CN100335659C - 一种含磷钢的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含磷钢的冶炼方法，转炉采用快速升温去碳保磷、造高磷渣冶炼操作，在转炉开吹初期，氧枪枪位在0.0～1.0米之间，二元碱度为1.0～2.5，供氧强度在2.8～5.0m3/t.min，同时向转炉内加入0.5～45.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿，在吹炼后期向转炉钢液中加入1.0～30.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿；待电炉中的废钢熔化并与铁液融为钢液后，向电炉内加入造渣料，二元碱度1.0～2.5，并以1.5～4.5m3/t.min向钢液中供氧，在钢液脱碳过程中向钢液中加入0.5～40.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿，在冶炼后期向钢液中加入0.5～30.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿。这种冶炼方法使铁水中的大部份磷进入钢液对钢液进行磷合金化。

Description

一种含磷钢的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种合金钢的冶炼方法，尤其涉及一种应用于含磷钢的冶炼方法，归属于C21C5/56类(Int.cl4)。
背景技术
含磷钢是指含有磷元素的特殊钢，如耐候钢，而耐候钢主要分为焊接结构用耐候钢及高耐候结构钢，这两种耐候钢均含有磷(P)元素，一般采用转炉或电炉冶炼。按转炉或电炉常规冶炼方法，在冶炼前期除钢水中的碳[C]去除的同时，还会将钢水中的磷[P]去除，钢水的终点成分碳[C]、硅[Si]、锰[Mn]、磷[P]、硫[S]等都控制在较低含量，其后再采用加磷合金对钢水进行磷合金化；问题在于：采用加磷合金对钢水进行磷合金化，磷的回收率低，冶金工艺流程长，对环境污染大，没有充分利用铁水中的磷[P]资源，将铁水中的大部分磷[P]在转炉吹炼或电炉冶炼过程中去除，然后再加磷合金对钢水进行磷合金化，既延长了冶炼时间，又浪费了资源，增加了冶炼成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充分利用铁水中的磷元素，减少或不使用磷合金对钢水进行磷合金化、缩短冶炼时间、降低炼钢生产成本、减轻工人劳动强度的合磷钢(耐候钢)的冶炼方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：采用转炉冶炼或电炉冶炼。
①在转炉冶炼合磷钢时，采用快速升温去碳保磷、低碱度造高磷渣冶炼操作。在转炉开吹初期，采用低枪位(即氧枪枪位控制在钢液面高度0.0-1.0米之间)、低碱度R(CaO/SiO2二元碱度)控制在1.0-2.5之间、强供氧吹炼(供氧强度控制在2.8-5.0m3/t·min)，使铁水中的碳[C]、硅[Si]、锰[Mn]快速氧化升温，同时从高位料仓向转炉炉内加入磷铁矿或磷矿0.5-45.0kg/吨钢以抑制铁水中磷氧化，在吹转后期，从高位料仓向转炉内加入1.0-30.0kg/吨钢磷铁矿或磷矿，以保证出炉钢水中的磷含量满足所炼钢种要求，炉渣碱度控制在3.0～4.0之间。
②电炉冶炼含磷钢时，用常规冶炼方法将电炉中的废钢加热、熔化，在冶炼初期，当废钢熔化后向钢液中供氧，其供氧强度控制在1.5-4.5m3/t·min，向电炉内加入造渣料，使炉渣二元碱度R(CaO/SiO2)控制在1.0-2.5之间，在钢液脱碳过程中向电炉中加入0.5-40.0kg/kg吨钢的磷矿或磷铁矿，抑制钢水中的磷元素被氧化，在冶炼后期，向钢液中加入0.5-30.0kg/吨钢磷铁矿或磷矿，以保证出钢时钢液中的磷含量，炉渣碱度控制在2.5-4.0之间。
采用如上技术方案提供的一种合磷钢的冶炼方法与现有技术用磷合金对钢水进行磷合金化相比，其有益效果在于：
①在转炉采用快速升温去碳、保磷方法冶炼含磷钢，缩短冶炼时间5-10％，而且可充分利用铁水中磷元素进入钢液对钢液进行磷合金化；
②可充分利用现有的丰富而廉价的磷矿或磷铁矿资源冶炼含磷钢种，不需使用磷合金，可节约生产成本。
③减轻环境污染，有效利用废弃资源，有利于可持续发展。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
本发明所述的一种含磷钢的冶炼方法采用转炉冶炼或电炉冶炼。
1、转炉冶炼：可在氧气顶吹转炉或顶底复合吹炼转炉上冶炼含磷钢。
①将高炉铁水兑入转炉内，同时加入废钢，采用快速升温去碳保磷、造高磷渣冶炼方法：在转炉开吹初期，氧枪枪位控制在距熔池液面0.0-1.0米向转炉内铁水供氧气，并向转炉内加入造渣料，控制转炉炉渣二元碱度在较低水平，即二元碱度(R＝CaO/SiO2)为1.0-2.5。
②为使铁水中的碳[C]、硅[Si]、[锰]快速氧化快速升温，对炉内铁水进行强供氧吹炼，供氧强度控制在2.8-5.0m3/t·min。
③为抑制铁水中磷被氧化，在强供氧吹炼期间从高位料仓向转炉炉内加入0.5～45.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿。
④在吹炼后期，根据所炼含磷钢的磷含量和磷铁矿或磷矿中的磷含量，从高位料仓向转炉内加入1.0～30.0kg/吨钢磷铁矿或磷矿，保证出钢时钢水中的磷含量，同时对钢水起磷合金化作用，炉渣碱度控制在3.0-4.0之间。
⑤出钢过程中根据钢水终点磷含量和所炼含磷钢的磷含量确定是否需补加磷铁合金。
2、电炉冶炼
将废钢和铁水加入到电炉中，供电将废钢加热、熔化，同时向电炉内吹氧助熔，使废钢与铁水融为钢液。
在冶炼初期，向钢液中供氧，以加速废钢熔化和去除电炉熔池中钢液内的碳、硅、锰等，供氧强度控制在1.5～4.5m3/t.min，同时向电炉内加入造渣料，炉渣二元碱度(R＝CaO/SiO2)为1.0～2.5，以使熔池快速升温；在钢液脱碳过程中向钢液中加入0.5～40.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿，以抑制电炉内钢液中的磷[P]氧化，在冶炼后期，即造泡沫渣时，根据所炼钢种中磷含量和磷矿或磷铁矿中磷含量，向钢液中加入0.5～30.0kg/吨铜磷铁矿或磷矿，保证出钢时钢液中的磷含量，炉渣碱度控制在2.5-4.0之间。
实施例1
转炉冶炼：
60t转炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在开吹初期，氧枪枪位控制在0.2米，加入造渣料，转炉初渣碱度R＝1.2，供氧强度为3.3m3/t.min，同时向转炉炉内加入5kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿，在吹炼后期向转炉钢液内加入28.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿，出钢时钢水终点磷达0.10％，因此钢水合金化时不需添加磷铁或其它合磷合金，降低成本6元/吨钢。
电炉冶炼：
30t电炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在冶炼初期，向电炉炉内供氧加速废钢熔化，并去除钢液中的碳、硅、锰等，其供氧强度为2.0m3/t.min，加入造渣料，控制炉渣碱度为R＝2.0，在脱碳过程中向钢液中加入35kg/吨钢的磷矿或磷铁矿，以使熔池快速升温并抑制钢液中的磷氧化，在冶炼后期即造泡沫渣时，向钢液中加入3.0kg//吨钢的磷矿或磷铁矿，出钢时钢水终点磷含量为0.11％，钢水合金化时不需添加磷铁或其它含磷合金，成本降低5元/吨钢。
实施例2
转炉冶炼：
50t转炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在开吹初期，氧枪枪位控制0.6米，加入造渣料，转炉初渣碱度R控制在2.4，供氧强度为4.8m3/t.min，同时向转炉内加入40.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿，在吹炼后期向转炉钢液内加入2.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿，出钢时钢水中磷含量为0.11％，钢水合金化时不需添加磷铁或其它含磷合金，成本降低4.5元/吨钢。
电炉冶炼：
100t电炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在冶炼初期，向电炉炉内供氧，加速废钢熔化。待废钢熔化成钢水后再向电炉钢水中供氧，去除钢液中碳等杂质，其供氧强度为4.0m3/t.min，加入造渣料使炉渣碱度R＝1.5，在脱碳过程中向钢液中加入3.0kg/吨钢磷矿或磷铁矿，在冶炼后期向钢液中加入28.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿，出钢时钢液终点磷含量为0.07％，只需补加少量的磷铁或含磷合金，成本降低3元/吨钢。
实施例3：
转炉冶炼：
100t转炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在开吹初期，氧枪枪位控制在1.0米，加入造渣料，转炉初渣碱度R＝2.0，供氧强度为4.0m3/t.min，同时向转炉内加入20.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿，在吹炼后期向转炉钢液内加入10.0kg/吨钢的含磷铁矿或含磷矿，出钢时钢液中磷含量为0.09％，不需添加磷铁或含磷合金，成本降低5.5元/吨钢。
电炉冶炼：
90t电炉冶炼含磷0.07～0.15％的耐候钢，在冶炼初期向电炉炉内供氧，加速废钢熔化，待废钢熔化成钢液后再向电炉钢液中供氧以去除碳等杂质元素，其供氧强度为3.0m3/t.min，加入造渣料使炉渣碱度R＝1.0，在脱碳过程中向钢液中加入20kg/吨钢磷矿或磷铁矿，在冶炼后期向钢液中加入15.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿，出钢时钢液中磷含量为0.10％，不需添加磷铁或含磷合金，成本降低5.0元/吨钢。

Claims (1)

1、一种含磷钢的冶炼方法，将高炉铁水兑入转炉内，同时加入废钢，其特征在于：在转炉开吹初期，氧枪枪位控制在距熔池液面0.0-1.0米向转炉内铁水供氧气，并向转炉内加入造渣料，控制转炉初渣二元碱度为1.0-2.5，供氧强度控制在2.8-5.0m3/t·min，向转炉炉内加入0.5-45.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿；在吹炼后期，向转炉内加入1.0-30.0kg/吨钢磷铁矿或磷矿，炉渣二元碱度控制在3.0-4.0之间。
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