CN106086286B - 含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法。本发明提供一种含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，该方法通过对提钒冶炼工艺参数的优化，进行深提钒，降低提钒转炉出钢后半钢碳含量、提高半钢温度，为炼钢转炉快速脱碳保磷创造条件。同时将提钒后的半钢兑入炼钢转炉后，通过对转炉氧枪枪位及造渣制度的控制，最终实现快速脱碳保磷的目的。采用该方法能将转炉脱磷率控制在30％以内，能显著提高炼钢转炉终点钢水磷含量。本发明即能增加提钒时钒渣产量，又能保证炼钢转炉终点具有较高的磷含量，操作简单，成本低。

Description

含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法。
背景技术
对于一般钢种来说，磷是有害元素，它能降低钢材的冲击韧性，提高钢材的脆化温度，恶化钢材的焊接性能，引起钢的脆化和开裂，在冶炼这种钢种时一般要求钢水中磷越低越好。但是，对于一些特殊用途的钢种来说，通常要求成品钢水磷含量在0.06％以上。因为，磷可以增加钢的耐腐蚀性能，同时磷作为固溶强化能力最大的形成元素，对于增加钢的强度具有重要意义，特别是生产RP钢(即含磷钢，又称加磷、回磷、增磷或高磷钢)。正常情况下，此类含磷钢种与其他普通钢种冶炼方法没有区别，脱磷是目前转炉冶炼工艺的一项主要任务，正常工艺冶炼时终点磷含量一般控制在0.01～0.2％左右，然后出钢合金化时加磷铁。但该工艺存在的主要问题是：由于出钢时加入磷铁进行合金化，磷的回收率低，增加了磷铁的消耗量，同时转炉造渣时需加入大量白灰，不仅增加了白灰的吨钢消耗，而且增大了渣中的铁损量，加之废钢加入量受到限制，从而极大增加了冶炼成本，延长了冶炼时间。另外生产含磷钢常用的方法可通过转炉冶炼过程抑制脱磷反应，提高冶炼终点钢水磷含量和在转炉冶炼结束后在钢包中加入磷铁合金的方法，采用磷铁进行合金化出现收得率低、成本高等问题。
如申请号为“201110240361.X”，发明名称为“一种含磷钢的转炉冶炼方法”，公开了一种通过控制氧枪枪位、供氧强度和铁水硅含量，并在转炉吹炼前期，根据铁水硅含量向转炉内对应加入轻烧白云石、活性白灰及铁矾土造渣材料和化渣材料，控制炉渣碱度，从而适当提高终点钢水磷含量，减少炼钢辅料和炉后磷铁用量。但是转炉采用抑制脱磷反应的措施受操作工艺影响有一定波动，且不同的厂家工装设备不同，效果也不同。
又如，申请号为“200410047045.0”，发明名称为“一种含磷钢的冶炼方法”，公开了一种通过前期快速升温，并加入向炉内加入大量磷铁矿或磷矿达到钢水增磷的目的，从而提高终点钢水磷含量，该方法加入大量磷矿后温降大，同时冶炼过程再采用低枪位极易造成冶炼过程喷溅，影响转炉正常生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本和脱磷率低，能快速提高终点钢水磷含量的方法。
本发明含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，包括含钒铁水→铁水预处理→提钒转炉提钒→炼钢转炉保磷脱碳→成品钢坯的步骤，具体为：
a、含钒铁水经过铁水预处理后的温度为1200～1280℃；
b、提钒转炉提钒的具体工艺为：冷却剂用量为35～45kg/t钢，供氧强度为2～3m3/(t·min),吹氧时间为6～9min，提钒后半钢碳含量为2.0～2.5wt％，半钢温度为1350～1450℃；
c、炼钢转炉保磷脱碳的具体工艺为：炼钢转炉供氧强度为3～4m3/(t·min)，兑入半钢后，全程氧枪喷头距钢液面距离0.8～1.2m吹氧，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制炉渣碱度为1～2时，出钢。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中含钒铁水经过铁水预处理后，其化学成分主要由以下重量百分比成分组成：C：4.0～5.0％，P：0.050～0.090％，V：0.20～0.50％，S：0.005～0.020％。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中所述冷却剂为铁、铁的氧化物、铁矿石、炼钢污泥、除尘灰中至少一种，优选为炼钢污泥、除尘灰中至少一种，经压球后形成的冷压块。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中c步骤中所述造渣材料的加入量为20～30kg/t钢。
进一步的，上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中所述造渣材料为半钢冶炼常用材料，分别为活性石灰、高镁石灰和复合渣。
本发明提供一种含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法。该方法通过对提钒冶炼工艺参数的优化，进行深提钒，降低提钒转炉出钢后半钢碳含量、提高半钢温度，为炼钢转炉快速脱碳保磷创造条件。同时将提钒后的半钢兑入炼钢转炉后，通过对转炉氧枪枪位及造渣制度的控制，最终实现快速脱碳保磷的目的。采用该方法能将转炉脱磷率控制在30％以内，能显著提高炼钢转炉终点钢水磷含量。本发明即能增加提钒时钒渣产量，又能保证炼钢转炉终点具有较高的磷含量，操作简单，成本低。
具体实施方式
本发明含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，包括含钒铁水→铁水预处理→提钒转炉提钒→炼钢转炉保磷脱碳→成品钢坯的步骤，具体为：
a、含钒铁水经过铁水预处理后的温度为1200～1280℃；
b、提钒转炉提钒的具体工艺为：冷却剂用量为35～45kg/t钢，供氧强度为2～3m3/(t·min),吹氧时间为6～9min，提钒后半钢碳含量为2.0～2.5wt％，半钢温度为1350～1450℃；
c、炼钢转炉保磷脱碳的具体工艺为：炼钢转炉供氧强度为3～4m3/(t·min)，兑入半钢后，全程氧枪喷头距钢液面距离0.8～1.2m吹氧，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制炉渣碱度为1～2时，出钢。
转炉冶炼炉渣碱度R＝SiO2/CaO，一般通过控制活性石灰(主要含量为CaO)和复合渣(主要含量为SiO2)加入量来控制碱度，碱度控制在1～2是为了保磷，减少磷被氧化去除；转炉冶炼时一般碱度越高脱磷效果越好，控制碱度接近酸性更有利于减少脱磷。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中含钒铁水经过铁水预处理后，其化学成分主要由以下重量百分比成分组成：C：4.0～5.0％，P：0.050～0.090％，V：0.20～0.50％，S：0.005～0.020％。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中所述冷却剂为铁、铁的氧化物、铁矿石、炼钢污泥、除尘灰中至少一种，优选为炼钢污泥、除尘灰中至少一种，经压球后形成的冷压块。
上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中c步骤中所述造渣材料的加入量总量为20～30kg/t钢。
进一步的，上述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其中所述造渣材料为半钢冶炼常用材料，分别为活性石灰、高镁石灰和复合渣。
炼钢转炉全程采用低枪位吹氧，以及吹氧4min后才加入造渣材料的目的是为了使转炉快速脱碳升温，同时在低温时没有造渣材料达不到脱磷的目的，有效的避免了前期脱磷。同时由于转炉快速升温后，冶炼后期高温抑制了脱磷的进行，有效的达到了全程脱碳保磷的目的。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
某厂120t转炉采用采用含钒铁水冶炼含磷钢。经预处理后的含钒铁水主要成分及温度为：C：4.0wt％，P：0.050wt％，V：0.20wt％，S：0.005wt％；温度：1200℃。将铁水兑入提钒转炉进行深提钒，供氧强度为2m3/(t·min),吹氧时间控制在6min，冷却剂用量为吨钢35kg，提钒后半钢碳含量为2.5％，P:0.049wt％，V：0.02wt％，S：0.006wt％；半钢温度为1350℃。将提钒后的半钢继续兑入炼钢转炉，炼钢转炉供氧强度为3m3/(t·min)，冶炼全过程均采用低枪位吹氧，氧枪枪位为0.8m，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制终点炉渣碱度为1，终点钢水磷含量为0.0465％，出钢时炼钢转炉脱磷率按照以下公式(Ⅰ)计算：
实施例2
某厂200t转炉采用采用含钒铁水冶炼含磷钢。经预处理后的含钒铁水铁水主要成分及温度为：C:4.5wt％，P：0.070wt％，V：0.35wt％，S：0.015wt％；温度：1250℃。将铁水兑入提钒转炉进行深提钒，供氧强度为2.5m3/(t·min),吹氧时间控制在7min，冷却剂用量为吨钢40kg，提钒后半钢碳含量为2.3％，P:0.068wt％，V：0.02wt％，S：0.017wt％；半钢温度为1400℃。将提钒后的半钢继续兑入炼钢转炉，炼钢转炉供氧强度为3.5m3/(t·min)，冶炼全过程均采用低枪位吹氧，氧枪枪位为1m，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制终点炉渣碱度为1.5，终点钢水磷含量为0.0612％，出钢时炼钢转炉脱磷率按照公式(Ⅰ)计算为10％，。
实施例3
某厂120t转炉采用采用含钒铁水冶炼含磷钢。经预处理后的含钒铁水铁水主要成分及温度为：C:5.0wt％，P：0.090wt％，V：0.50wt％，S：0.020wt％；温度：1280℃。将铁水兑入提钒转炉进行深提钒，供氧强度为3m3/(t·min),吹氧时间控制在9min，冷却剂用量为吨钢45kg，提钒后半钢碳含量为2.0％，P:0.088wt％，V：0.02wt％，S：0.022wt％；半钢温度为1450℃。将提钒后的半钢继续兑入炼钢转炉，炼钢转炉供氧强度为4m3/(t·min)，冶炼全过程均采用低枪位吹氧，氧枪枪位为1.2m，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制终点炉渣碱度为2，终点钢水磷含量为0.0634％，出钢时炼钢转炉脱磷率按照公式(Ⅰ)计算为28％。

Claims (5)

1.含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，包括含钒铁水→铁水预处理→提钒转炉提钒→炼钢转炉保磷脱碳→成品钢坯的步骤，其特征在于：
a、含钒铁水经过铁水预处理后的温度为1200～1280℃；
b、提钒转炉提钒的具体工艺为：冷却剂用量为35～45kg/t钢，供氧强度为2～3m3/(t·min),吹氧时间为6～9min，提钒后半钢碳含量为2.0～2.5wt％，半钢温度为1350～1450℃；
c、炼钢转炉保磷脱碳的具体工艺为：炼钢转炉供氧强度为3～4m3/(t·min)，兑入半钢后，全程氧枪喷头距钢液面距离0.8～1.2m吹氧，吹氧4min后开始加入造渣材料，控制炉渣碱度为1～2时，出钢。
2.根据权利要求1所述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其特征在于：含钒铁水经过铁水预处理后，其化学成分主要由以下重量百分比成分组成：C：4.0～5.0％，P：0.050～0.090％，V：0.20～0.50％，S：0.005～0.020％。
3.根据权利要求1所述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其特征在于：所述冷却剂为铁、铁的氧化物、铁矿石、炼钢污泥、除尘灰中至少一种。
4.根据权利要求3所述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其特征在于：冷却剂为炼钢污泥、除尘灰中至少一种，经压球后形成的冷压块。
5.根据权利要求1所述含钒铁水冶炼控制炼钢转炉出钢磷含量的方法，其特征在于：c步骤中所述造渣材料的加入量为20～30kg/钢。
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