CN104060020A

CN104060020A - 一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法

Info

Publication number: CN104060020A
Application number: CN201410103954.5A
Authority: CN
Inventors: 陈均; 曾建华; 卿家胜; 梁新腾; 杨森祥; 李胜; 张彦恒; 黄生权; 陈路
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2034-03-19
Also published as: CN104060020B

Abstract

本发明公开了一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，该方法包括在炼钢转炉中兑入半钢后向炉内加入2-8kg增硅剂/吨钢，然后加入30-90kg废钢/吨钢进行转炉吹炼，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入2-10kg锰矿/吨钢继续进行转炉吹炼，其中，吹氧过程中底吹氩强度为0.02-0.06m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.08-0.16m³/（min·吨钢）并搅拌1-5min，出钢得到钢水。本发明方法能快速形成初期渣脱磷，提高转炉废钢消耗量和转炉终点钢水锰含量，且得到的终点钢水的磷含量在0.006重量%以下，终渣全铁含量在20重量%以下。

Description

一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法。

背景技术

我国攀西地区具有独特的钒钛磁铁矿资源，高炉冶炼时采用钒钛磁铁矿，铁水中含有较高的钒（0.20%-0.40%），为了实现资源的综合利用，铁水中的钒要经转炉进行提钒操作，提钒后的半钢碳质量百分数（3.0%-3.8%）较一般铁水低，半钢中硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低，且转炉大量吃废钢非常困难。

在现有技术中已有半钢脱磷炼钢工艺的报道，如专利申请CN101696462A“一种半钢冶炼低磷钢的生产方法”通过采用单渣法冶炼并对冶炼过程中的造渣工艺进行优化，出钢过程严格控制下渣，出钢后控制钢包回磷量在0.002%以内。该方法能将转炉终点钢水磷含量控制在0.006%以内，通过后续控制回磷的措施，能生产出成品磷含量小于0.010％的低磷钢种。但是当入炉半钢磷含量偏高时，单渣法很难将终点磷控制在0.006%以内，且出钢过程下渣量很难控制，钢水回磷严重。

专利申请CN100577822“从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺”提供了一种从含钒铁水中提钒脱磷的方法以及利用该方法的炼钢工艺，即在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，吹炼后获得钒渣和低磷半钢，再将半钢兑入炼钢转炉进行炼钢。该方法需要在提钒转炉内对含钒铁水进行提钒和脱磷，提钒后的半钢还需重新兑入炼钢转炉进行炼钢，工序时间长，过程温降大。

现有技术中，尚没有关于半钢炼钢时既能提高转炉终点锰含量又能快速来渣脱磷的炼钢方法的报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法。

本发明的发明人在研究中意外发现，在半钢脱磷炼钢的过程中，通过在冶炼前期快速来渣（即在炼钢转炉中兑入半钢后先加入适量的增硅剂后加入适量的废钢），冶炼中期保持炉渣活跃（即在吹氧进度为30-70%时向炉内加入适量的锰矿），冶炼后期采用大气量搅拌还原渣（即在吹氧结束后钢水出钢前增加底吹氩操作并较吹氧过程而言提高底吹氩强度且在该提高的底吹氩强度下进行搅拌），能够达到提高转炉终点钢水锰含量和脱磷炼钢的目的，得到的终点钢水的锰含量为0.06-0.10重量%，终点钢水的磷含量为0.006重量%以下，终渣全铁含量为20重量%以下。

因此，为了实现上述目的，本发明提供了一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，该方法包括在炼钢转炉中兑入半钢后向炉内加入2-8kg增硅剂/吨钢，然后加入30-90kg废钢/吨钢进行转炉吹炼，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入2-10kg锰矿/吨钢继续进行转炉吹炼，其中，吹氧过程中底吹氩强度为0.02-0.06m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.08-0.16m³/（min·吨钢）并搅拌1-5min，出钢得到钢水。

本发明的提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，能够快速形成初期渣脱磷，提高转炉废钢消耗量（本发明中废钢消耗量为30-90kg废钢/吨钢，而现有技术为20-30kg废钢/吨钢）和转炉终点钢水锰含量（本发明中转炉终点钢水猛含量为0.06-0.10重量%，而现有技术为0.03-0.05重量%），且能够降低后续锰合金化时合金的消耗量，同时，本发明方法得到的终点钢水的磷含量在0.006重量%以下，终渣全铁含量在20重量%以下。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，该方法包括在炼钢转炉中兑入半钢后向炉内加入2-8kg增硅剂/吨钢，然后加入30-90kg废钢/吨钢进行转炉吹炼，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入2-10kg锰矿/吨钢继续进行转炉吹炼，其中，吹氧过程中底吹氩强度为0.02-0.06m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.08-0.16m³/（min·吨钢）并搅拌1-5min，出钢得到钢水。

本发明方法中，冶炼前期可以理解为吹氧进度为0-30%的阶段，冶炼中期可以理解为吹氧进度为30-70%的阶段，冶炼后期可以理解为吹氧进度为70%至钢水出钢前的阶段，吹氧过程可以理解为吹氧进度为0-100%的阶段。

本领域技术人员应该理解的是，转炉吹炼是指通过氧枪吹氧及其它操作达到钢水出钢要求的过程。吹氧进度是指冶炼一炉钢时当前吹氧量占该炉钢所需总吹氧量的比例。

本发明的发明人在研究中发现，在炼钢转炉中兑入半钢后加入适量增硅剂，然后加入适量废钢，能够快速形成初期渣脱磷，并能够降低终渣全铁含量。其中，将增硅剂（含硅和锰）加入炼钢转炉中后，硅、锰氧化时可为半钢冶炼提供热量，氧化后的产物有利于促进冶炼前期快速形成初期渣，且渣中的锰可在冶炼后期被还原进入钢水中。而将废钢加入炼钢转炉中后，废钢则能够控制炉内升温速率，延长低温脱磷时间。因此，本发明方法能够快速有效地形成初期渣脱膦，降低终点钢水的磷含量。为了更有效更快速地形成初期渣，并更有效地控制初期升温速率以促进脱磷，进一步降低终点钢水的磷含量和终渣全铁含量，优选情况下，在炼钢转炉兑入半钢后向炉内加入3-6kg增硅剂/吨钢，然后加入40-60kg废钢/吨钢进行转炉吹炼。

本发明方法中，先向炼钢转炉内加入增硅剂，然后再加入废钢。其中，增硅剂中含有30-50重量%的硅，10-20重量%的锰，10-30重量%的碳，10-15重量%的碳化硅，其余为铁和不可避免的杂质。不可避免的杂质为本领域技术人员所公知的杂质，例如包括磷和硫。其中，废钢是指在生产生活过程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁，如钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料（如切边、切头等）以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料，其含碳量一般小于1.0重量%，硫、磷含量均不大于0.03重量%。对于加入的废钢没有特别的限定，可以为本领域常用的各种废钢。例如废钢可以为连铸坯切头切尾和/或热轧废材。

本发明的发明人在研究中还发现，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入锰矿，能够防止炉渣返干，有效地保持冶炼中期炉渣活跃。为了更加有效地防止炉渣返干和保持冶炼中期炉渣活跃，且能够进一步提高终点钢水的锰含量并降低终点钢水的磷含量，优选情况下，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入3-5kg锰矿/吨钢。

本发明方法中，对于锰矿没有特别的限定，可以为本领域常用的各种锰矿。优选情况下，以锰矿的总重量为基准，锰矿中含有20-35重量%的铁的氧化物，15-25重量%的Mn，5-10重量%的Al₂O₃，5-15重量%的SiO₂和5-10重量%的MgO，其余为杂质。其中，铁的氧化物可以为三氧化二铁、四氧化三铁和氧化亚铁，对于三氧化二铁、四氧化三铁和氧化亚铁的重量比没有特别的限定，只要能够满足锰矿中铁的氧化物的量为20-35重量%即可。锰矿中的杂质为本领域技术人员所公知，例如包括CaO、P、S等杂质。

本发明的发明人在研究中还进一步发现，在冶炼后期采用大气量搅拌能够提高终点钢水的锰含量和降低终点钢水的磷含量，并能够降低终渣全铁含量。为了进一步提高终点钢水的锰含量和降低终点钢水的磷含量，并进一步降低终渣全铁含量，优选情况下，吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.1-0.15m³/（min·吨钢）并搅拌1-3min，出钢得到钢水。进一步优选地，吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.02-0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04-0.06m³/（min·吨钢）。更进一步优选地，吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.03-0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04-0.05m³/（min·吨钢）。

实施例

以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。

以下实施例和对比例中，钢水磷含量通过对钢水进行取样用原子吸收光谱仪（购自西化仪（北京）科技有限公司，型号：TNZ1-S）分析测得；钢水锰含量通过原子吸收光谱仪（购自西化仪（北京）科技有限公司，型号：TNZ1-S）分析测得；终渣全铁含量通过取样后按标准YB/T148-1998测定。

锰矿购自攀钢集团有限公司（锰矿中含有35重量%的铁的氧化物，25重量%的Mn，10重量%的Al₂O₃，15重量%的SiO₂和10重量%的MgO，其余5重量%主要为CaO、P、S等杂质）。

增硅剂购自攀钢集团有限公司，牌号为FX-1。

连铸坯切头切尾为攀钢集团有限公司在铸坯生产过程中产生的连铸坯切头切尾。

实施例1

本实施例用于说明本发明的提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法。

采用半钢冶炼，在半钢兑入炼钢转炉后，加入3kg增硅剂/吨钢，然后加入40kg连铸坯切头切尾/吨钢并下枪吹炼，在吹氧进度为30%时向炉内加入3kg锰矿/吨钢并继续进行转炉吹炼。吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.03m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.05m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.13m³/（min·吨钢），并在该底吹氩强度下搅拌2min后出钢，得到的终点钢水磷含量为0.005重量%，锰含量为0.08重量%，终渣全铁含量为17.3重量%。

实施例2

采用半钢冶炼，在半钢兑入炼钢转炉后，加入5kg增硅剂/吨钢，然后加入50kg连铸坯切头切尾/吨钢并下枪吹炼，在吹氧进度为50%时向炉内加入4kg锰矿/吨钢并继续进行转炉吹炼。吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.02m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.1m³/（min·吨钢），并在该底吹氩强度下搅拌3min后出钢，得到的终点钢水磷含量为0.005重量%，锰含量为0.09重量%，终渣全铁含量为17.6重量%。

实施例3

采用半钢冶炼，在半钢兑入炼钢转炉后，加入6kg增硅剂/吨钢，然后加入60kg连铸坯切头切尾/吨钢并下枪吹炼，在吹氧进度为70%时向炉内加入5kg锰矿/吨钢并继续进行转炉吹炼。吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.06m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.15m³/（min·吨钢），并在该底吹氩强度下搅拌1min后出钢，得到的终点钢水磷含量为0.005重量%，锰含量为0.09重量%，终渣全铁含量为17.9重量%。

实施例4

按照实施例1的方法，不同的是，在半钢兑入炼钢转炉后，加入2kg增硅剂/吨钢，然后加入30kg连铸坯切头切尾/吨钢。得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.08重量%，终渣全铁含量为18.1重量%。

实施例5

按照实施例1的方法，不同的是，在半钢兑入炼钢转炉后，加入8kg增硅剂/吨钢，然后加入90kg连铸坯切头切尾/吨钢。得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.08重量%，终渣全铁含量为18.2重量%。

实施例6

按照实施例1的方法，不同的是，在吹氧进度为30%时向炉内加入2kg锰矿/吨钢。得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.06重量%，终渣全铁含量为17.3重量%。

实施例7

按照实施例1的方法，不同的是，在吹氧进度为30%时向炉内加入10kg锰矿/吨钢。得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.08重量%，终渣全铁含量为17.3重量%。

实施例8

按照实施例1的方法，不同的是，吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.08m³/（min·吨钢）。得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.07重量%，终渣全铁含量为17.5重量%。

实施例9

按照实施例1的方法，不同的是，吹氧过程中底吹氩强度为0.02m³/（min·吨钢），得到的终点钢水磷含量为0.006重量%，锰含量为0.06重量%，终渣全铁含量为18.2重量%。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，在半钢兑入炼钢转炉后，不加入增硅剂只加入40kg连铸坯切头切尾/吨钢。得到的终点钢水磷含量为0.008重量%，锰含量为0.08重量%，终渣全铁含量为21.8重量%。

对比例2

按照实施例1的方法，不同的是，在吹氧进度为30%时并不向炉内加入锰矿。得到的终点钢水磷含量为0.010重量%，锰含量为0.03重量%，终渣全铁含量为17.3重量%。

对比例3

按照实施例1的方法，不同的是，吹氧结束后，并不进行底吹氩操作也不继续搅拌，而是直接出钢。得到的终点钢水磷含量为0.008重量%，锰含量为0.04重量%，终渣全铁含量为20.9重量%。

对比例4

按照实施例1的方法，不同的是，吹氧过程中底吹氩强度为0.01m³/（min·吨钢）。得到的终点钢水磷含量为0.009重量%，锰含量为0.05重量%，终渣全铁含量为20.6重量%。

将实施例1分别与对比例1-4进行比较可知，本发明的提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，能够快速形成初期渣脱磷，提高转炉废钢消耗量和转炉终点钢水锰含量（终点钢水锰含量为0.06-0.10重量%），且能够降低后续锰合金化时合金的消耗量，同时，本发明方法得到的终点钢水的磷含量在0.006重量%以下，终渣全铁含量在20重量%以下。

将实施例1分别与实施例4-5比较可知，在炼钢转炉兑入半钢后向炉内加入3-6kg增硅剂/吨钢，然后加入40-60kg废钢/吨钢进行转炉吹炼，能够进一步降低终点钢水的磷含量，并能够进一步降低终渣全铁含量。

将实施例1分别与实施例6和实施例7比较可知，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入3-5kg锰矿/吨钢，能够进一步提高终点钢水的锰含量和降低终点钢水的磷含量，在3-5kg锰矿/吨钢的基础上进一步增大加入的锰矿的量，终点钢水的锰含量反而不会随之增加。

将实施例1与实施例8比较可知，吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.1-0.15m³/（min·吨钢），能够进一步提高终点钢水的锰含量和降低终点钢水的磷含量，并能够进一步降低终渣全铁含量。

将实施例1与实施例9比较可知，吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.02-0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04-0.06m³/（min·吨钢），能够进一步提高终点钢水的锰含量和降低终点钢水的磷含量，并能够进一步降低终渣全铁含量。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种提高转炉终点钢水锰含量的脱磷炼钢方法，其特征在于，所述方法包括在炼钢转炉中兑入半钢后向炉内加入2-8kg增硅剂/吨钢，然后加入30-90kg废钢/吨钢进行转炉吹炼，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入2-10kg锰矿/吨钢继续进行转炉吹炼，其中，吹氧过程中底吹氩强度为0.02-0.06m³/（min·吨钢），吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.08-0.16m³/（min·吨钢）并搅拌1-5min，出钢得到钢水。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在炼钢转炉兑入半钢后向炉内加入3-6kg增硅剂/吨钢，然后加入40-60kg废钢/吨钢进行转炉吹炼。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述增硅剂中含有30-50重量%的硅，10-20重量%的锰，10-30重量%的碳和10-15重量%的碳化硅。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在吹氧进度为30-70%时向炉内加入3-5kg锰矿/吨钢。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述锰矿的总重量为基准，锰矿中含有20-35重量%的铁的氧化物，15-25重量%的Mn，5-10重量%的Al₂O₃，5-15重量%的SiO₂和5-10重量%的MgO，其余为杂质。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述废钢为连铸坯切头切尾和/或热轧废材。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，吹氧结束后将底吹氩强度提高至0.1-0.15m³/（min·吨钢）并搅拌1-3min，出钢得到钢水。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.02-0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04-0.06m³/（min·吨钢）。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，吹氧过程中，在吹氧进度为0-70%时底吹氩强度为0.03-0.04m³/（min·吨钢），在吹氧进度为70-100%时底吹氩强度为0.04-0.05m³/（min·吨钢）。