CN104263874B - 一种高磷含量钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高磷含量钢的冶炼方法，其适用于180-250吨转炉，包括：在转炉吹炼过程中，根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，对转炉进行终点控制；所述终点控制包括：以质量百分比计,MgO控制在15～18％；FeO控制在9～12％；终点磷控制在0.030％—0.070％；转炉终点的炉渣碱度R控制在2.0-2.5。该冶炼方法能提高转炉终点磷含量、减少磷铁合金的消耗，以质量百分比计,适用于成品磷含量≥0.070％的钢种冶炼。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种高磷含量钢的冶炼方法。
背景技术
耐候钢成分体系主要包括Cr-Ni-Cu-P系和Cr-Ni-Cu系两种，在影响耐候性的Cr、Ni、Cu、P和Si等元素中，P是最经济有效的，添加少量P即可大幅度提高钢材的耐候性能，因此在集装箱、铁路车辆、桥梁、电力塔架、水泥搅拌罐等耐候钢中，控制较高的磷含量有利于保证其优良的耐候性和焊接性。
在常规工艺中，由于转炉的高氧化性气氛，磷元素容易被氧化，同时为了保护炉衬一般采用高碱度的炉渣控制，转炉终点的炉渣碱度一般保持在3.0以上，因此转炉终点钢水磷含量一般≤0.020％。为了保证钢种的磷含量要求，不得不加入大量的磷铁合金对钢水进行磷合金化，采用常规工艺未能充分利用铁水中的磷资源，使得铁水中的大部分磷在转炉吹炼过程中去除，然后再加磷铁进行合金化，浪费了资源同时增加了冶炼成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种能提高转炉终点磷含量、减少磷铁合金的消耗，以质量百分比计,适用于成品磷含量≥0.070％的钢种冶炼的高磷含量钢的冶炼方法。
本发明提供一种高磷含量钢的冶炼方法，包括：
在转炉吹炼过程中，根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，调节的具体过程包括：
当所述供氧量在0—20％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；
当所述供氧量在20—40％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为2.8-3.0Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2450mm-2650mm；
当所述供氧量在40—90％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为1600mm-2000mm；
当所述供氧量在90—100％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；
对所述转炉进行终点控制；以质量百分比计,所述终点控制包括：
MgO控制在15～18％；
FeO控制在9～12％；
终点磷控制在0.030％—0.070％；
所述转炉终点的炉渣碱度R控制在2.0-2.5。
作为优选，在所述转炉吹炼过程中的不同供氧量阶段，所述氧枪枪位及供氧强度为某一固定值。
作为优选，所述冶炼方法适用于铁水磷的质量分数为0.080％—0.20％，成品磷的质量分数控制在0.070％以上的高磷钢种的冶炼。
作为优选，所述冶炼方法适用于180-250吨转炉。
本发明提供的一种高磷含量钢的冶炼方法根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，达到脱碳保磷的效果；在转炉吹炼供氧量为0-20％时，采用较高枪位2200mm-2400mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，使钢液快速升温，避开低温有利于脱磷的条件。在转炉吹炼供氧量为20-40％时，利用在较高温度下采用高枪位2450mm-2650mm、低供氧强度2.8-3.0Nm3/(min*t)进行吹炼，提高炉渣FeO含量，达到快速脱碳的目标。在转炉吹炼供氧量为40-90％时，随着碳含量的降低，利用低枪位1600mm-2000mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，利用钢液内部的脱碳反应，控制较低的FeO含量，此时由于温度较高，利于保磷。在转炉吹炼供氧量为90-100％时，采用较高枪位2200mm-2400mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，提高转炉终点的温度，最终实现高磷出钢。通过对转炉进行终点控制，采用较高的MgO含量及较低的炉渣整体的FeO含量，这样有利于炉衬维护。该冶炼方法能提高转炉终点磷含量、减少磷铁合金的消耗，以质量百分比计,适用于成品磷含量大于0.070％的钢种冶炼。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高磷含量钢的冶炼方法的流程简图。
具体实施方式
参见附图1，本发明提供的一种高磷含量钢的冶炼方法，包括：
在转炉吹炼过程中，利用高温、低氧化性炉渣不利于磷的氧化等原则，结合转炉吹炼过程中磷含量变化的特点，调节氧枪枪位和供氧强度，达到脱碳保磷的效果；根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，调节的具体过程包括：
当供氧量在0—20％的阶段时，供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；此时，通过采用较高枪位2200mm-2400mm及高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，使钢液快速升温，避开低温有利于脱磷的条件。
当供氧量在20—40％的阶段时，供氧强度的控制范围为2.8-3.0Nm3/(min*t)；氧枪枪位的控制范围为2450mm-2650mm；此时，通过在较高温度下采用高枪位2450mm-2650mm及低供氧强度2.8-3.0Nm3/(min*t)进行吹炼，提高炉渣FeO含量，达到快速脱碳的目标。
当供氧量在40—90％的阶段时，供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；氧枪枪位的控制范围为1600mm-2000mm；此时，随着碳含量的降低，通过采用低枪位1600mm-2000mm及高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，利用钢液内部的脱碳反应，控制较低的FeO含量，此时由于温度较高，利于保磷。
当供氧量在90—100％的阶段时，供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；此时，通过采用较高枪位2200mm-2400mm及高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，提高转炉终点的温度，最终实现高磷出钢。
对转炉进行终点控制；以质量百分比计，终点控制包括：
MgO控制在15～18％，能保证炉衬维护。
在转炉吹炼过程中，FeO控制在9～12％，有利于炉衬维护。
终点磷控制在0.030％—0.070％。
转炉终点的炉渣碱度R控制在2.0-2.5。
作为优选，在转炉吹炼过程中的不同供氧量阶段，氧枪枪位及供氧强度为某一固定值。
作为优选，冶炼方法适用于铁水磷的质量分数为0.080％—0.20％，成品磷的质量分数控制在0.070％以上的高磷钢种的冶炼。转炉终点磷含量能够控制到0.030％-0.070％，在转炉出钢结束后，由于部分炉次有回磷的情况，钢液中的磷含量在出钢结束后会有不同程度的增加，因此，以质量百分比计，成品磷含量大于0.070％。
作为优选，冶炼方法适用于180-250吨转炉。
实施例1
采用210吨顶底复吹转炉进行冶炼，具体步骤为：
S1：将高炉铁水兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.30％，Si：0.35％，Mn：0.21％，P：0.10％。
S2：转炉冶炼过程吹炼氧枪枪位及供氧强度控制如下：供氧量0—20％的阶段，供氧强度控制为3.3Nm3/(min*t)，枪位控制为2300mm；供氧量20—40％的阶段，供氧强度控制为2.9Nm3/(min*t)，枪位控制为2500mm；供氧量40—90％的阶段，供氧强度控制为3.2Nm3/(min*t)，枪位控制为1800mm；供氧量90—100％的阶段，供氧强度控制为3.2Nm3/(min*t)，枪位控制为2300mm。
S3：转炉冶炼前期从高位料仓向转炉内加石灰176kg、轻烧白云石2453kg造渣，以提高前期渣中CaO和MgO含量，避免酸性渣侵蚀炉衬。
吹炼过程中视炉况添加球团矿5734kg，避免升温速度过快导致中期喷溅；转炉冶炼后期加入石灰88kg，轻烧白云石1226kg继续造渣，最终控制终渣碱度为2.2，MgO的质量分数为16％，FeO的质量分数为10％。
S4：转炉出钢温度控制为1660℃，终点碳含量为0.040％，转炉终点磷含量为0.045％。
实施例2
采用210吨顶底复吹转炉进行冶炼，具体步骤为：
S1：将高炉铁水兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.20％，Si：0.30％，Mn：0.14％，P：0.08％。
S2：转炉冶炼过程吹炼氧枪枪位及供氧强度控制如下：供氧量0—20％的阶段，供氧强度控制为3.0Nm3/(min*t)，枪位控制为2200mm；供氧量20—40％的阶段，供氧强度控制为2.8Nm3/(min*t)，枪位控制为2450mm；供氧量40—90％的阶段，供氧强度控制为3.0Nm3/(min*t)，枪位控制为1600mm；供氧量90—100％的阶段，供氧强度控制为3.0Nm3/(min*t)，枪位控制为2200mm。
S3：转炉冶炼前期从高位料仓向转炉内轻烧白云石1676kg造渣，以提高前期渣中CaO和MgO含量，避免酸性渣侵蚀炉衬。
吹炼过程中视炉况添加球团矿5592kg避免升温速度过快导致中期喷溅；转炉冶炼后期加入轻烧白云石838kg继续造渣，最终控制终渣碱度为2.0，MgO的质量分数为15％，FeO的质量分数为9％。
S4：转炉出钢温度控制为1640℃，终点碳含量为0.050％，转炉终点磷含量为0.035％。
实施例3
采用210吨顶底复吹转炉进行冶炼，具体步骤为：
S1：将高炉铁水兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.40％，Si：0.40％，Mn：0.25％，P：0.20％。
S2：转炉冶炼过程吹炼氧枪枪位及供氧强度控制如下：供氧量0—20％的阶段，供氧强度控制为3.5Nm3/(min*t)，枪位控制为2400mm；供氧量20—40％的阶段，供氧强度控制为3.0Nm3/(min*t)，枪位控制为2650mm；供氧量40—90％的阶段，供氧强度控制为3.5Nm3/(min*t)，枪位控制为2000mm；供氧量90—100％的阶段，供氧强度控制为3.5Nm3/(min*t)，枪位控制为2400mm。
S3：转炉冶炼前期从高位料仓向转炉内加石灰489kg、轻烧白云石3871kg造渣，以提高前期渣中CaO和MgO含量，避免酸性渣侵蚀炉衬。
吹炼过程中视炉况添加球团矿5611kg避免升温速度过快导致中期喷溅；转炉冶炼后期加入石灰244kg，轻烧白云石1935kg继续造渣，最终控制终渣碱度为2.5，MgO的质量分数为18％，FeO的质量分数为12％。
S4：转炉出钢温度控制为1680℃，终点碳含量为0.030％，转炉终点磷含量为0.070％。
通过以上实施例可以得出，采用本发明提供的冶炼方法能使转炉终点磷含量能够控制到0.030％-0.070％，出钢以及精炼过程中加入少量磷铁合金，达到减少高磷含量钢种磷铁合金消耗的目的。
本发明提供的一种高磷含量钢的冶炼方法根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，达到脱碳保磷的效果；在转炉吹炼供氧量为0-20％时，采用较高枪位2200mm-2400mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，使钢液快速升温，避开低温有利于脱磷的条件。在转炉吹炼供氧量为20-40％时，利用在较高温度下采用高枪位2450mm-2650mm、低供氧强度2.8-3.0Nm3/(min*t)进行吹炼，提高炉渣FeO含量，达到快速脱碳的目标。在转炉吹炼供氧量为40-90％时，随着碳含量的降低，利用低枪位1600mm-2000mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，利用钢液内部的脱碳反应，控制较低的FeO含量，此时由于温度较高，利于保磷。在转炉吹炼供氧量为90-100％时，采用较高枪位2200mm-2400mm、高供氧强度3.0-3.5Nm3/(min*t)进行吹炼，提高转炉终点的温度，最终实现高磷出钢。通过对转炉进行终点控制，采用较高的MgO含量及较低的炉渣整体的FeO含量，这样有利于炉衬维护。该冶炼方法能提高转炉终点磷含量、减少磷铁合金的消耗，降低了生产成本，以质量百分比计，适用于成品磷含量大于0.070％的钢种冶炼。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高磷含量钢的冶炼方法，其特征在于：
在转炉吹炼过程中，根据供氧量对氧枪枪位及供氧强度进行调节，调节的具体过程包括：
当所述供氧量在0—20％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.0-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；
当所述供氧量在20—40％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为2.8-3.0Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2450mm-2650mm；
当所述供氧量在40—90％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.2-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为1600mm-2000mm；
当所述供氧量在90—100％的阶段时，所述供氧强度的控制范围为3.2-3.5Nm3/(min*t)；所述氧枪枪位的控制范围为2200mm-2400mm；
对所述转炉进行终点控制；以质量百分比计,所述终点控制包括：
MgO控制在16～18％；
FeO控制在9～12％；
终点磷控制在0.030％—0.070％；
所述转炉终点的炉渣碱度R控制在2.0-2.5。
2.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于：
在所述转炉吹炼过程中的不同供氧量阶段，所述氧枪枪位及供氧强度为某一固定值。
3.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于：
所述冶炼方法适用于铁水磷的质量分数为0.080％—0.20％，成品磷的质量分数控制在0.070％以上的高磷钢种的冶炼。
4.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于：
所述冶炼方法适用于180-250吨转炉。
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