CN100354433C - 转炉冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为转炉冶炼方法，其核心是采用中磷铁水在高保碳的条件下实行单渣法深脱磷的冶炼工艺，包括在铁水中加入废钢后供氧、吹炼、加脱磷剂造渣、拉碳、终点控制等工序。加脱磷剂造渣工序的溶池温度为1500-1570℃，分批加入脱磷剂，每吨铁水加入脱磷剂量2.5-10kg，每批加入量为1.25kg/t，间隔时间为1-2分钟；拉碳工艺的温度为1560-1640℃，拉碳后快速倒炉除去50%以上的炉渣；终点控制工序的温度为1640-1680℃。
Description
技术领域：
本发明涉及转炉的供氧、吹炼、造渣、终点控制等工艺技术，是一种在无先进的炉外精炼设备、无铁水预脱磷条件下采用中磷铁水冶炼高品质钢种的转炉冶炼方法。
背景技术：
随着用户对高级别钢特别是低磷钢的需求大大增加，如高级别管线钢、油井管钢等，这些高品质产品对钢中磷的质量分数有很高的要求，常规转炉冶炼工艺技术难以实现。为此，国内外相继实施了铁水预脱磷、转炉双渣法、转炉双联法、转炉出钢后炉外脱磷等工艺技术，上述脱磷技术虽然可以达到深脱磷的目的，但均存在不足之处，尤其难以达到转炉最佳的冶金效果。目前铁水脱磷可分为两类，一种是在铁水包或鱼雷车中进行脱磷，该类技术由于在铁水预处理工艺中大量的硅被脱除，限制了转炉中废钢的加入量，增加扒渣铁损、耐材消耗和设备投资。另一种是在转炉内进行铁水脱磷，当今转炉脱磷有三种方式，一是应用最为广泛的单渣法脱磷技术，一般只能生产含磷量较高的普通钢种，因其脱磷效率较低而不能生产低磷或超低磷钢种，特别是高品质的低磷或超低磷中碳钢；二是转炉双渣法脱磷技术，可生产高品质的低磷钢，与此类同的是日本新日铁开发的“同在一座转炉中先实施铁水脱磷，再进行连续脱硅、脱碳处理，中间插入排渣工序的精炼新工艺”(CN94192953.1、JP7179921)，但该技术因转炉冶炼时间长而难以实现与连铸工序的最佳匹配，导致铁损、造渣材料等增加，且限制生产效率发挥，又因该技术限制终点碳的进一步提高，所以其生产高品质的低磷钢的前提是必须配备先进的炉外精炼装备；三是日本开发的、国内宝钢正在研发的仅用于低、超低磷和洁净钢冶炼的铁水“三脱”技术，国内外已研发的双转炉(脱磷转炉和脱碳转炉)工艺技术与此类同，典型代表是转炉双联法冶炼工艺(如专利文献JP1024517、JP11193413、JP11193414)，采用铁水预处理工艺使进入转炉的铁水磷含量降到0.01％，再经转炉吹炼可生产出磷含量小于0.005％的钢水，同样存在增加扒渣铁损、耐材消耗、设备投资等不足。
发明的内容：
本发明的目的是提供一种以中磷铁水为原料，用单渣法脱磷生产高品质低磷钢的转炉冶炼方法。
本发明是这样实现的：
本发明转炉冶炼方法，包括在铁水中加入废钢后全程供氧，吹炼，并依次经加脱磷剂造渣，拉碳，终点控制工序，加脱磷剂造渣工序的溶池温度为1500-1570℃，分批加入脱磷剂，每吨铁水加入脱磷剂量2.5-10kg，每批加入量为1.25Kg/t，间隔时间为1-2分钟，拉碳工序的温度为1560--1640℃，拉碳后快速倒炉除去50％以上的炉渣，终点控制工序的温度为1640-1680℃。
供氧工序当要求转炉钢水终点[P]≤0.008％时，氧气压力为0.75-0.80MPa，供氧强度为3.0～3.2m3/t·min，当要求钢水终点[P]＞0.008％时，氧气压力为0.84-1.00MPa，供氧强度为3.3～3.6m3/t·min。
吹炼工序为一拉一补或终点一次命中，当要求转炉钢水终点[P]≤0.008％时，实行一拉一补吹炼方法；当钢水终点[P]＞0.008％时，实行终点一次命中方法；造渣工序采用单渣法，初渣中FeO为10-13％，终渣中FeO为10-15％。
拉碳工序钢水[C]为0.10-0.18％，温度为1560-1640℃。
终点控制工序钢水[C]为0.06-0.10％，[P]≤0.008％，温度为1640-1680℃。
本发明与现有的以中磷铁水为原料，以单渣法脱磷的转炉冶炼工艺技术相比，有以下效果和优势：
1.深脱磷是在高保碳条件下采用单渣法、少渣量且渣中(FeO)和TFe控制较低的条件下实现的，本发明设计的供氧、吹炼、造渣、拉碳、终点控制工艺参数，使转炉钢水终点[C]≥0.06％，终点[P]≤0.008％，渣中(FeO)10～15％，渣中TFe≤18％，总渣量≤60kg/t。
A.提高钢的质量：因为转炉钢水终点[C]控制较高、[O]较低，所以钢中转炉吹炼和脱氧合金化所产生的非金属夹杂物较低，出钢过程钢水氮氢吸气量低。实践证明，转炉在高保碳条件下，出钢过程吸氮量和吸氢量与不保碳(终点碳≤0.03％)相比分别降低30％和10％，转炉出钢脱氧合金化后其[N]为18～25ppm、[H]为1.5～2.5ppm。
B.降低消耗：因为转炉钢水终点[C]控制较高、[O]较低，所以有利于降低钢铁料、氧气、增碳剂、脱氧剂和铁合金等消耗。渣中TFe与不保碳(终点碳≤0.03％)相比降低3～5％。
2.根据钢种终点磷控制要求采用供氧参数的设计、拉碳条件的设计、球型脱磷剂的使用设计，一方面减少了操作中采用频繁调节氧枪枪位化渣的难度；另一方面使转炉冶炼过程更易控制，提高初渣的化透率和脱磷效率，初渣脱磷率提高到90％以上，炉渣平均脱磷率达到95％以上。
具体实施方式：
实施例1：
某厂80吨转炉采用该技术生产52炉高级别管线管X65钢(用于海底石油输送)
1.无缝管钢生产工艺流程
1300t混铁炉→脱硫、扒渣→80t转炉→LF钢包精炼炉→连铸机
2.80t转炉设备主要参数
表1 80t顶底复吹转炉设备主要参数
| 项目 | 参数 | 项目 | 参数 |
| 炉子全高H | 7470mm | 炉壳外径D | 5420mm |
| 炉口直径d0 | 2200mm | 高径比H/D | 1.38 |
| 熔池深度h1 | ～1100mm | 熔池直径(砌筑内径)d1 | 2200mm |
| 氧气工作压力 | 0.65～1.2MPa | 炉容比(V/T) | ～0.76 |
| 供氧强度 | ～3.8m3/t·min | 氧气最大瞬时流量 | 17000Nm3/h |
3.主要原辅料技术条件
3.1铁水
表2 高炉铁水主要化学成分(％)及温度条件
| 元素 | C％ | Si％ | P％ | S％ | 铁水温度℃ | ||
| 脱前 | 脱后 | 脱前 | 脱后 | ||||
| 含量 | 3.87 | ～0.35 | 0.149 | 0.047 | 0.017 | 1277 | 1266 |
表3 生铁的化学成分，％
| Si | Mn | P | C | S | Cu | As |
| 0.95 | 0.73 | 0.181 | 4.08 | 0.047 | 0.115 | 0.037 |
3.3活性石灰
表4 活性石灰的理化指标
| 化学成分，％ | 物理性能 | |||||||
| CaO | MgO | SiO2 | P | S | 生过烧率，％ | H2O，％ | 粒度，mm | 活性度mol/ml |
| ≥85 | ≤5 | ≤2.5 | ≤0.020 | ≤0.100 | ≤12 | ≤0.5 | 5～40 | ≥280 |
3.4球型脱磷剂
表5 脱磷剂主要化学成分
| 成分 | ∑(FeO+Fe2O3) | CaO | MgO | BaO | SiO2 | Al2O3 | P | S | H2O |
| 含量，％ | ≥37％ | ≥20％ | ≤5％ | 6～12％ | ≤8％ | ≤8％ | ≤0.08％ | ≤0.08％ | ≤0.5％ |
块度：30～45mm
4.转炉工艺技术
4.1装料
表6 按炉装料量
| 铁水，t | 废钢，t | 生铁，t | 总装量，t |
| 71.4 | 9.96 | 6.64 | 88 |
4.2供氧
工作氧压：0.75～0.80Mpa，氧气流量：14500～15000m3/h。
4.3吹炼
吹炼方法：一拉一补或终点一次命中，其中终点一次命中率为29％，拉补法比例为71％。
4.4造渣
表7 按炉造渣材料用量
| 活性石灰，t | 白云石，t | 球型脱磷剂，t | 总渣量，t |
| 3.76 | 0.8 | 0.2 | 4.76 |
4.5拉碳条件和终点控制要求
拉碳条件：[C]0.10～0.18％，温度1570～1630℃。
终点控制要求：[C]0.06～0.10％，[P]≤0.008％，温度1640～1680℃。
4.6转炉炉渣性能的控制要求
表8 转炉炉渣性能的控制要求
| 项目 | 碱度 | FeO | MgO |
| 初渣 | 2.5～3.5 | 10～13％ | 6～8％ |
| 终渣 | 3.0～4.5 | 10～15％ | 6～12％ |
5.实施效果
5.1主要技术经济指标
表9 转炉冶炼主要技术经济指标
| 钢铁料消耗kg/t | 转炉吹损率％ | 氧耗m3/t | 石灰消耗kg/t | 冶炼周期min |
| 1110.27 | 9.93％ | 58.89 | 47.44 | 38 |
5.2转炉冶炼过程和终点控制效果
表10 转炉冶炼主要参数及效果
| 拉碳成份(％)温度(℃) | 终点成份(％)温度(℃) | 初渣脱磷率，％ | 终渣脱磷率，％ | 最低终点[P]％ | ||||||||
| C | Mn | P | S | 温度 | C | Mn | P | S | 温度 | |||
| 0.11 | 0.08 | 0.009 | 0.020 | 1628 | 0.06 | 0.05 | 0.007 | 0.014 | 1643 | 93.8 | 95.20 | 0.004 |
5.3转炉冶炼终渣性能
表11 转炉终渣样主要成分和碱度
| FeO | SiO2 | CaO | MgO | 碱度R |
| 11.905 | 10.8 | 45.985 | 10.885 | 4.26 |
Claims (3)
1、转炉冶炼方法，包括在铁水中加入废钢后全程供氧、吹炼，并依次经加脱磷剂造渣、拉碳、终点控制工序，其特征在于加脱磷剂造渣工序的熔池温度为1500-1570℃，分批加入脱磷剂，每吨铁水加入脱磷剂量2.5-10kg，每批加入量为1.25Kg/t，间隔时间为1-2分钟；拉碳工序的温度为1560-1640℃，拉碳后快速倒炉除去50％以上的炉渣；终点控制工序的温度为1640-1680℃，造渣工序采用单渣法，初渣中FeO为10-13％，终渣中FeO为10-15％，拉碳工序钢水中C为0.10-0.18％，终点控制工序中C为0.06-0.10％。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于供氧工序当要求转炉钢水终点[P]≤0.008％时，氧气压力为0.75-0.80MPa，供氧强度为3.0～3.2m3/t·min；当要求钢水终点[P]＞0.008％时，氧气压力为0.84-1.00MPa，供氧强度为3.3~3.6m3/t·min。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于吹炼工序为一拉一补或终点一次命中，当要求转炉钢水终点[P]≤0.008％时，实行一拉一补吹炼方法；当钢水终点[P]＞0.008％时，实行终点一次命中方法；造渣工序采用单渣法，初渣中FeO为10-13％，终渣中FeO为10-15％。
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Assignee: Pangang Group Chengdu steel vanadium Co., Ltd. Assignor: Pangang Group Chengdu Iron & Steel Co., Ltd Contract fulfillment period: 2009.11.24 to 2015.11.24 contract change Contract record no.: 2009510000174 Denomination of invention: Top-bottom reblowing-converter smelting method for austenite stainless steel Granted publication date: 20071212 License type: Exclusive license Record date: 20091130 |
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Owner name: PANGANG GROUP STEEL VANADIUM + TITANIUM CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: PANGANG GROUP CHENGDU IRON + STEEL CO., LTD Effective date: 20101018 Owner name: PANGANG GROUP CHENGDU STEEL + VANADIUM CO., LTD. |
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Granted publication date: 20071212 Termination date: 20160221 |
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