CN104195290A

CN104195290A - 钢水脱磷剂及其钢水脱磷精炼方法

Info

Publication number: CN104195290A
Application number: CN201410467933.1A
Authority: CN
Inventors: 梁新腾; 曾建华; 李扬洲; 龚洪君; 杨森祥; 杜利华; 喻林; 陈均; 何为; 陈路
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2014-09-15
Filing date: 2014-09-15
Publication date: 2014-12-10

Abstract

本发明提供了一种钢水脱磷剂及其钢水脱磷精炼方法。所述钢水脱磷方法包括顺序进行的以下步骤：在转炉吹炼终点，保证钢水终点氧活度≥500ppm，并在转炉出钢过程中随钢流加入脱磷剂5～8kg/t钢，其中，脱磷剂按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份；对钢水进行LF钢包精炼，电加热熔化炉渣，同时以流量为80～150Nm³/h氩气对钢水进行底吹搅拌，以给予钢水和脱磷渣足够的动力学反应空间，随后进行扒渣。本发明的有益效果包括：能够对转炉冶炼脱磷后的钢水进行脱磷处理，从而有效的避免的转炉冶炼后钢水的回磷现象，而且脱磷效果良好。

Description

钢水脱磷剂及其钢水脱磷精炼方法

技术领域

本发明涉及钢水脱磷技术领域，具体来讲，涉及一种用于对转炉出钢钢水进行脱磷的钢水脱磷剂，以及一种使用该钢水脱磷剂的钢水脱磷精炼方法。

背景技术

钢铁中所含磷、硫等有害杂质直接关系到钢铁的性能，其中钢中磷的存在会降低钢的塑性，当钢中的磷含量高时，钢材易于发生“冷脆现象”，而在冶金生产中，通过脱磷降低钢中的磷含量，钢的塑性韧性将得到提高，可以大幅度改善钢材的机械性能。

随着经济的发展，现代社会对钢铁材料性能的要求日益提高，这意味着对钢中杂质含量的控制越来越严格。努力脱除钢中的杂质，生产低杂质含量的钢材即纯净钢，是钢铁企业一项重要任务。而要达到纯净钢的特殊要求，必需在钢铁生产中采用二次精炼。

在转炉炼钢过程中，因为其具备的良好的脱磷热力学条件，因此，出钢时钢水中磷的含量较低，脱磷率可达到90％左右，但由于转炉出钢时带渣及钢水合金化等原因，热力学条件发生改变，此时出现回磷现象，导致钢水中磷含量增大，而纯净钢中的超低磷钢要求钢中的磷含量[P]达到≤0.005％(质量分数)的水平，有必要对钢水进行处理以避免回磷现象。

专利文献CN 102618689 B公开了一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。该方法将含P≤0.11％，Si0.3-0.5％，Mn0.3-0.6％，1260-1350℃的铁水入转炉；加入渣料，底吹氩气，流量≥0.07Nm3/t.min，顶吹氧气，氧气压力≤0.8MPa，熔池温度≤1450℃，前期吹炼时间7-10min，倒渣1/3-1/2；中期高枪位，补加渣料，钢液[C]0.30-0.60％，1520-1560℃，再次倒渣40％-60％；后期补加石灰2-5kg/t钢，冷却剂2-5kg/t钢，大气量底吹氩气搅拌≥1.5min，当终点C＝0.025-0.08％，温度1600-1630℃时出钢；生产出磷含量≤50ppm的超低磷钢水。然而，该方法在实际使用过程中，由于转炉出钢时带渣及钢水合金化等原因，热力学条件发生改变，此时出现回磷现象，导致钢水中磷含量增大，因此实际作用有限。

专利文献CN 101319262 A公开了一种钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法。该工艺方法包括如下步骤：①转炉出钢：温度在1550℃～1660℃，磷含量在0.02％以下，采用未脱氧、挡渣处理出钢；②初脱磷：转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，加入量5～20kg/t；③深脱磷：调节下料管与下降管位置，使之处于下料管的异侧，钢包运至RH工位，抽真空，从RH高位料仓投入复合球体，循环0.1～15min；④扒渣：破真空、扒渣，加钢包覆盖剂；⑤加热搅拌：在精炼炉进行加热搅拌，加热温度控制在1580～1620℃；⑥脱氧、合金化精炼处理：⑦连铸：连铸采用全程保护浇注。该工艺方法由于在加入脱磷剂之后，直接加入RH工位进行处理，由于不可避免的要发生碳氧反应脱氧，因此在还原性气氛下会发生回磷，实际使用效果很有限。

专利文献CN 101104876 A公开了一种钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法。该方法按照以下步骤进行：①转炉出钢时以重量百分比终点磷含量小于0.013％出钢，在出钢时随钢流向钢包内加入脱磷熔剂；②出钢时采用挡渣出钢，未脱氧出钢；③出钢完后，将钢包内的脱磷渣扒除；④扒渣后再进行加热、脱氧合金化、脱硫等精炼处理；⑤然后进行连铸。本发明利用出钢过程中脱磷，不增加脱磷处理时间，使用方便，脱磷效率高、处理时间短、脱磷效果稳定，可以满足不同超低磷含量钢水的脱磷要求。该工艺方法仅仅在出钢过程加入脱磷剂，未经过任何后工序吹氩搅拌就扒渣，实际脱磷效果有限。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于与转炉冶炼出钢工艺相适合的能够避免转炉冶炼后钢水回磷，从而确保钢水脱磷效果的钢水脱磷精炼方法。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种钢水脱磷精炼方法。所述钢水脱磷方法包括顺序进行的以下步骤：在转炉吹炼终点，保证钢水终点氧活度≥500ppm，并在转炉出钢过程中随钢流加入脱磷剂5～8kg/t钢，其中，脱磷剂按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份；对钢水进行LF钢包精炼，电加热熔化炉渣，同时以流量为80～150Nm³/h氩气对钢水进行底吹搅拌，以给予钢水和脱磷渣足够的动力学反应空间，随后进行扒渣。

本发明的另一方面提供了一种钢水脱磷剂。所述钢水脱磷剂的成分按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够对转炉冶炼脱磷后的钢水进行脱磷处理，从而有效的避免的转炉冶炼后钢水的回磷现象，而且脱磷效果良好。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的钢水脱磷剂及其钢水脱磷精炼方法。

在本发明的一个示例性实施例中，钢水脱磷剂的成分按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份。优选地，钢水脱磷剂的成分可以由87～89份的石灰和11～13份的萤石构成。

其中，石灰的粒度均小于30mm，且其中粒度为5～20mm的比例不小于80％。例如，石灰的成分按质量百分比计可以为≥95％的CaO、以及余量的CaCO₃。萤石中可含有按质量百分比计≥97％的CaF₂，以及余量的Fe₂O₃。

在本发明的另一个示例性实施例中，所述钢水脱磷精炼方法包括顺序进行的以下步骤：

在转炉吹炼终点，保证钢水终点氧活度≥500ppm，并在转炉出钢过程中加入脱磷剂5～8kg/t钢，其中，脱磷剂按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份；

对钢水进行LF钢包精炼，电加热熔化炉渣，同时以流量为80～150Nm³/h氩气对钢水进行底吹搅拌，以给予钢水和脱磷渣足够的动力学反应空间，随后进行扒渣。

优选地，钢水脱磷方法将转炉吹炼终点时的钢水终点氧活度控制为≥650ppm，例如，钢水终点氧活度控制为700～1000ppm。优选地，LF精炼步骤的氩气流量可以为100～130Nm³/h。优选地，钢水脱磷剂的成分可以由87～89份的石灰和11～13份的萤石构成。优选地，脱磷剂在转炉出钢过程中随钢流加入6～7kg/t钢。

这里，电加热熔化炉渣和底吹搅拌的时间可以为2～5min。

本发明的钢水脱磷精炼方法也可包括在扒渣步骤之后，采用LF钢包精炼步骤的电加热功能，根据扒渣后的钢水温度以及钢种的目标温度或精炼后续工序(例如，RH精炼)等要求对钢水进行升温，以及升温后进行的再次精炼(例如，RH精炼)。

本发明的另一个示例性实施例的钢水脱磷精炼方法可以通过以下步骤来实现：①在转炉吹炼终点，保证钢水终点氧活度≥500ppm，在出钢过程中加入脱磷剂5～8kg/t钢。②然后钢水搬入LF电加热工序，采用电加热将炉渣熔化，同时大氩气量对钢水进行搅拌，给予钢水和脱磷渣足够的动力学反应空间。③然后进行扒渣操作。④然后根据钢水温度情况在LF工序通过电极进行升温达到钢种要求温度及进行其他精炼处理。⑤搬出LF工序后，钢水再经过正常的RH工序处理，成分、温度合格后再上铸机进行浇铸。

为了更好地理解本发明，下面结合具体示例进一步说明本发明。

示例1

某厂210t转炉，出钢量210t，钢水中氧活度实测900ppm，钢水中磷含量为0.025％。在出钢过程中，随钢流加入脱磷剂7kg/t钢，脱磷剂中小粒石灰(粒度均小于30mm，粒径为5～20mm的比例为90％)比例为89wt％，萤石比例为11wt％。在LF工序，电加热化渣、吹氩处理4min，吹氩流量为130Nm³/h。然后进行扒渣操作。然后根据钢水温度情况在LF工序通过电极进行升温达到钢种要求温度及进行其他精炼处理。LF处理结束，钢水中磷含量降低至0.002％，脱磷率达到92％。搬出LF工序后，钢水再经过正常的RH工序处理，成分、温度合格后再上铸机进行浇铸。

示例2

某厂210t转炉，出钢量210t，钢水中氧活度实测800ppm，钢水中磷含量为0.020％。在出钢过程中，随钢流加入脱磷剂8kg/t钢，脱磷剂中小粒石灰(粒度均小于30mm，粒径为5～20mm的比例为90％)比例为86wt％，萤石比例为14wt％。在LF工序，电加热化渣、吹氩处理3min，吹氩流量为100Nm³/h。然后进行扒渣操作。然后根据钢水温度情况在LF工序通过电极进行升温达到钢种要求温度及进行其他精炼处理。LF处理结束，钢水中磷含量降低至0.001％，脱磷率达到95％。搬出LF工序后，钢水再经过正常的RH工序处理，成分、温度合格后再上铸机进行浇铸。

示例3

某厂210t转炉，出钢量210t，钢水中氧活度实测1000ppm，钢水中磷含量为0.022％。在出钢过程中，随钢流加入脱磷剂6kg/t钢，脱磷剂中小粒石灰(粒度均小于30mm，粒径为5～20mm的比例为90％)比例为87wt％，萤石比例为13wt％。在LF工序，电加热化渣、吹氩处理4min，吹氩流量为90Nm³/h。然后进行扒渣操作。然后根据钢水温度情况在LF工序通过电极进行升温达到钢种要求温度及进行其他精炼处理。LF处理结束，钢水中磷含量降低至0.0025％，脱磷率达到88.6％。搬出LF工序后，钢水再经过正常的RH工序处理，成分、温度合格后再上铸机进行浇铸。

对比例：

某厂210t转炉采用常用的转炉“双渣法”冶炼成品≤0.005％的钢种。虽然转炉在消耗大量辅料及深吹严重的情况下，将转炉终点钢水磷含量控制在0.004％，但由于回磷及合金增磷，使得钢水在出完后钢中磷含量达到0.0075％，后续没有任何脱磷操作，最终只有改钢或回炉，损失较大。

综上所述，本发明通过控制转炉出钢氧活度，并在转炉出钢过程中加了脱磷剂，随后经过LF大搅拌及扒渣，能够使钢水磷含量大大降低，解放了转炉在冶炼超低磷(≤0.005％)时的负担。本发明中，脱磷剂中所含有的萤石，其作用对难熔的石灰(熔点2198K)而言是助熔剂，有降低炉渣熔点的作用，而且还会降低炉渣粘度，使渣的流动性提高，改善脱磷反应的动力学特性。因此说，本发明能够对转炉冶炼脱磷后的钢水进行脱磷处理，从而有效的避免的转炉冶炼后钢水的回磷现象，而且脱磷效果良好(例如，脱磷率可达86％以上，脱磷后钢水的磷含量可低至0.001％)。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述钢水脱磷方法包括顺序进行的以下步骤：

在转炉吹炼终点，保证钢水终点氧活度≥500ppm，并在转炉出钢过程中随钢流加入脱磷剂5～8kg/t钢，其中，脱磷剂按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份；

2.根据权利要求1所述的钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述钢水脱磷方法将转炉吹炼终点时的钢水终点氧活度控制为≥650ppm。

3.根据权利要求1所述的钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述氩气的流量为100～130Nm³/h。

4.根据权利要求1所述的钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述电加热熔化炉渣和底吹搅拌的时间为2～5min。

5.根据权利要求1所述的钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述石灰的粒度小于30mm，且其中粒度为5～20mm的比例不小于80％。

6.根据权利要求1所述的钢水脱磷精炼方法，其特征在于，所述脱磷剂的成分由87～89份的石灰和11～13份的萤石构成。

7.一种钢水脱磷剂，其特征在于，所述钢水脱磷剂的成分按重量计由85～90份的石灰和10～15份的萤石构成，且总量为100份。

8.根据权利要求7所述的钢水脱磷剂，其特征在于，所述石灰的粒度小于30mm，且其中粒度为5～20mm的比例不小于80％。

9.根据权利要求7所述的钢水脱磷剂，其特征在于，所述钢水脱磷剂的成分由87～89份的石灰和11～13份的萤石构成。