CN101935734B - 一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法，属于炼钢领域，主要涉及在转炉冶炼末期等样出钢过程中的造渣、炉渣改质，通过控制炉渣性质提高炉渣的固磷能力，防止回磷。在通常情况下，采用单渣法冶炼低磷钢，磷含量小于0.015％，回磷量在0.002～0.004％之间，采用新工艺后，单渣法冶炼低磷钢，磷含量小于0.015％，回磷量在0～0.002％之间。该工艺的优点是能够快速的改变炉渣性质，提高固磷能力，减少回磷量。

Description

一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法

技术领域：

本发明涉及一种转炉炼钢工艺，特别是一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法。

背景技术：

本发明是一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法，属于炼钢领域，主要涉及在转炉冶炼末期等样出钢过程中的造渣、炉渣改质。钢中磷是一种有害元素，磷的含量高会引起钢的“冷脆”，使高等价钢材低温塑性和冲击韧性降低，并使钢的焊接性能和冷弯性能变差；磷是降低钢的表面张力的元素，随着磷含量的增加，钢液的表面张力降低显著，从而降低了钢的抗裂性能；磷在连铸坯中偏析度很高，并且在铁固熔体中扩散速率很小，偏析很难消除，影响钢的质量。转炉冶炼末期等样出钢过程中，炉渣性质发生了改变，容易使钢液回磷，为冶炼高等级钢增加了难度。

转炉冶炼末期等样出钢过程中，钢水中C、Mn等还原性强的元素继续和钢渣内FeO反应，使钢渣氧化性降低，炉内终点渣固磷能力下降，产生回磷现象，增加了成品钢中磷含量。

根据文献定义的磷在渣、金间的分配系数，转炉炼钢末期炉内脱磷反应平衡方程为：

$\lg \frac{w\left(P\right)\%}{w\left[P\right]\%}=\frac{22350}{T}-24.0+71\mathrm{gw}\left(\mathrm{CaO}\right)\%+2.51\mathrm{gw}\left(\mathrm{FeO}\right)\%---\left(1\right)$

定义 $\mathrm{Cp}=\frac{w\left(P\right)\%}{w\left[P\right]\%}---\left(2\right)$

由公式(1)、(2)可知，提高转炉终点渣的固磷能力Cp，可控制出钢温度T、控制CaO和FeO含量。

A：钢液温度控制

通过公式(1)可知，降低出钢温度可以提高炉渣固磷能力，防止回磷。钢液出钢温度根据浇铸钢种液相线温度和要求的过热度、以及出钢和精炼过程、吊运过程温降来确定。出钢温度低，会降低出钢过程加入合金的吸收率，增加了精炼炉处理周期，不利于生产顺行，各钢厂均有严格的出钢温度控制范围。

B：钢渣碱度控制

通过公式(1)可知，增加CaO含量，提高碱度可以提高炉渣固磷能力，防止回磷。对国内某钢厂终渣成分进行多炉次检验，CaO含量在45％左右，碱度R控制在3.5～4.0之间，继续提高炉渣CaO含量会使炉渣流动性变差，降低炉渣固磷能力，增大回磷倾向。

C：钢渣氧化性控制

通过公式(1)可知，提高炉渣FeO含量，可以提高炉渣氧化性，防止回磷。

转炉终点等样出钢过程中，钢液内碳继续和渣中FeO反应，降低了炉渣氧化性，固磷能力变差。终点碳含量高的钢种尤为明显，冶炼盘条钢、轴承钢时终点碳可达0.40％以上，等样出钢过程中终渣FeO含量降低明显，多数炉次低于10％，影响了炉渣的固磷能力。

《北京科技大学学报：英文版》于2005年(第12卷第5期第394-399页，Effects of oxygen potential and flux compositionon dephosphorization and rephosphorization of molten  steel，Zhihong Tian，Junpu Jiang，Kaike Cai，Xinhua Wang)报道了通过提高炉渣氧活度可以抑制回磷；钢水氧活度小于10PPM时，回磷现象很严重。文中研究工作在实验室进行，没有涉及到工业大生产中稳定提高炉渣氧活度的方法。

《包头钢铁学院学报》2001年12月第20卷第4期第378-379页，挡渣技术在梅山炼钢厂的运用，唐洪乐、唐爱华等著)报道了采用挡渣帽和挡渣塞二次挡渣减小下渣量控制回磷的方法，回磷量可以控制在0.002～0.005％之间，渣的粘稠状况对控制效果影响很大，文中没有涉及炉渣粘稠度的控制措施。

钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，CN200610162127.9中报道了钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法：低磷出钢，在出钢时随钢流向钢包内加入脱磷熔剂，采用挡渣出钢，出钢后扒除钢包内的脱磷渣。专利中措施在出钢过程、钢包内进行，没有提及转炉冶炼终点等样出钢过程中转炉内回磷的问题。

国内外论文、专利中涉及回磷量控制的措施集中在通过控制下渣量减少回磷或出钢过程加入脱磷剂，炉外脱磷，转炉内对终渣改质，防止回磷的方法，目前尚无相关报道。

本发明的目的就是在转炉内提高了终渣FeO含量，增大了炉渣氧化性，使固磷能力增强，并且应用过程稳定，减少等样出钢过程中钢液回磷量。

发明内容：

本发明一种转炉出钢过程中减少回磷量的方法，转炉为容器，冶炼终点等样出钢过程中减少钢水回磷量，其特征为：

(1)转炉冶炼终点等样出钢过程中，加入含FeO的粉末，粉末粒度控制在1～10mm，其中粒度大于8mm部分不能超过20％，FeO的质量百分比组成为：Fe：55％～70％、O：25％～30％、Si≤0.05％、C≤0.10％、P≤0.3％、S≤0.3％、Pb≤0.1％、As≤0.07％；含FeO的粉末加入量为吨钢1～3Kg；

(2)等样出钢过程中，转炉底吹氩气流量为吨钢15～25NL³/min；

(3)含FeO粉末加入后，降低氧枪进行软吹操作，吹氧强度吨钢为150～250NM³/h，吹氧时间在20～50秒之间，软吹操作氧枪距钢液面高度为1.6～2.5m，炉渣泡沫化后迅速提枪止吹，炉渣FeO含量大于15.0％。

本发明的有益效果是：

1.可有效的大幅提高转炉渣的固磷能力，减少等样出钢过程中钢液回磷量；

2.等样出钢过程中实施，无需增加转炉冶炼周期。

具体实施方式：

实施例1：

国内某钢厂210吨转炉冶炼GCr15轴承钢，冶炼末期等样出钢时间为4.6分钟，终点碳含量为0.42％。等样期间加入含FeO粉末450Kg，底吹氩气流量为20NL³/min，顶部吹氧流量吨钢为150NM³/h，氧枪距钢液面高度为2.0米，软吹持续35S后炉渣泡沫化。本方法实施前钢液磷含量检测结果为0.009％(质量百分比，下同)，出钢完毕至钢包炉取样检测，磷含量为0.011％。

实施例2

国内某钢厂210吨转炉冶炼高强船板D36，冶炼末期等样出钢时间为5.2分钟，出钢碳含量为0.10％。等样其间加入含FeO粉末408Kg，底吹氩气流量为20NL³/min，顶部吹氧流量吨钢为200NM³/h，氧枪距钢液面高度为2.2米，软吹持续30S后炉渣泡沫化。本方法实施前钢液磷含量检测结果为0.008％，出钢完毕至钢包炉取样检测，磷含量为0.009％。

Claims (1)

1.一种转炉炼钢过程减少回磷量的方法，转炉为容器，冶炼终点等样出钢过程中减少钢水回磷量，其特征为：

(1)转炉冶炼终点等样出钢过程中，加入含FeO的粉末，粉末粒度控制在1～10mm，其中粒度大于8mm部分不能超过20％，含FeO的粉末质量百分比组成为：Fe：55％～70％、O：25％～30％、Si≤0.05％、C≤0.10％、P≤0.3％、S≤0.3％、Pb≤0.1％、As≤0.07％；含FeO的粉末加入量为吨钢1～3Kg；

(2)等样出钢过程中，转炉底吹氩气流量为吨钢15～25NL³/min；

(3)含FeO粉末加入后，降低氧枪进行软吹操作，吹氧强度吨钢为150～250NM³/h，吹氧时间在20～50秒之间，软吹操作氧枪距钢液面高度为1.6～2.5m，炉渣泡沫化后迅速提枪止吹，炉渣FeO含量大于15.0％。