升效益。作为一个重要的衡量指标，铁钢比的意义凸显。铁钢比是指生产每吨合格钢材所消耗的铁水。钢厂铁钢比的高低，取决于炼钢工序，因为炼钢工序是整个钢铁联合企业的“咽喉”，承上启下，是保证质量、产量的最关键工序。铁钢比越低，就说明同样的铁水产出的钢材就越多。

现有技术提出了一些降低铁钢比的措施，例如可通过优化炼钢生产组织、优化钢铁料入炉结构、铁水包加废钢、铁水包烘烤、合金烘烤等一系列举措来降低铁钢比，但这些方法改善铁钢比的效果已经到达了极致，如何从其他维度进一步地改善铁钢比成为行业研究的新方向。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精炼升温速率高的螺纹钢快速升温精炼方法、螺纹钢生产方法和螺纹钢，其能在短时间内迅速提高钢水温度，从而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，进而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种螺纹钢快速升温精炼方法，包括：

钢水进站，进站温度为1500-1530℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

以第一功率送电，待弧流稳定后加入白云石；

以第二功率送电5-8min后停电；

其中，第二功率大于第一功率，且整个送电过程每吨钢水消耗3.3-5.3kg的白云石。

在可选的实施方式中，第一功率为额定功率的80％，第二功率为额定功率的100％。

在可选的实施方式中，以第一功率送电时的送电弧压为350-362.5V，弧流为43110A；以第二功率送电时的送电弧压为375-387.5V，弧流为43110A。

在可选的实施方式中，以第一功率送电，待弧流稳定后加入白云石的步骤具体包括：

在第一功率下送电第一预设时间，待弧流稳定后加入第一剂量的白云石；

在第一功率下继续送电第二预设时间，待弧流稳定后加入第二剂量的白云石；

其中，第一预设时间小于或等于第二预设时间，第二预设时间小于或等于3min，第一剂量小于或等于第二剂量。

在可选的实施方式中，第一预设时间为1-3min；和/或；第二预设时间为1-3min。

在可选的实施方式中，第二剂量和第一剂量的用量比为1-3:1。

在可选的实施方式中，当钢水进站总量为140-150t时，白云石在整个送电过程的总加入量为462-795kg，且第一剂量200-300kg，第二剂量为300-500kg。

在可选的实施方式中，以第二功率送电，待温度升至1550-1580℃后停电的步骤具体包括：

将功率从第一功率升至第二功率；

在第二功率下继续送电5-8min使温度升至1550-1580℃后停电。

在可选的实施方式中，停电后，炉内渣样包括按照质量分数计的40-42％的SiO

第二方面，本发明提供一种螺纹钢生产方法，包括：

依次进行高炉熔铁、转炉冶炼、LF炉精炼以及连铸；其中，LF炉精炼按照前述实施方式中任一项的螺纹钢快速升温精炼方法进行。

第三方面，本发明提供一种螺纹钢，通过前述实施方式的螺纹钢生产方法生产得到。

本发明的实施例至少具有以下优点或有益效果：

本发明的实施例提供了一种螺纹钢快速升温精炼方法，其包括：钢水进站，进站温度为1500-1530℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；以第一功率送电，待弧流稳定后加入白云石；以第二功率送电5-8min后停电；其中，第二功率大于第一功率，且整个送电过程每吨钢水消耗3.3-5.3kg的白云石。

一方面，该螺纹钢快速升温精炼方法通过白云石的加入，能分解出二氧化碳以在渣中形成泡沫渣，利于进行埋弧送电，能减少弧流对钢包渣线的辐射，提高钢包渣线寿命和送电效率，从而能在短时间内迅速提高钢水温度，进而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，继而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本；另一方面，该方法加入的白云石分解形成的氧化镁还能对钢包渣线起到保护作用，大幅提高渣线使用寿命，减少了因渣线穿漏而产生的安全及设备损坏事故；另外，加入白云石的过程以较低的第一功率送电，加完白云石后按照第二功率送电，能通过第一功率稳定弧流，提高安全性，且通过第一功率保证化渣效果，以便于能在第二功率下快速升温，从而能进一步地保证送电效率，以降低铁钢比。

本发明的实施例还提供了一种螺纹钢生产方法，其利用了上述的螺纹钢快速升温精炼方法。因此，其也具有能降低铁钢比，降低成本，提高安全性能的优点。

本发明的实施例还提供了一种螺纹钢，其通过上述螺纹钢的生产方法生产得到。因此，其也具有成本低，铁钢比低的优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的实施例提供了一种螺纹钢，其通过螺纹钢的生产方法制备得到，该螺纹钢的生产方法具体包括：

依次进行高炉熔铁、转炉冶炼、LF炉精炼以及连铸。其中，高炉熔铁是进行熔铁作业形成铁水，而转炉冶炼步骤是将退税和废钢在炉内进行冶炼的过程，LF炉精炼按照螺纹钢快速升温精炼方法进行，是将转炉冶炼后出钢的铁水进行精炼的步骤，连铸步骤是对LF炉精炼后的钢水进行连铸的过程。当然，螺纹钢的生产工艺在连铸至售卖之前还包括依次进行的定尺切割、入库、轧钢加热炉、轧钢加热炉、棒材轧机、控轧控冷、冷床、定尺剪切、收集打捆、称重以及挂牌入库等步骤，但这些步骤并未进行实质改进，因此此处不再赘述。

详细地，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：钢水进站，进站温度为1500-1530℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

详细地，在步骤S1中，钢水进站后，打开底吹系统，揭盖，开至处理位，压下炉盖，将氩气流量调至送电模式，即可开始送电作业。

S2：以第一功率送电，待弧流稳定后加入白云石；且整个送电过程每吨钢水消耗3.3-5.3kg的白云石；

详细地，钢水是从转炉冶炼步骤出钢的钢水，钢水进站的温度为1500-1530℃，意味着钢水从转炉冶炼步骤出钢的温度也大致为1500-1530℃。由于转炉冶炼步骤中铁水的温度很大程度决定了出钢温度，而废钢加入铁水后会降低整体温度，因而废钢的用量越多，则会导致转炉冶炼步骤出钢的温度越低。但废钢用量越多，则铁水用量少，使得铁钢比越低，成本越低。基于此，本发明的实施例在升温精炼过程中加入了白云石，白云石能分解出二氧化碳(CaMg(CO

同时，该方法加入的白云石分解形成的氧化镁还能对钢包渣线起到保护作用，大幅提高渣线使用寿命，减少了因渣线穿漏而产生的安全及设备损坏事故。

更详细地，步骤S2具体包括：

S21：在第一功率下送电第一预设时间，待弧流稳定后加入第一剂量的白云石；

S22：在第一功率下继续送电第二预设时间，待弧流稳定后加入第二剂量的白云石；

其中，第一预设时间小于或等于第二预设时间，第二预设时间小于或等于3min，第一剂量小于或等于第二剂量。

一方面，将白云石分批次加入有利于其充分反应，能充分利用其在高温作用下分解出CO2在渣中形成泡沫渣利于埋弧送电，以减少弧流对钢包渣线的辐射，提高钢包渣线寿命及送电效率。也能充分利用其在高温作用下，分解出MgO可以对钢包渣线起到保护作用，大幅提高渣线使用寿命。另一方面，由于第一剂量小于或者等于第二剂量，因而与之对应，第一预设时间也小于或等于第二预设时间，能进一步地提高升温速率，保证达到预设温度。

需要说明的是，在本发明的实施例中，第一预设时间为1-3min；同时第二预设时间也大致为1-3min。通过白云石的加入，使得第一预设时间和第二预设时间均相对较短，能快速提高升温速率。当然，在本发明的其他实施例中，还可以根据环境或其他影响因素调整时间，本发明的实施例不再赘述。

还需要说明的是，第二剂量和第一剂量的用量比为1-3:1。例如，当钢水进站总量为140-150t时，白云石在整个送电过程的总加入量为462-795kg，且第一剂量200-300kg，第二剂量为300-500kg。保证整个送电过程每吨钢水消耗3.3-5.3kg的白云石即可。将白云石的消耗量控制在此范围内，能节省成本，又能保证提速效果。

S3：以第二功率送电5-8min后停电；其中，第二功率大于第一功率。

在步骤S3中，加入白云石的过程以较低的第一功率送电，加完白云石后按照第二功率送电，第一功率相对第二功率低一些，第一功率相对交底，能稳定弧流，提高加入白云石过程的安全性，但第一功率的设置又能利于化渣，能保证化渣效果，以便于能在较高的第二功率下快速升温至1550-1580℃左右，从而能进一步地保证送电效率，以降低铁钢比。

需要说明的是，通常第一功率为额定功率的80％，第二功率为额定功率的100％。在其他实施例中，也可以通过调节档位以降低或提高功率，但也需要满足第一功率小于第二功率，以充分保证提速效果和质量。

还需要说明的是，在本发明的实施例中，为了实现上述功率，通常而言，以第一功率送电时的送电档位为7档或6档，弧压为350-362.5V，一般采用7档，弧压为350V，弧流为43110A；以第二功率送电时的送电档位为5档或4档，弧压为375-387.5V，一般采用5档，弧压为375V，弧流为43110A。

详细地，步骤S3具体包括：

S31：将功率从第一功率升至第二功率；

在步骤S31中，在加入白云石1-3min后再提升功率的原因在于，刚加入白云石后，需要通过稳定弧流来保证安全性。而第一功率相对第一功率较低，选择在第一功率下稳定1-3min，更利于安全的保证。

S32：在第二功率下继续送电5-8min，使温度升至1550-1580℃后停电。

在步骤S32中，在第二功率下能快速升温至所需温度，能有效地提升升温速率，能在短时间内迅速提高钢水温度，进而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，继而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本。

同时，在停电后，待送电6-10min后，可以按规定加钢筋切头进行降铁钢比工作。直至达到目标，成分温度合格，上铸机浇铸即可。另外，停电后，炉内渣样包括按照质量分数计的40-42％的SiO

下面结合具体实施例数据进行更详细地说明：

实施例1

本实施例提供了一种螺纹钢，其通过依次进行高炉熔铁、转炉冶炼、LF炉精炼以及连铸后得到，其中，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：采用130t的精炼炉，钢水进站，实际装入量为146t，进站温度为1515℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

S2：在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下送电2min，待弧流稳定后加入230kg的白云石；在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下继续送电2min，待弧流稳定后加入300kg的白云石；

S3：将功率从额定功率的80％升至额定功率的100％，并在弧压为375V，弧流为43110A的条件下继续送电7min后停电。

实施例2

本实施例提供了一种螺纹钢，其与实施例1的制备方法的区别在于，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：采用130t的精炼炉，钢水进站，实际装入量为148t，进站温度为1519℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

S2：在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下送电1.5min，待弧流稳定后加入260kg的白云石；在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下继续送电1min，待弧流稳定后加入330kg的白云石；

S3：将功率从额定功率的80％升至额定功率的100％，并在弧压为375V，弧流为43110A的条件下继续送电6min后停电。

实施例3

本实施例提供了一种螺纹钢，其与实施例1的制备方法的区别在于，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：采用130t的精炼炉，钢水进站，实际装入量为149t，进站温度为1516℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

S2：在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下送电3min，待弧流稳定后加入330kg的白云石；在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下继续送电1.5min，待弧流稳定后加入420kg的白云石；

S3：将功率从额定功率的80％升至额定功率的100％，并在弧压为375V，弧流为43110A的条件下继续送电8min后停电。

实施例4

本实施例提供了一种螺纹钢，其与实施例1的制备方法的区别在于，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：采用130t的精炼炉，钢水进站，实际装入量为140t，进站温度为1500℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

S2：在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下送电1.5min，待弧流稳定后加入200kg的白云石；在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下继续送电2.5min，待弧流稳定后加入350kg的白云石；

S3：将功率从额定功率的80％升至额定功率的100％，并在弧压为375V，弧流为43110A的条件下继续送电7min后停电。

实施例5

本实施例提供了一种螺纹钢，其与实施例1的制备方法的区别在于，螺纹钢快速升温精炼方法具体包括以下步骤：

S1：采用130t的精炼炉，钢水进站，实际装入量为150t，进站温度为1530℃，底吹氩气，并将氩气的流量调至送电模式开始送电；

S2：在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下送电1min，待弧流稳定后加入280kg的白云石；在额定功率的80％，弧压为350V，弧流为43110A的条件下继续送电2.5min，待弧流稳定后加入500kg的白云石；

S3：将功率从额定功率的80％升至额定功率的100％，并在弧压为375V，弧流为43110A的条件下继续送电6min后停电。

对比例1

对比例1提供了一种螺纹钢，其与实施例1提供的螺纹钢的精炼方法存在以下不同：

在精炼方法中，对比例1采用130t的LF精炼炉，实际装入量为143t，生产钢种HRB400。转炉氩站加钢筋切头6吨，钢水进站温度为1513℃。钢水进站座包后打开底吹氩至软吹。开至揭盖位揭盖，至处理位，压下炉盖；将氩气流量调至送电模式；开始送电，选择7档、曲线5进行供电，送电至3min后加入石灰500kg，继续送电，待弧流稳定后切换5档、曲线3继续供电快速提温，约10分钟后停电。

对比例2

对比例2提供了一种螺纹钢，其与实施例1提供的螺纹钢的精炼方法的不同之处在于，整个送电过程每吨所述钢水消耗2kg的所述白云石。

对比例3

对比例3提供了一种螺纹钢，其与实施例1提供的螺纹钢的精炼方法的不同之处在于，整个送电过程白云石为一次加入，并未分批次加入。

对比例4

对比例4提供了一种螺纹钢，其与实施例1提供的螺纹钢的精炼方法的不同之处在于，第一功率和第二功率相等，且均为额定功率的80％。

实验例1对本发明的实施例1-5，以及对比例1-4所提供的螺纹钢LF精炼结束后的温度进行测定，测定结果如表1所示。

表1.温度结果

根据表1中实施例1-5与对比例1-4的对比可知，采用本发明的实施例采用的精炼方法能在短时间内将温度提高至1550以上，从而以能满足加钢筋切头降铁钢比条件。同时，根据表1中实施例1-5与对比例1的对比可知，对比例1未采用本发明的实施例提供的白云石，因而其在送电结束后，还需要继续送电3min左右才能满足加钢筋切头降铁钢比条件。根据表1中实施例1-5与对比例2-4的对比可知，对比例2-4采用了本发明的实施例的精炼方法，参数选择未在本发明的实施例内，其相较于未采用白云石的对比例1而言能一定程度提高温度，但效果弱于本实施例1-5的效果。

实验例2

根据实验例1的测温，计算实施例1-5以及对比例1-4的升温速率。结果如表2所示。

表2.升温速率

根据表2中实施例1-5与对比例1-4的对比可知，采用本发明的实施例采用的精炼方法能有效地提高升温速率，因而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，继而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本。同时，根据表1中实施例1-5与对比例1的对比可知，对比例1未采用本发明的实施例提供的白云石，因而其在送电结束后，升温速率较低，还需要继续送电3min左右才能满足加钢筋切头降铁钢比条件，无法有效地降低铁钢比。根据表1中实施例1-5与对比例2-4的对比可知，对比例2-4采用了本发明的实施例的精炼方法，参数选择未在本发明的实施例内，其相较于未采用白云石的对比例1而言能一定程度提高升温速率，以降低铁钢比，但效果弱于本实施例1-5的效果。

实验例3

将对比例1采用石灰的方案与实施例1-5采用白云石的方案均用于制备1t的螺纹钢，其成本如表3所示。

表3.成本核算

根据表3显示的数据可知，本发明的实施例采用的方案能有效地降低生产成本。其根本原因在于，白云石价格115元/吨，而石灰价格540元/吨，差价为435元/吨，因而采用白云石能有效地降低生产成本。

实验例4

对本发明的实施例1-5，以及对比例1-4所提供的螺纹钢LF精炼结束后的渣样进行分析，分析结果如表4所示。

表4.渣样分析

根据表4中实施例1-5与对比例1-4的对比可知，采用本发明的实施例采用的精炼方法能有效地提高渣样中氧化镁的含量，平均可增加约4.58％，从而使渣中MgO可达到15％以上，从而能大幅提高渣线使用寿命，减少了因渣线穿漏而产生的安全及设备损坏事故。

综上所述，本发明的实施例提供了一种精炼升温速率高的螺纹钢快速升温精炼方法、螺纹钢生产方法和螺纹钢，其能在短时间内迅速提高钢水温度，从而使得钢水进站前的转炉冶炼步骤中出钢温度可相对低一些，进而使得转炉冶炼步骤中废钢的加入量可相对提高，进而能降低铁钢比，降低成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。