CN106048129B

CN106048129B - 一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法

Info

Publication number: CN106048129B
Application number: CN201610536952.4A
Authority: CN
Inventors: 梁新亮; 寻民定; 尹振芝; 戴智才; 杨信权; 程绘兵; 龙雄峰; 向往; 曾全文
Original assignee: Lysteel Co Ltd
Current assignee: Lysteel Co Ltd
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2017-10-10
Anticipated expiration: 2036-07-11
Also published as: CN106048129A

Abstract

本发明公开了一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法，保留溅渣后的残渣，向转炉兑入铁水和废钢，点火后氧枪位按1.3m控制，顶吹氧，全程底吹氩。向炉内加入铁矿石和石灰，前期倒炉温度1350~1400℃，前期渣碱度1.6~2.0。当吹氧量达总氧量10~15%后氧枪位1.5~1.8m，吹氧量达总氧量30~50%时倒前期渣，氧枪位1.5~2.3m，顶吹氧，全程底吹氩，向炉内加石灰使终渣碱度为3.2~3.4，铁矿石和石灰在吹氧量达到75%前加完。当吹氧量达总氧量的85~90%时，氧枪位不低于1.5m倒炉，钢水中碳大于0.50%、温度≥1580℃时续吹氧至钢水中[C]≥0.30%、[P]≤0.013%、温度1580~1600℃时红包出钢，出钢时向钢包中加入铝铁合金脱氧。确保热轧板用钢水质量。

Description

一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法

技术领域

本发明涉及一种冶金方法，尤其涉及一种把磷含量为0.14%~0.18%的高炉铁水经转炉冶炼成钢水终点碳含量≥0.3%、终点磷含量≤0.013%的一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法。

背景技术

目前钢铁企业生产的高碳低磷钢（材）其成品中的碳含量为0.30%~0.97%（wt）及磷含量均要求≤0.015%（wt），考虑到向钢水中加入的合金量大出现钢水回磷的影响，要求转炉钢水的终点磷含量＜0.013%（wt），同时要求转炉终点拉碳在0.10%以上。由于高炉供应给转炉铁水中的磷含量其综合值在0.16%（wt）以上，在转炉炼钢过程中靠经验操作很难保证炉钢水终点磷含量＜0.013%（wt），而且约有40%的钢水拉碳低于0.10%，转炉钢水存在不同程度的过氧现象，严重影响钢水质量，对后续工艺操作及板卷质量控制影响较大，使板卷极易产生横裂纹、烂边等质量缺陷，废品率高。总之，目前转炉炼钢技术存在如下缺点：

①经验炼钢，钢水终点成分控制不稳定。操作人员通过获取铁水、废钢信息，结合上一炉的情况，大概估算熔剂及矿石加入量，终点依据肉眼观察炉口火焰情况判断炉内钢水温度及碳含量。倒炉测温取样后再根据试样磷含量确定下一步处理措施。由于钢水渣量、成分存在波动，钢水取样成功率低，这种完全依靠人工判断（经验估算）的操作模式，不能保证钢水终点成分稳定受控。

②单渣模式，转炉脱磷率低。在目前钢铁行业不景气大量使用高磷铁矿的背景下，铁水磷含量高，转炉脱磷任务加重。因钢种成分要求磷含量低，在铁水磷含量>0.160%时，采取单渣模式需要加大渣量提高脱磷效果，熔剂消耗较其它钢种多15㎏/t以上。由于熔剂加入量大，溢渣喷溅频繁，在压枪控制喷溅时，因钢渣碱度高又极易出现返干，造成冶炼过程喷溅、返干交替出现，难以确保过程化渣良好，转炉脱磷效果得不到保障。

③钢水终点碳含量低，钢水氧化性强：在单渣且经验操作模式下，转炉脱磷效果难以保证，经常出现倒炉磷高需要补吹的情况，导致转炉出钢钢水碳含量偏低，钢水氧化性强。同时，钢水终点碳高，钢水氧化性低，又不能保证转炉脱磷效果。

④钢水终点碳、温度、磷不能协调。因钢种合金加入量大，出钢温降超过80℃，为保证后续精炼需求，转炉出钢温度要保证在1580℃以上。转炉脱磷要求高碱度、大渣量、高氧化性和低温。在保证钢水终点磷合格、避免钢水过氧化的同时，钢水温度往往难以满足要求。

发明内容

本发明申请的目的在于提供一种提高转炉脱磷效果稳定控制钢水终点磷含量≤0.013%（wt）、终点碳含量≥0.30%（wt）提高钢水终点拉碳率及改善钢水质量的一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法。

本实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法为向上炉次转炉内的残留渣中加生白云石实行溅渣护炉，保留溅渣后的残渣，向转炉内倒入其磷的质量含量为0.14%~0.18%的铁水，同时向转炉内加入废钢，两者的质（重）量比为铁水：废钢=9：1。装料后点火，点火正常后氧枪位按1.3m控制。转炉顶底复吹，顶吹氧气流量为21000~22000㎥/h，氧气压力控制在0.80~0.85MPa，全程底吹氩，供氩气强度为0.02~0.04Nm³/（min·t）。在转炉顶底复合吹炼过程中，向炉内加入铁矿石20㎏/t以保证前期倒炉温度为1350~1400℃，向炉内加入石灰25㎏/t以保证转炉前期渣二元碱度为1.6~2.0。当氧枪吹氧量达总供氧量的10~15%后调整氧枪位至1.5~1.8m。其中t为每吨钢水。

当氧枪吹氧至总供氧量的30~50%炉口开始跳渣时，把氧枪提起到炉口上部，将转炉倾动至60±5度时倒前期渣，同时测定炉内半钢温度。倒完前期渣后，提炉，将氧枪位定在1.5~2.3m，转炉继续以流量21000~22000㎥/h、压力0.80~0.85MPa的氧气顶吹，全程底吹氩，供氩气强度仍为0.02~0.04Nm³/（min·t）。向炉内加入石灰以保证钢水终渣二元碱度在3.2~3.4范围。向炉内加入铁矿石，当炉内半钢温度为1380℃时，加入铁矿石10㎏/t，在半钢温度提高或下降10℃时，增加或减少铁矿石加入量1.6㎏/t，其中t为每吨钢水。所述石灰和铁矿石的加入均在氧枪供氧量75%前完成。

当转炉炼钢吹炼至氧气总量的85~90%时，提枪，倒炉测量钢水温度、取样分析，让钢水中碳的质量含量在0.50%以上，钢水温度T≥1580℃。倒炉前氧枪位不低于1.5m。

倒炉检测钢水成分、温度后继续对转炉顶吹氧和底吹氩，使钢水终点碳质量含量[C] ≥0.3%、终点磷质量含量[P] ≤0.013%及钢水终点温度T=1580~1600℃。

采用加上技术方案提供的一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法与现有技术相比，其技术效果在于；

①根据吹氧量确定倒渣/倒炉时机。前期倒炉时测量炉内半钢温度确定后续铁矿石加入量。用类似于副枪的方式，在供氧量85%~90%测温取样，保证后期钢水碳含量、温度、磷含量的稳定控制，避免人工纯经验控制的波动。

②转炉脱磷理论要求高碱度、大渣量、高氧化性和低温，本控制方法充分发挥转炉终渣熔融效果良好的特性，通过调整石灰及铁矿石加入量，控制前期渣的碱度和氧化性，以及炉内半钢温度。稳定控制前期渣碱度在1.6~2.0、TFe在14%~16%，半钢温度在1350℃~1400℃范围内，保证前期脱磷率在50%以上。与单渣法相比，通过增加倒前期渣的步骤，倒掉炉内高磷渣，减轻后续脱磷压力。

③通过提高转炉前期脱磷率、控制过程温度和化渣效果，避免终点磷高补吹，同时因前期多倒掉高磷渣，后期脱磷压力低，在高拉碳条件下，保证了钢水终点磷含量合格，避免了钢水过氧化现象。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。

本发明所述的一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法是在100~200t氧气顶底复合吹炼转炉上进行的，多数情况下用100t转炉。其工艺程序如下：

①留渣操作。保留上炉钢炉渣，可发挥上炉炉渣在前期脱磷的作用，前期脱磷率可达53%。向炉内残留渣中加生白云石实行溅渣护炉，保留溅渣后的残渣，同时要考虑炉内终点温度为≥1600℃，有一定的热量富余，保证炼钢过程可用铁矿石化渣及钢水高拉碳对热量的需求。

②装料。向转炉炉内倒入铁水和废钢，所述入炉铁水由混铁炉提供，铁水中残余元素含量低，铁水磷含量为0.140%～0.180%（wt），平均磷含量为0.160%（wt），入炉废钢不使用生铁块和渣钢。加入转炉内的铁水和废钢按质（重）量比为9：1。

③开吹。装料完毕后，开始点火，点火正常后氧枪位按1.3m控制。转炉顶底复吹，顶吹氧气流量为21000～22000㎥/h，氧气压力0.8～0.85MPa，转炉全程底吹氩气，供氩气强度为0.02～0.04Nm³/(min· t)，在转炉顶底复吹时向转炉内加入铁矿石20㎏/t、石灰25kt/t， t为每吨钢水。其中石灰的加入量以保证前期（初期）渣二元碱度（R=CaO/SiO₂）为1.6～2.0，铁矿石的加入量以保证前期（初期）倒炉温度在1350℃～1400℃。当氧枪吹氧达总供氧量的10～15%后调整氧枪位至1.5～1.8m，此时调整氧枪位以控制转炉渣泡沫化程度。

④倒前期渣。当氧枪吹氧至总供氧量的30%～35%、炉口开始跳渣时，提起氧枪到炉口上部，转动转炉倒掉前期高磷渣。炉渣泡沫化程度以转炉倾动角度在60±5°时渣可流出为佳。并准确测量炉内半钢温度，以指导后期转炉内温度控制。所述前期渣亦可称初期渣（初渣）。

⑤吹炼。当倒掉炉内前期（高磷）渣后，继续向炉内钢水吹氧，此时氧枪位控制在1.5～2.3m范围，以炉内不出现返干为宜。转炉继续以流量21000～22000㎥/h、压力0.8～0.85MPa的氧气吹氧，全程底吹氩，供氩气强度仍为0.02～0.04N㎥/(min·t)。向转炉内加入石灰，石灰加入量以保证钢水终渣二元碱度(CaO/SiO₂)在3.2～3.4范围。同时向炉内加入铁矿石，铁矿石的加入量（参考）计算依据为：以半钢温度1380℃为标准，加入铁矿石10㎏/t，在此基础上，半钢温度每提高或下降10℃，增加或减少铁矿石加入量1.6㎏/t，以确保钢水终点温度。所述渣料（如石灰和铁矿石）在氧枪供氧量的75%之前加完，保证后期渣能充分化透。其中t为每吨钢水。

⑥倒炉测温取样。倒炉前氧枪位不低于1.5m，当转炉炼钢吹氧至氧气总量的85～90%时，倒炉、测温、取样分析，根据测温、取样分析结果确定下一步处理措施。此时取样分析钢水中碳的质量含量在0.5%以上（即[C] ＞0.5%），而钢水温度T≥1580℃。为了取样成功，需确保倒炉炉渣的流动性。

⑦续吹、倒炉。倒炉检测后，根据上步测温和取样分析结果，续吹氧及底吹氩，保持氧气流量在21000～22000㎥/h，氧气压力仍保持在0.80～0.85MPa，全程底吹氩气的供气强度仍维持在0.02～0.04N㎥/(min·t)，确保钢水终点成分：[C] ≥0.3%(wt)、[P] ≤0.013%(wt)及钢水终点温度T=1580℃～1600℃。t为每吨钢水。

⑧出钢脱氧合金化。红包出钢，出钢时向≥3.0min。同时向钢包中加入碳粉，以调节钢水中碳含量，根据钢水中碳的质量百分含量情况向钢包中加入铝铁合金，脱氧，为公知技术。采用挡渣锥加挡渣棒挡渣出钢，控制下渣量≤3.5㎏/t。t为每吨钢水。

采用如上实施例提供的高碳（[C] ≥0.3%）、低磷（[P] ＜0.013%）转炉钢水为优质热轧薄板工艺的连铸用钢水，轧成的热轧薄板不产生横裂纹、烂边等质量缺陷。

Claims

1.一种磷高铁水条件下转炉高碳低磷终点控制冶金方法，向上炉次转炉内炉渣中加生白云石实行溅渣护炉，保留溅渣后的残渣，向转炉内倒入其磷的质量含量为0.14%~0.18%的铁水，向转炉内加入废钢，两者的质量比为铁水：废钢=9：1，其特征在于：装料后点火，点火正常后氧枪位按1.3m控制，转炉顶底复吹，顶吹氧气流量为21000~22000㎥/h，氧气压力控制在0.80~0.85MPa，全程底吹氩，供氩气强度为0.02~0.04Nm³/（min·t）；在转炉顶底复吹过程中，向炉内加入铁矿石20㎏/t以保证前期倒炉温度为1350~1400℃，向炉内加入石灰25㎏/t以保证转炉前期渣二元碱度1.6~2.0，当氧枪吹氧量达总供氧量的10~15%后调整氧枪位至1.5~1.8m；

当氧枪吹氧至总供氧量的30~50%炉口开始跳渣时，把氧枪提起到炉口上部，将转炉倾动至60±5度时倒前期渣，同时测定炉内半钢温度；倒完前期渣后，提炉，将氧枪位控制在1.5~2.3m，转炉继续以流量21000~22000㎥/h、压力0.80~0.85MPa的氧气顶吹，全程底吹氩，供氩气强度仍为0.02~0.04Nm³/（min·t），向炉内加入石灰以保证钢水终渣二元碱度在3.2~3.4范围，向炉内加入铁矿石，当炉内半钢温度为1380℃时，加入铁矿石10㎏/t，在半钢温度提高或下降10℃时，增加或减少铁矿石加入量1.6㎏/t；

石灰和铁矿石的加入均在氧枪供氧量75%前完成；

当转炉炼钢吹炼至氧气总量的85~90%时，提枪，倒炉测量钢水温度、取样分析，让钢水中碳的质量含量在0.50%以上，钢水温度T≥1580℃，控制倒炉前氧枪位不低于1.5m；

倒炉检测钢水成分及温度后继续对转炉顶吹氧和底吹氩，使钢水终点碳质量含量[C]≥0.3%、钢水终点磷质量含量[P] ≤0.013%及钢水终点温度T=1580~1600℃；

所述t为每吨钢水。