CN106011381B - 一种钢水炉外脱磷生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢水炉外脱磷生产工艺,属于冶金行业炼钢技术领域。技术方案是:包含如下工艺步骤:(1)中频感应炉冶炼:将废钢加入中频感应炉进行冶炼,冶炼终点:化学成分质量百分比:C:0.05~0.30%,P:≤0.050%,钢水温度:1550~1650℃;(2)炉外脱磷冶炼:将上述钢水倒入钢包中,利用石灰喷枪和氧枪进行吹炼,石灰喷枪喷吹速度:10~100kg/min;石灰喷吹量(Kg):(中频感应炉冶炼终点磷含量%‑目标磷含量%)×100×3.4×钢水重量;氧气喷吹流量:1~10m3/min;本发明的有益效果是:通过优化生产工艺和喷吹工艺,能够低成本地将钢水中的磷含量降低到目标含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢水炉外脱磷生产工艺,尤其是电炉炼钢炉外脱磷生产工艺,属于冶金行业电炉炼钢生产技术领域。
背景技术
磷容易在钢的晶界偏析引起钢的冷脆,能够显著减低钢的低温冲击性能。因此在绝大多数钢种中被视为有害成分。如何低成本地将磷元素降低到极限程度,一直是炼钢工作者努力的方向。
现在炼钢工艺主要有两种:一种是转炉炼钢工艺为中心的钢铁长流程工艺,另一种是电炉炼钢工艺为中心的钢铁短流程工艺。随着绿色环保的要求发展,绿色炼钢越来越受重视,电炉炼钢属于现代重要的绿色冶炼方式。世界主要炼钢国家大都以电炉炼钢为主,其电炉钢产量大部分都高于转炉钢产量,美国和印度的电炉钢在钢总产量中的占比已经达到了60%以上。目前,中国电炉钢产量占比只有10%左右,远远低于世界平均水平29.3%。近来年,长流程企业污染物排放量大、能耗高是我国空气质量下降的重要因素,因此发展低排放、低能耗的绿色短流程企业势在必行。
中频感应炉是一种高效率、低能耗、低排放的废钢资源综合利用的绿色短流程冶炼设备,但是由于不具备去除磷的热力学和动力学条件,因此大大限制了冶炼品种的拓展。
优质钢的磷含量一般控制在≤0.025%,有的要求≤0.015%,甚至更低。因此,在市场经济的今天,低成本地将钢水中的磷含量降低到目标含量,企业才能有竞争优势。
中频炉感应炉为中心的短流程企业,冶炼低磷优质钢,目前是通过配套脱磷电弧炉来进行,这样冶炼吨钢成本要增加120~150元/吨,使得企业产品失去竞争力,难以生存。因此,必须寻求一种在炉外进行脱磷的经济、有效手段是中频感应炉为中心的短流程炼钢工艺生存的基础。通过一种有效的、低成本的炉外脱磷工艺,将磷含量降低到目标值,对于这种高效率、低能耗、低排放、绿色短流程企业具有很高的可推广价值。
发明内容
本发明目的是提供一种钢水炉外脱磷生产工艺,在保证钢材性能和产品质量的基础上,通过优化生产工艺和喷吹工艺,能够低成本地将钢水中的磷含量降低到目标含量,解决背景技术中存在的问题。
本实用发明的技术方案是:
一种钢水炉外脱磷生产工艺,包含如下工艺步骤:
(1)中频感应炉冶炼:将废钢加入中频感应炉进行冶炼,冶炼终点:化学成分质量百分比:C:0.05~0.30%,P:≤0.050%,钢水温度:1550~1650℃;
(2)炉外脱磷冶炼:将上述钢水倒入钢包中,利用石灰喷枪和氧枪进行吹炼,所述石灰喷枪:
a.枪位:距离钢包底200~1000mm;
b.喷吹速度:10~100kg/min;
c.石灰喷吹量:按以下公式计算
W=(U-V)×100×3.4×G;
W:石灰喷吹量,单位:Kg;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比;
G:钢水重量,单位:吨;
所述氧枪:
a. 枪位:距离液面300~1800mm;
b. 氧气喷吹流量:1~10m3/min;
c. 氧气喷吹量:按以下公式计算
Q=(U-V)×100×0.2×G;
Q: 氧气喷吹量,单位:Nm3;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比;
上述钢水炉外脱磷生产工艺,所述步骤(2)中石灰粒度200目以上,石灰中CaO含量质量百分比大于85%。
针对上述炉外脱磷冶炼后的钢水,根据冶炼的钢种,采用不同的渣系和不同的脱氧剂进行LF炉精炼,达到脱氧、脱硫、调整成分和调整温度的目的。
通过LF炉精炼后,根据钢种需要,决定是否进VD炉进行精炼以及保压时间。
最后,通过LF炉或VD炉精炼后的钢水,采用全保护浇注、低过热度恒速拉钢浇注成钢坯,供轧钢生产。
采用本发明,炉外脱磷冶炼综合成本为15~35元/吨钢,比使用电弧炉脱磷降低115元/吨钢。
本发明的有益效果是:在保证钢材性能和产品质量的基础上,通过优化生产工艺和喷吹工艺,能够低成本地将钢水中的磷含量降低到目标含量。
具体实施方式
以下通过实例对本发明作进一步说明。
一种钢水炉外脱磷生产工艺,包含如下工艺步骤:
(1)中频感应炉冶炼:将废钢加入中频感应炉进行冶炼,冶炼终点:化学成分质量百分比:C:0.05~0.30%,P:≤0.050%,钢水温度:1550~1650℃;
(2)炉外脱磷冶炼:将上述钢水倒入钢包中,利用石灰喷枪和氧枪进行吹炼,所述石灰喷枪:
a.枪位:距离钢包底200~1000mm;
b.喷吹速度:10~100kg/min;
c.石灰喷吹量:按以下公式计算
W=(U-V)×100×3.4×G;
W:石灰喷吹量,单位:Kg;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比;
G:钢水重量,单位:吨;
所述氧枪:
a. 枪位:距离液面300~1800mm;
b. 氧气喷吹流量:1~10m3/min;
c. 氧气喷吹量:按以下公式计算
Q=(U-V)×100×0.2×G;
Q: 氧气喷吹量,单位:Nm3;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比;
上述钢水炉外脱磷生产工艺,所述步骤(2)中石灰粒度200目以上,石灰中CaO含量质量百分比大于85%。
针对上述炉外脱磷冶炼后的钢水,根据冶炼的钢种,采用不同的渣系和不同的脱氧剂进行LF炉精炼,达到脱氧、脱硫、调整成分和调整温度的目的。
通过LF炉精炼后,根据钢种需要,决定是否进VD炉进行精炼以及保压时间。
最后,通过LF炉或VD炉精炼后的钢水,采用全保护浇注、低过热度恒速拉钢浇注成钢坯,供轧钢生产。
实施例:
冶炼钢种:Q345B,目标磷质量百分比:0.005%。钢水炉外脱磷生产工艺,包括如下工艺步骤:
(1)中频感应炉冶炼:采用60吨中频感应炉,冶炼过程加入统料废钢45250kg,压块废钢18790kg,合计64040kg。冶炼过程分三次取样,化学成分质量百分比如下表:
冶炼终点:钢水温度:1630℃。
(2)炉外脱磷冶炼:将上述冶炼终点的钢水进行出钢操作,出钢过程中开通钢包底吹氩气。出钢完毕后,使用天车称重:钢水62.430t,钢包到脱磷站后测温取样,座包后调整底吹氩气系统35L/min,倾翻钢包扒渣后测量钢水液位875mm。降下石灰喷枪和氧枪进行吹炼。
所述石灰喷枪:
a.枪位:距离钢包底620mm;
b.喷吹速度:30kg/min;
c.石灰喷吹量:
W=(U-V)×100×3.4×G=(0.032-0.005)×100×3.4×62.430=573kg。
石灰粒度200目以上,石灰中CaO含量质量百分比大于85%。
所述氧枪:
a. 枪位:距离液面1250mm;
b. 氧气喷吹流量:3m3/min;
c. 氧气喷吹量:
Q =(U-V)×100×0.2×G=(0.032-0.005)×100×0.2×62.430=33.7Nm3
吹炼结束后扒渣,尽量扒净残渣,然后取样化验、测温。吹炼结束即炉外脱磷冶炼结束后钢水化学成分质量百分比如下表:
炉外脱磷冶炼成本计算:石灰:573kg×1元/kg=573元;氧气33.7m3×1.2元/ m3=40.44元;喷枪成本:420元/炉;氮气成本:400 m3/炉×0.6元/ m3=240元;合计1273.44元,折合吨钢材料成本20.39元/吨钢。比使用电弧炉脱磷降低115元/吨钢。
(3)将上述炉外脱磷冶炼结束后的钢水进行LF炉精炼。LF炉精炼过程:
采用CaO-SiO2-CaF2渣系,钢水进加热位后吹氩搅拌,分两批加入石灰600Kg、萤石100Kg和第一批合金料(硅锰合金900kg,高碳锰铁250kg),加入碳化硅粉30kg、硅铁粉35 Kg(分散加入),降电极加热化渣。化渣4min时补加石灰、萤石适量,继续化渣;化渣结束测温、取样后,沾渣观察渣脱氧情况,加入精炼调渣剂后根据钢包渣氧化性补加硅铁粉、碳化硅粉;然后根据钢水S含量和化渣情况可适当调整渣料加入量,要求钢包渣控制为浅灰白色或白色后,根据到站钢样元素含量进行补加合金量,继续加热至目标温度;钢水钙处理及吹氩操作:加热结束,调底氩气流量软吹氩(强度以略吹开钢水液面但不翻钢花为准)。钢包车开出软吹氩3min后取样、硅钙线100~150m/炉(开浇炉次150~200m/炉)。硅钙线喂线速度2.5~3.0m/s。要求喂硅钙线后软吹氩3~5min。
LF炉精炼过程钢水化学成分质量百分比见下表:
(4) 连铸:连浇温度1575℃ ,拉速为2.15m/min;
经轧制成成品后检测:抗拉强度530MPa,屈服强度435MPa,伸长率32%,20℃冲击韧性105J,完全满足标准要求。
Claims (2)
1.一种钢水炉外脱磷生产工艺,其特征在于包含如下工艺步骤:
(1)中频感应炉冶炼:将废钢加入中频感应炉进行冶炼,冶炼终点:化学成分质量百分比:C:0.05~0.30%,P:≤0.050%,钢水温度:1550~1650℃;
(2)炉外脱磷冶炼:将上述钢水倒入钢包中,利用石灰喷枪和氧枪进行吹炼,所述石灰喷枪:
a.枪位:距离钢包底200~1000mm;
b.喷吹速度:10~100kg/min;
c.石灰喷吹量:按以下公式计算
W=(U-V)×100×3.4×G;
W:石灰喷吹量,单位:Kg;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比;
G:钢水重量,单位:吨;
所述氧枪:
a. 枪位:距离液面300~1800mm;
b. 氧气喷吹流量:1~10m3/min;
c. 氧气喷吹量:按以下公式计算
Q =(U-V)×100×0.2×G;
Q: 氧气喷吹量,单位:Nm3;
U:中频感应炉冶炼终点磷含量质量百分比;
V:目标磷含量质量百分比。
2.根据权利要求1所述的一种钢水炉外脱磷生产工艺,其特征在于所述步骤(2)中石灰粒度200目以上,石灰中CaO含量质量百分比大于85%。
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