CN105132611A - 一种转炉单渣生产超低磷钢的方法 - Google Patents

一种转炉单渣生产超低磷钢的方法 Download PDF

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本发明公开了一种转炉单渣生产超低磷钢的方法，本发明通过调整冶炼前期加料方式，控制终渣中Al2O3含量在9％～11％，以使得炉渣熔点在1480℃左右，改善炉渣流动性，促进早化渣、化好渣，既能保证炉渣的良好流动性，又能提高前期脱磷效果；通过控制吹炼过程中冷料的加入量及其加入方式，控制吹炼前期升温速度，延长低温脱磷时间，提高转炉脱磷率；控制钢水终点温度在1640℃以内，采用低温放钢，高于1640℃时加入适量的石灰石降低熔池温度、改善炉渣搅拌效果，以避免高温回磷，确保终点磷含量在0.008％以内，从而实现了利用现有转炉，高效、环保、稳定、低成本、可控性高地生产超低磷钢。

Description

一种转炉单渣生产超低磷钢的方法
技术领域
本发明涉及转炉炼钢技术领域，尤其是涉及一种转炉单渣生产超低磷钢的方法。
背景技术
传统的转炉炼钢采用“加废钢、铁水→转炉吹炼→转炉出钢”工艺，该方法适用于冶炼一般质量要求的钢种。随着对钢水洁净度要求的提高，钢中磷含量要求需达到0.010％以下，转炉脱磷难度加大。
为了生产超低磷钢，目前主要有三种工艺：
(1)采用双渣冶炼：吹炼前期进行倒渣操作，倒掉部分脱磷渣，再进行吹炼，该方法对倒渣时机、倒渣量要求高，为生成低熔点炉渣，保证脱磷效果，采用高抢位操作，渣中FeO含量较高、铁损大，且脱磷效率极不稳定，另外，双渣冶炼工艺的难点是实现脱磷阶段快速造渣和快速倒渣工艺，目前一般采用加入CaF2的工艺，但是CaF2污染严重。
(2)采用高碱度+多次倒渣工艺：该方法是，前期控制高碱度炉渣，吹炼至耗氧量70％左右时倒渣后，再进行吹炼，该方法再次下枪时氧枪粘钢、喷溅严重，金属损失大，且严重影响干法除尘系统正常运行。
(3)采用双联转炉工艺：对设备的要求比较高，很多钢企不具备使用条件，无法实现两个转炉双联操作。
因此，如何利用现有转炉，高效、环保、稳定、低生产成本地、可控性高地生产超低磷钢是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是一种转炉单渣生产超低磷钢的方法，该方法能够利用现有转炉，高效、环保、稳定、低生产成本地、可控性高地生产超低磷钢。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种转炉单渣生产超低磷钢的方法，包括以下步骤：
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少0.8％～1.2％，以降低转炉初始物理热；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.4～2.6控制，开吹后将10kg/t钢～15kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，控制终渣中Al2O3的重量百分比为9％～11％，使得炉渣熔点为1475℃～1485℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石使得副枪TSC测得钢水温度为1540℃～1560℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷，最终得到终点[P]的重量百分比为0.005％～0.008％的钢水。
优选的，步骤1)中，铁水包含以下重量百分比的组分：0.30％～0.60％的[Si]，大于零且小于等于0.110％的[P]。
优选的，步骤2)中，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的80％～85％。
优选的，步骤2)中，所述精炼渣为Al2O3系精炼渣。
优选的，步骤4)中，当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度。
优选的，吹炼前期底吹供气强度控制在0.025Nm3/min·t以上，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率。
与现有技术相比，本发明充分利用吹炼前期熔池温度低的热力学有利条件，通过调整冶炼前期加料方式，控制终渣中Al2O3含量在9％～11％，以使得炉渣熔点在1480℃左右，改善炉渣流动性，促进早化渣、化好渣，既能保证炉渣的良好流动性，又能提高前期脱磷效果；通过控制吹炼过程中冷料的加入量及其加入方式，控制吹炼前期升温速度，延长低温脱磷时间，提高转炉脱磷率；控制钢水终点温度在1640℃以内，采用低温放钢，高于1640℃时加入适量的石灰石降低熔池温度、改善炉渣搅拌效果，以避免高温回磷，确保终点磷含量在0.008％以内，从而实现了利用现有转炉，高效、环保、稳定、低成本、可控性高地生产超低磷钢。
本发明通过调整工艺步骤及工艺参数，使得吹炼过程中脱磷、脱碳同时进行，在实际操作中不造双渣、不多次倒渣、不倒炉，转炉冶炼周期与常规冶炼工艺一致，不影响正常生产组织节奏，不增加炉渣碱度，终渣R在2.8左右，金属收得率高，不增加总渣量，炼钢用石灰、白云石消耗甚至低于冶炼常规钢种，不存在氧枪粘钢、喷溅等异常工艺事故。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种转炉单渣生产超低磷钢的方法，包括以下步骤：
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少0.8％～1.2％，以降低转炉初始物理热；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.4～2.6控制，采用低碱度渣有利于前期化渣和提高钢渣中磷的分配比，传统意义上的“采用高碱度渣能够提高转炉脱磷率”的观点，已不适用于当前低成本高效冶炼工艺；开吹后将10kg/t钢～15kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，控制终渣中Al2O3的重量百分比为9％～11％，使得炉渣熔点为1475℃～1485℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石使得副枪TSC测得钢水温度为1540℃～1560℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷，最终得到终点[P]的重量百分比为0.005％～0.008％的钢水。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中，铁水包含以下重量百分比的组分：0.30％～0.60％的[Si]，大于零且小于等于0.110％的[P]。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的80％～85％。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中，所述精炼渣为Al2O3系精炼渣。
在本发明的一个实施例中，步骤4)中，当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度。
在本发明的一个实施例中，吹炼前期底吹供气强度控制在0.025Nm3/min·t以上，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率。
本方法与常规的高碱度、高氧化炉渣脱磷工艺不同，根据脱磷反应的热力学条件和复吹转炉的脱磷特性，本方法采用低碱度(终渣碱度3.0左右)冶炼，且渣中FeO的含量甚至低于传统生产工艺。
本发明充分利用吹炼前期熔池温度低的热力学有利条件，通过调整冶炼前期加料方式，控制终渣中Al2O3含量在9％～11％，以使得炉渣熔点在1480℃左右，改善炉渣流动性，促进早化渣、化好渣，既能保证炉渣的良好流动性，又能提高前期脱磷效果；通过控制吹炼过程中冷料的加入量及其加入方式，控制吹炼前期升温速度，延长低温脱磷时间，提高转炉脱磷率；控制钢水终点温度在1640℃以内，采用低温放钢，高于1640℃时加入适量的石灰石降低熔池温度、改善炉渣搅拌效果，以避免高温回磷，确保终点磷含量在0.008％以内，从而实现了利用现有转炉，高效、环保、稳定、低成本、可控性高地生产超低磷钢。
本发明通过调整工艺步骤及工艺参数，使得吹炼过程中脱磷、脱碳同时进行，在实际操作中不造双渣、不多次倒渣、不倒炉，转炉冶炼周期与常规冶炼工艺一致，不影响正常生产组织节奏，不增加炉渣碱度，终渣R在2.8左右，金属收得率高，不增加总渣量，炼钢用石灰、白云石消耗甚至低于冶炼常规钢种，不存在氧枪粘钢、喷溅等异常工艺事故。
本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种转炉单渣生产超低磷钢的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少0.8％，以降低转炉初始物理热；控制铁水包含以下重量百分比的组分：0.60％的[Si]，0.10％的[P]；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.6控制，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的80％；开吹后将15kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，选择精炼渣为Al2O3系精炼渣，控制终渣中Al2O3的重量百分比为9％，使得炉渣熔点为1485℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石，使得副枪TSC测得钢水温度为1540℃，钢水中[C]的重量百分比为0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷；当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度；
在吹炼前期过程中，底吹供气强度控制在0.030Nm3/min·t，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率；
最终得到终点[P]的重量百分比为0.007％的钢水，其终点温度、组分及其含量见表1。
实施例2
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少1.0％，以降低转炉初始物理热；控制铁水包含以下重量百分比的组分：0.44％的[Si]，0.105％的[P]；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.5控制，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的82％；开吹后将13kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，选择精炼渣为Al2O3系精炼渣，控制终渣中Al2O3的重量百分比为10％，使得炉渣熔点为1480℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石，使得副枪TSC测得钢水温度为1550℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷；当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度；
在吹炼前期过程中，底吹供气强度控制在0.035Nm3/min·t，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率；
最终得到终点[P]的重量百分比为0.006％的钢水，其终点温度、组分及其含量见表1。
实施例3
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少1.2％，以降低转炉初始物理热；控制铁水包含以下重量百分比的组分：0.30％的[Si]，0.110％的[P]；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.4控制，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的85％；开吹后将10kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，选择精炼渣为Al2O3系精炼渣，控制终渣中Al2O3的重量百分比为11％，使得炉渣熔点为1475℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石，使得副枪TSC测得钢水温度为1560℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷；当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度；
在吹炼前期过程中，底吹供气强度控制在0.035Nm3/min·t，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率；
最终得到终点[P]的重量百分比为0.007％的钢水，其终点温度、组分及其含量见表1。
实施例4
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少0.9％，以降低转炉初始物理热；控制铁水包含以下重量百分比的组分：0.40％的[Si]，0.096％的[P]；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.45控制，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的84％；开吹后将12kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，选择精炼渣为Al2O3系精炼渣，控制终渣中Al2O3的重量百分比为10.5％，使得炉渣熔点为1480℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石，使得副枪TSC测得钢水温度为1545℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷；当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度；
在吹炼前期过程中，底吹供气强度控制在0.030Nm3/min·t，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率；
最终得到终点[P]的重量百分比为0.005％的钢水，其终点温度、组分及其含量见表1。
实施例5
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少1.0％，以降低转炉初始物理热；控制铁水包含以下重量百分比的组分：0.50％的[Si]，0.090％的[P]；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.5控制，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的84％；开吹后将15kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，选择精炼渣为Al2O3系精炼渣，控制终渣中Al2O3的重量百分比为11％，使得炉渣熔点为1478℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石，使得副枪TSC测得钢水温度为1545℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷；当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度；
在吹炼前期过程中，底吹供气强度控制在0.035Nm3/min·t，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率；
最终得到终点[P]的重量百分比为0.00628％的钢水，其终点温度、组分及其含量见表1。
表1实施例得到的终点钢水的组分及其含量(wt％)
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (6)

1.一种转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)装入制度：将冶炼所需的废钢以及铁水加入转炉内，控制入炉铁水比相对于常规冶炼工艺减少0.8％～1.2％，以降低转炉初始物理热；
2)造渣制度：第一批造渣料的加入量及加入方式按炉渣碱度2.4～2.6控制，开吹后将10kg/t钢～15kg/t钢的精炼渣与第一批造渣料一块加入炉内，控制终渣中Al2O3的重量百分比为9％～11％，使得炉渣熔点为1475℃～1485℃，促进前期化渣；
3)温度制度：碳氧反应开始后，采用多批次、少批量的加入方式加入铁质金属球或矿石使得副枪TSC测得钢水温度为1540℃～1560℃，钢水中[C]的重量百分比为0.50％～0.30％，以降低过程升温速度，延长低温脱磷时间，提高前期脱磷效率；
4)控制钢水终点温度在1640℃以内，以实现低温放钢，避免高温回磷，最终得到终点[P]的重量百分比为0.005％～0.008％的钢水。
2.根据权利要求1所述转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，步骤1)中，铁水包含以下重量百分比的组分：0.30％～0.60％的[Si]，大于零且小于等于0.110％的[P]。
3.根据权利要求1所述转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，步骤2)中，第一批造渣料的加入量为总造渣料量的80％～85％。
4.根据权利要求1所述转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，步骤2)中，所述精炼渣为Al2O3系精炼渣。
5.根据权利要求1所述转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，步骤4)中，当钢水终点温度高于1640℃时，加入一定量的石灰石降低钢水温度。
6.根据权利要求1所述转炉单渣生产超低磷钢的方法，其特征在于，吹炼前期底吹供气强度控制在0.025Nm3/min·t以上，以改善熔池搅拌效果，提高低温脱磷效率。
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