CN105734198A - 一种电转炉冶炼含磷耐候钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种电转炉冶炼制备含磷钢的方法。具体步骤为：(1)冶炼前打开电转炉炉盖，向电转炉内加入废钢；(2)再向前述的电转炉内兑入铁水，并且在兑入铁水的过程中向炉内供氧，在此过程中控制冶炼温度不高于1600℃，冶炼过程中不进行流渣操作；(3)铁水加入完毕后，继续供氧吹炼3分钟，出钢。本发明在含磷耐候钢冶炼过程中很大程度保留住了钢中的磷成分，避免了后续磷铁的使用，降低了生产成本；实现了低温快速脱碳的效果，确保了设备的使用寿命。

Description

一种电转炉冶炼含磷耐候钢的制备方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种电转炉冶炼制备含磷钢的方法。
背景技术
磷对绝大多数钢种来说属于有害元素，而在耐候钢中，含有适量的磷元素以及铜、镍等元素，可在钢材表面形成一层致密及附着性很好的抗氧化膜，减缓钢材的锈蚀速率，大大提高了钢材的耐大气腐蚀能力。
与其它炉型相比，电转炉是由电炉改造后形成的一种高铁水比冶炼的炉型，具有脱磷效率高，钢水终点成份磷含量低等特点，而含磷耐候钢是一种对钢水磷含量有严格要求的钢种，如果电炉终点磷含量低，需要在后道工序补加磷铁，形成浪费。其次，由于电转炉炉内耐材的抗侵蚀能力并不如常规转炉设备，因此电转炉冶炼一般无法达到转炉冶炼工艺中的高温要求，这也限制了电转炉在某些钢种冶炼工艺方面的应用。
发明内容
本发明提供了一种基于电转炉冶炼制备含磷钢的方法，不仅能够制备出成分合格的含磷耐候钢，而且制备周期短、效率高。
具体操作为：
(1)冶炼前打开电转炉炉盖，向电转炉内加入废钢，
废钢加入量为炉料总装入量的5～15％；
(2)再向前述的电转炉内兑入铁水，并且在兑入铁水的过程中向炉内供氧，在此过程中控制冶炼温度不高于1600℃，冶炼过程中不进行流渣操作，
其中，向电转炉中兑入铁水的速率为2.0～4.0吨/分钟，铁水的加入量为炉料总装入量的85～95％，
向炉内供氧的操作为：通过炉壁上的三支射流枪，以每支射流枪3400立方/小时的流量向炉内供氧，
对于这一点，在常规的转炉冶炼工艺中，降低枪位迅速供氧脱碳容易引起炉内碳氧反应剧烈引起钢水喷溅等安全事故，而电转炉却不存在这种隐患，原因有二：一是炉形不同，较转炉炉形相比，电转炉炉膛深度浅，炉膛面积大，在冶炼过程中不易发生炉内碳氧反应剧烈造成钢水喷溅；二是本发明中电转炉冶炼铁水是以2.0～4.0吨/分钟的速度匀速加入的，并不是一次性加入炉内，这样既很好的保证了脱碳速率，又保证了生产安全性，
步骤(2)的操作由于不是铁水集中加入后再大流量供氧脱碳，因此在脱除铁水碳的同时炉内温度不是急剧上升，而是一个逐渐上升的过程，在这个过程中再分批次加入石灰石来控制冶炼过程温度不高于1600℃，进一步避免了冶炼过程温度过高加剧对电转炉内耐材的侵蚀，同时该铁水加入的操作可保证加入炉内的铁水中的碳能够快速脱除，这一点等同于常规转炉冶炼操作中的高温吹氧脱碳工艺，
本发明中由于铁水比较高，导致炉内碳、硅等元素氧化后释放出的热量比较富余，因此选择降温效果好的石灰石来中和炉内富余的热量，同时石灰石受热分解后产生的CaO可除去铁水中多余的磷，无需使用石灰进行造渣脱磷操作，
本发明中控制冶炼温度的具体操作为：在供氧过程中分批次加入石灰石，每次加入量控制在300～500公斤；
(3)铁水加入完毕后，继续供氧吹炼3分钟，出钢，
吹炼终点的出钢成份及温度控制为：C：0.03％～0.10％，P：0.030％～0.110％，出钢温度T:1620℃～1680℃；
(4)出钢后钢水至精炼炉，精炼后吊包至软吹工位软吹20分钟，软吹时间满足后吊包上连铸浇铸成坯。
本发明的有益效果在于：与一般电炉钢冶炼不同，本发明在含磷耐候钢冶炼过程中不进行流渣操作，不仅很大程度保留住了钢中的磷成分，吹炼终点磷含量高，避免了后续磷铁的补加，而且减少了钢铁料的损失，降低了生产成本；
本发明吹炼过程中实现了低温快速脱碳的效果，确保了电转炉炉内耐材不受到高温的侵蚀；不需要加入石灰来脱磷，只需使用少量价格较低的石灰石来进行降温操作，降低生产成本。
具体实施方式
实施例1
按照本发明中的工艺冶炼十炉含磷耐候钢(每一炉的总装入量为100吨/炉，其中铁水装料量为92吨)，冶炼过程石灰石用量在1.1吨～2.1吨，石灰用量为零，终点磷含量范围0.038％～0.106％，终点温度均在1630℃到1660℃之间，
具体冶炼工艺为：
(1)冶炼前打开电转炉炉盖，向电转炉内加入废钢；
(2)再向前述的电转炉内兑入铁水，兑入铁水的速率为3.0吨/分钟，并且在兑入铁水的过程中向炉内供氧，供氧操作为：通过炉壁上的三支射流枪，以每支射流枪3400立方/小时的流量向炉内供氧，在此过程中分批次加入石灰石，每次加入量400公斤，控制冶炼过程中温度不高于1600℃，冶炼过程中不进行流渣操作；
(3)铁水加入完毕后，继续供氧吹炼3分钟，出钢(后道工序中不补加任何磷铁)，
出钢过程中进行脱氧合金化，加入600kg石灰/炉、300kg脱硫剂/炉、200kg预熔渣/炉进行钢包预造渣操作；
(4)出钢后钢水至精炼炉，精炼后吊包至软吹工位软吹20分钟，软吹时间满足后吊包上连铸浇铸成坯。
具体的参数及结果如表1所示：
表1
本发明经浇铸得到的成品具有良好的耐腐蚀能力，例如上表中炉号6中采用的铁水成分为：碳4.66％、硅0.27％、锰0.13％、磷0.15％、其余为铁；最终得到的钢成品中，磷含量为0.084％、铜含量为0.28％、镍含量为0.12％，钢材的耐腐蚀性能为8.45g/m2×h(钢材的腐蚀率要求是不大于80g/m2×h)。
对比实施例1
将冶炼设备由电转炉替换为普通电炉，相比于实施例1炉号6中的电转炉，该普通电炉的炉底深了200mm，且采用普通电炉冶炼时，本实验中的铁水比为70％，其余操作工艺同实施例1中的炉号6。具体的参数及结果如表2所示：
表2
炉次 石灰石，kg 终点碳，％ 终点磷，％ 终点温度，℃
1336 0.14 0.075 1654
从对比实施例1的检测数据来看，脱碳效果并不理想。这是因为在普通电炉冶炼的炉腔结构及铁水比条件下，采用这种兑入铁水同时吹氧的工艺，容易使氧气快速冲破炉内有限量铁水的液面而离开体系，从而导致大大降低了氧气在脱碳方面的实际效果，无法真正实现低温快速脱碳。
对比实施例2
将冶炼设备由电转炉替换为普通转炉，参照实施例1中炉号6的工艺一次性兑入铁水，并通过氧枪向炉内供氧，吹氧量为10200立方/小时，其余操作工艺同实施例1中炉号6。具体的参数及结果如表3所示：
表3
炉次 石灰石，kg 终点碳，％ 终点磷，％ 终点温度，℃
1336 0.08 0.025 1672
对比实施例3
在电转炉冶炼过程中采用了流渣操作，其余操作步骤均同实施例1中的炉号6，电转炉冶炼的出钢终点磷仅为0.023％，最终得到的钢成品中磷含量仅为0.021％。

Claims (8)

1.一种电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：所述的方法为，
(1)冶炼前打开电转炉炉盖，向电转炉内加入废钢；
(2)再向前述的电转炉内兑入铁水，并且在兑入铁水的过程中向炉内供氧，在此过程中控制冶炼温度不高于1600℃，冶炼过程中不进行流渣操作；
(3)铁水加入完毕后，继续供氧吹炼3分钟，出钢；
(4)出钢后钢水至精炼炉，精炼后吊包至软吹工位软吹20分钟，软吹时间满足后吊包上连铸浇铸成坯。
2.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(1)中，废钢加入量为炉料总装入量的5～15％。
3.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(2)中，向电转炉中兑入铁水的速率为2.0～4.0吨/分钟。
4.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(2)中，铁水的加入量为炉料总装入量的85～95％。
5.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(2)中，向炉内供氧的操作为，通过炉壁上的三支射流枪，以每支射流枪3400立方/小时的流量向炉内供氧。
6.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(2)中，控制冶炼温度的具体操作为，在供氧过程中分批次加入石灰石，每次加入量控制在300-500公斤。
7.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(3)中，吹炼终点的出钢成份中，C：0.03％～0.10％，P：0.030％～0.110％。
8.如权利要求1所述的电转炉冶炼制备含磷钢的方法，其特征在于：步骤(3)中，吹炼终点的出钢温度为1620℃～1680℃。
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