CN104561433B

CN104561433B - 一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法

Info

Publication number: CN104561433B
Application number: CN201410820109.XA
Authority: CN
Inventors: 温福新; 李洪建; 郭伟达; 张佩; 沈彬彬; 高山; 王荣甲; 张新硕; 张海波
Original assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Current assignee: Shandong Iron and Steel Group Co Ltd SISG
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104561433A

Abstract

本发明公开了一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，所述方法包括以下步骤：1)将上一炉终渣进行处理，将处理后终渣的二分之一作为留渣留在转炉内，再将铁水和铁块作为入炉料加入转炉中冶炼；2)加入待加入总渣量50％的造渣料，氧枪枪位1.70‑1.80m，供氧氧压0.75‑0.80MPa，底吹供气强度采用高—低模式，进行第一次造渣，炉渣碱度控制在1.5‑2.5，在冶炼5.5‑6.5分钟之间倒渣；3)第一次倒渣后，加入剩余总渣量50％的造渣料，氧枪枪位1.60‑1.70m，供氧氧压0.75‑0.80MPa，底吹供气强度采用低模式，炉渣碱度控制在3.5‑4.5；4)在副枪TSC测定完毕后，加入石灰7‑8.8kg/t，终点副枪TSO测定完毕后，开底吹强搅，时间保持1‑2分钟；5)最后得到终点碳含量≥0.25％，终点磷含量≤0.006％的中高碳超低磷钢水。

Description

一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法

技术领域

本发明属于转炉炼钢领域，尤其涉及一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，对钢材质量要求越来越严格，尤其是对钢中磷含量要求十分严格，现有技术中，冶炼中高碳钢主要采取高拉补吹法，该方法容易导致终点磷含量高，增加钢中夹杂物的含量，对钢材质量存在较大影响；冶炼超低磷钢主要采用双联法，该方法冶炼钢铁料消耗高，钢水收得率低，成本高。因此如何最大程度降低钢中磷含量也已经成为国内外钢铁企业研究的主要任务之一。

中国专利CN201210051975.8公开了一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，方法步骤为：按照一定的铁水比向转炉内装入铁水和废钢；转炉冶炼第一阶段以2.8Nm³/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，采用较大底吹流量搅拌；转炉吹炼前期以标准枪位开吹，后逐渐提高枪位；摇炉倒掉部分炉渣；转炉吹炼第二阶段以3.3Nm³/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂；后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；在总吹炼氧耗的80％～90％内，多批少量加入矿石和萤石；转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；转炉出钢。

中国专利CN200810223254.4公开了一种低碳钢转炉低磷钢水冶炼方法，方法为：利用双渣方法，通过控制入炉铁水、废钢、头批渣和二批渣的造渣剂等的用量以及底吹、拉碳和终点控制来实现低碳低磷钢水的冶炼。转炉入炉金属料中铁水和废钢重量所占比例分别在82％-86％和14％-18％，头批渣和二批渣碱度分别控制在1.8-2.2和4.0-5.0，造头批渣时钢水温度控制在1320-1370℃，拉碳时钢水温度控制在1650-1670℃、钢水碳含量在0.035-0.045％，补吹后转炉终点碳含量可在0.02-0.04％、钢水磷含量可控制在50ppm以下。

中国专利CN200610166514.X公开了一种适应于转炉生产高碳低磷钢水的转炉方法，它解决了现有技术中采用转炉高碳出钢方法存在去磷能力差、终点温度偏低、设备投资及生产成本过高的问题。本技术方案包括将高硅高磷铁水送入转炉中采用变枪变氧流量操作进行吹炼，吹炼前期大量去磷，结束时倒去富磷渣；吹炼中期重新造渣抑制回磷并进一步去磷；吹炼后期再次脱磷并调整熔池终点温度和终点碳。

中国专利申请CN201110340294.9公开了一种出钢留渣和双渣法方法相结合冶炼低磷钢的方法，旨在提供一种转炉生产低磷钢的方法技术。本发明通过延长转炉“双渣法”前期脱磷吹炼时间，从而延长前期吹炼阶段钢渣反应时间，提高前期吹炼脱磷钢渣反应温度，改进钢渣反应的动力学、热力学条件，提高前期吹炼脱磷效果，使钢液中的磷尽可能被吸收进入渣中，并在前期吹炼结束把高P₂O₅含量的渣倒出转炉，降低整个转炉系统的磷含量，为后期脱碳吹炼阶段进一步脱磷提供有利条件，达到生产低磷钢的目的。

上述相关发明专利主要介绍了高碳钢、低磷钢、高碳低磷钢的生产方法，但上述方法中仍然存在前期脱磷和后期回磷问题。脱磷问题主要体现在：第一次倒渣前炉渣不能化透，强底吹强度影响第一次倒渣量，进而影响终点脱磷效果。回磷问题主要体现在：第一次倒渣量大，在开吹时炉内渣量相对偏少，炉渣碱度相对偏低及后期温度上升，容易造成后期回磷。因此，如何解决前期脱磷和后期回磷是决定低磷钢质量的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，该方法可以有效将转炉终点碳含量控制在0.25％以上，终点磷含量控制在0.006％以下。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，所述方法包括以下步骤：

1)将上一炉终渣进行处理，将处理后终渣的二分之一作为留渣留在转炉内，再将铁水和铁块作为入炉料加入转炉中冶炼；

2)加入待加入总渣量50％的造渣料，氧枪枪位1.70-1.80m，供氧氧压0.75-0.80MPa，底吹供气强度采用高—低模式，进行第一次造渣，炉渣碱度控制在1.5-2.5，在冶炼5.5-6.5分钟之间倒渣；

3)第一次倒渣后，加入剩余50％的造渣料，氧枪枪位1.60-1.70m，供氧氧压0.75-0.80MPa，底吹供气强度采用低模式，炉渣碱度控制在3.5-4.5；

4)在副枪TSC测定完毕后，加入石灰7-8.8kg/t，终点副枪TSO测定完毕后，开底吹强搅，时间保持1-2分钟；

5)最后得到终点碳含量≥0.25％，终点磷含量≤0.006％的中高碳超低磷钢水。

优选地，所述造渣料为石灰、白云石和烧结矿。

所述步骤2)中，底吹供气强度采用高—低模式具体为：冶炼4分30秒前底吹强度控制在0.20Nm³/min/t，4分30秒后底吹强度控制在0.04Nm³/min/t。

优选地，所述步骤2)中，倒渣温度为1350-1400℃。

优选地，所述步骤2)中，供氧氧压0.78MPa；所述步骤3)中，供氧氧压0.80MPa。

优选地，所述步骤3)中，底吹供气强度采用低模式，具体为：底吹强度控制在0.04Nm³/min/t。

优选地，所述步骤3)中，氧枪枪位1.65m。

优选地，所述步骤4)中，石灰加入量为8kg/t。

优选地，所述步骤4)中，所述底吹强搅的底吹强度控制在0.20Nm³/min/t。

优选地，冶炼终点枪位为1.2m。

在实际生产中，为保证脱磷效果，要求第一次倒渣时温度控制不易过高，一般按1350-1400℃控制。同时，为了调节炉内热量平衡，需要加入一定量的废钢，但是由于废钢熔点通常在1500℃以上，在第一次倒渣时常出现化不开现象，影响熔池搅拌效果及转炉内热量平衡，造成脱磷效率低，同时出钢量也无法保证。因此，第一次倒渣时温度稳定控制，向转炉中加入铁块，而不使用废钢。用铁块代替废钢，可以保证第一次倒渣时的温度足以融化所加入的铁块，在一定程度上稳定了过程操作，使过程温度可控，有利于脱磷反应的顺利进行。

本发明通过优化入炉料结构和对转炉冶炼过程中的方法进行改进和创新，充分考虑到每个步骤的改变对其他步骤的影响，组合改进了多个步骤以实现中高碳超低磷钢水的冶炼。

本发明利用双渣留渣法，通过控制留渣量、入炉料结构、头批渣和二批渣的造渣剂等的用量以及供氧强度、底吹流量和终点加料模式来实现中高碳超低磷钢水的冶炼。

本发明优化入炉料结构，将铁水和废钢改为铁水和铁块，使第一次倒渣前过程温度可控，利于前期脱磷。

本发明终点副枪TSO测定完毕后，开底吹强搅，时间保持1-2分钟，优选为1.5分钟，稠化炉渣，防止回磷。

由于转炉终渣中含有一定量FeO成分.这种终渣留待下一炉，在兑入铁水时，必会同时发生以下式(1)、式(2)的反应。当终渣中(FeO)过高时，式(1)、(2)反应激烈，瞬间产生大量的气体附带炉渣、铁水冲出，造成爆发性喷溅事故。

(FeO)+[C]＝[Fe]+CO (1)

2(FeO)+[C]＝2[Fe]+CO₂ (2)

要防止喷溅，最直接的办法是控制炉中气体，杜绝或减缓式(1)、式(2)的反应。因此，需要对炉渣进行变性处理，同时控制留渣量。其中，炉渣变性处理是根据炉渣情况判断是否加入碳镁球等物料，以达到稠化炉渣，降低渣中(FeO)含量。留渣量优选为总渣量的二分之一。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、铁块较废钢更容易熔化，有利于控制脱磷炉终点温度，利于脱磷反应进行。

2、利用双渣前期分阶段底吹强度控制方法，有利于促进前期脱磷反应的动力学条件，及保证双渣倒渣前炉渣化透，炉渣处于起渣状态，防止因强底吹的强度影响第一次倒渣量，进而影响终点脱磷效果。

3、提高后期炉渣碱度及稠化炉渣可有效避免钢水后期回磷问题。

4、有效保证第一次倒渣前期冶炼过程温度可控，提高前期去磷效果，避免第一次倒渣前废钢不化，影响第一次倒渣前期冶炼温度的准确性；

5、优化第一次倒渣后冶炼末期加料模式，可有效提高炉渣后期碱度和增加后期渣量，防止回磷。

6、利用吹炼结束后，开底吹强搅，可有效减低钢、渣中氧含量，稠化炉渣，防止回磷，降低渣中全体含量。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

3)第一次倒渣后，加入剩余总渣量50％的造渣料，氧枪枪位1.60-1.70m，供氧氧压0.75-0.80MPa，底吹供气强度采用低模式，炉渣碱度控制在3.5-4.5；

所述步骤4)中，所述底吹强搅的底吹强度控制在0.20Nm³/min/t。冶炼终点枪位为1.2m。

实施例1-10

按照表1所述实施例1-10的冶炼条件，得到中高碳超低磷钢水的碳、磷含量如表2所示。

表1 实施例1-10的冶炼条件

表2 实施例1-10所得钢水碳、磷含量

实施例	终点碳0.01％	终点磷0.001％
			实施例1	0.27	0.006
实施例2	0.42	0.006
			实施例3	0.44	0.006
实施例4	0.25	0.004
			实施例5	0.26	0.005
实施例6	0.25	0.006
			实施例7	0.31	0.005
实施例8	0.35	0.006
			实施例9	0.29	0.004
实施例10	0.31	0.005

由表2可见，采用本发明提供的中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，可有效将终点碳含量控制在0.25％以上，终点磷含量控制小于等于0.006％。

本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。

本说明书中若有未作详细记载的内容，均为本领域的现有技术，此处不再赘述。

Claims

1.一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，所述方法包括以下步骤：

5)最后得到终点碳含量≥0.25％，终点磷含量≤0.006％的中高碳超低磷钢水；

所述步骤2)中，底吹供气强度采用高—低模式，具体为：冶炼4分30秒前底吹强度控制在0.20Nm³/min/t，4分30秒后底吹强度控制在0.04Nm³/min/t；

所述步骤2)中，倒渣温度为1350-1400℃。

2.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述造渣料为石灰、白云石和烧结矿。

3.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述步骤2)中，供氧氧压0.78MPa；所述步骤3)中，供氧氧压0.80MPa。

4.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述步骤3)中，底吹供气强度采用低模式，具体为：底吹强度控制在0.04Nm³/min/t。

5.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述步骤3)中，氧枪枪位1.65m。

6.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述步骤4)中，石灰加入量为8kg/t。

7.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述底吹强搅的底吹强度控制在0.20Nm³/min/t。

8.根据权利要求1所述的一种中高碳超低磷钢水的转炉冶炼方法，其特征在于，冶炼终点枪位为1.2m。