CN107557534A - 极低磷钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶炼领域,具体涉及一种极低磷钢的生产方法。针对现有方法生产低磷钢时,难以将磷含量降低到0.002%以下,因而难以生产得到极低磷钢的问题,本发明提供一种极低磷钢的生产方法,包括:提钒转炉脱磷、脱硫、炼钢转炉脱磷脱碳、LF精炼炉深脱磷、脱硫站脱磷扒渣、LF精炼等步骤,通过分步脱磷的方式,提高了脱磷效果和脱磷率,能将钢水中磷含量降低至5×10‑6以内,相比现有技术生产的低磷钢,本发明生产的低磷钢中磷含量降低了10倍以上。本发明方法简单,设备要求不高,值得推广使用。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域,具体涉及一种极低磷钢的生产方法。
背景技术
目前钢水洁净度低,钢中磷、硫等元素含量高且很难稳定控制,导致产品性能与国外同类产品差距大且不稳定,是我国钢铁企业面临的突出共性问题,严重制约了我国高端关键钢材品种国产化进程。磷在绝大多数钢种中是有害元素,低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢等钢种,既要求有极低的硫含量,也要求钢中磷含量<0.01%或0.005%。目前,在生产低磷钢的时候,日本、韩国等国家的钢铁企业采用转炉预脱磷并实现规模化工业生产;我国部分钢铁企业采用双炉双联脱磷工艺冶炼,钢水[P]能从0.08%以上降至0.003%~0.008%,效果优良,但要进一步降低钢水中的磷含量极为困难。
在钢铁行业中,通常将[P]≤0.010%的钢称为普通低磷钢,[P]≤0.005%的钢称为超低磷钢,[P]≤0.002%的钢称为极低磷钢。现有方法大多只能将钢中磷降至0.003%~0.008%,能够生产得到超低磷钢,但要如何采用现有设备和工装条件,进一步降低钢中磷含量、实现极低磷钢的常态化生产,仍是业内需解决的难题。
专利CN100560743C,公布了“钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法”,该方法通过控制转炉终点磷含量、转炉出钢过程加入脱磷剂脱磷,并在精炼前拔除脱磷渣的工艺,实现了成品磷0.002%~0.005%的超低磷钢生产,该方法也只能生产超低磷钢,而不能得到极低磷钢。
专利CN101328529B公布了“钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法”,该方法通过出钢过程加入脱磷剂以及喂入脱磷包芯线的工艺,可将磷脱至0.003%。该方法也只能得到超低磷钢,而不能得到极低磷钢。
发明内容
本发明要解决的技术问题为:现有方法生产低磷钢时,难以将磷含量降低到0.002%以下,因而难以生产得到极低磷钢的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为:提供一种极低磷钢的生产方法。该方法包括以下步骤:
a、提钒转炉脱磷
含钒铁水进入提钒转炉,加入活性石灰对铁水进行提钒、脱磷;
b、脱硫
对步骤a所得的铁水进行脱硫;
c、炼钢转炉脱磷、脱碳
向步骤b得到的铁水中加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷,出钢前加入调渣剂,强搅拌1~3min出钢;
d、LF精炼炉深脱磷
将步骤c出钢后的钢水转入LF炉,加入活性石灰和铝矾土,加热5~15min后,再次加入活性石灰和铝矾土,加热至各钢种的目标温度,出钢;
e、脱硫站脱磷扒渣
向步骤d得到的钢水中喷入钝化石灰1~4kg/t钢,喷吹5~10min,喷吹结束扒出钢包渣,保证扒渣亮面率>90%;
f、LF精炼
加入脱氧材料对钢水进行脱氧,同时加入低磷脱硫剂进行脱硫,待钢水磷含量<0.002%时出钢,连铸后即得极低磷钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤a中所述的活性石灰加入量为15~25kg/t钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤a中所述脱磷时氧枪枪位控制为:吹炼前期0~5min内,氧枪枪位1.9~2.2m,吹炼结束前3~5min氧枪枪位1.7~1.9m。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤a中所述脱磷时氧枪的氧气流量为17000~25000Nm3/min。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述活性石灰、高镁石灰和造渣剂的加入量分别为:8~18kg/t钢、15~25kg/t钢和7~16kg/t钢;调渣剂加入量为0~1kg/t钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述造渣剂主要成分为:按重量百分比计,SiO2:40.0~70.0%、CaO≥5.0%、Al2O3≤8.0%、S≤0.10%、P≤0.10%。
进一步的,所述造渣剂的熔点≤1260℃。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述调渣剂主要成分为:按重量百分比计,MgO≥50.0%、CaO≥8.0%、SiO2≤10.0%、C≥8.0%。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述出钢时下渣量≤50mm。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤d中所述活性石灰和铝矾土的加入量分别为3~8kg/t钢和0.5~2kg/t钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤f中所述脱氧材料为普通的钢水脱氧材料,包括铝铁、硅锰、铝丸等。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤f中所述低磷脱硫剂包括活性石灰、高碱度精炼渣、钢玉渣或二氧化硅中的至少一种。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明通过采用“提钒转炉脱磷~炼钢转炉脱磷~LF炉精炼深脱磷~脱硫站脱磷”等步骤配合进行、分步脱磷的方式,提高了脱磷效果和脱磷率,能将钢水中磷含量降低至5×10~6以内,相比现有技术生产的低磷钢,本发明生产的低磷钢中磷含量降低了10倍以上;本发明方法操作简单,设备要求低,弥补了转炉双联、转炉双渣等工艺脱磷无法将磷脱至极低值的局限性,具有重要的经济效益。
具体实施方式
本发明提供了一种极低磷钢的生产方法,包括以下步骤:
a、提钒转炉脱磷
含钒铁水进入提钒转炉,加入活性石灰对铁水进行提钒、脱磷;
b、脱硫
对步骤a所得的铁水进行脱硫;
c、炼钢转炉脱磷、脱碳
向步骤b得到的铁水中加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷,出钢前加入调渣剂,强搅拌1~3min出钢;
d、LF精炼炉深脱磷
将步骤c出钢后的钢水转入LF炉,加入活性石灰和铝矾土,加热5~15min后,再次加入活性石灰和铝矾土,加热至各钢种的目标温度,出钢;
e、脱硫站脱磷扒渣
向步骤d得到的钢水中喷入钝化石灰1~4kg/t钢,喷吹5~10min,喷吹结束扒出钢包渣,保证扒渣亮面率>90%;
f、LF精炼
加入脱氧材料对钢水进行脱氧,同时加入低磷脱硫剂进行脱硫,待钢水磷含量<0.002时出钢,连铸后即得极低磷钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤a中所述的活性石灰加入量为15~25kg/t钢。步骤a提钒脱磷的时间以具体的提钒时间为准,脱磷时间不做严格限定,只要能够将铁水进行粗脱磷就好。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,为了提高脱磷效果,步骤a中所述脱磷时氧枪枪位控制为:吹炼前期0~5min内,氧枪枪位1.9~2.2m,吹炼结束前3~5min氧枪枪位1.7~1.9m。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤a中所述脱磷时氧枪的氧气流量为17000~25000Nm3/min。在此氧气流量下,配合氧气吹炼高度,可以最大限定脱除钢水中的磷。
本发明步骤b中的脱硫方式可采用现有的任意一种脱硫方式,只要能有脱硫效果就行,优选采用加入钝化石灰和钝化镁颗粒的方法进行脱硫。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述活性石灰、高镁石灰和造渣剂的加入量分别为:8~18kg/t钢、15~25kg/t钢和7~16kg/t钢;调渣剂加入量为0~1kg/t钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述造渣剂主要成分为:按重量百分比计,SiO2:40.0~70.0%、CaO≥5.0%、Al2O3≤8.0%、S≤0.10%、P≤0.10%。
优选的,步骤c中所述造渣剂的熔点≤1260℃。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述调渣剂主要成分为:按重量百分比计,MgO≥50.0%、CaO≥8.0%、SiO2≤10.0%、C≥8.0%。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤c中所述出钢时下渣量≤50mm。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤d中所述活性石灰和铝矾土的加入量分别为3~8kg/t钢和0.5~2kg/t钢。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤f中所述脱氧材料为普通的钢水脱氧材料,如铝铁、硅锰、铝丸等。
其中,上述极低磷钢的生产方法中,步骤f中所述低磷脱硫剂包括活性石灰、高碱度精炼渣、钢玉渣或二氧化硅中的至少一种。
本发明通过采用“提钒转炉脱磷~炼钢转炉脱磷~LF炉精炼深脱磷~脱硫站脱磷”等步骤的配合进行,分步脱磷,有效分解了各工序的脱磷压力,相比现有技术中采用的转炉双联脱磷或转炉脱磷+炉后脱磷技术,本发明的方法脱磷更完全,能够将钢水中的磷含量降低到极低水平;再配合采用不脱氧出钢的方式,有效提高脱磷率并防止钢包渣回磷;在脱磷结束后在脱硫站及时将脱磷渣拔除后,再进行钢水脱氧、脱硫以及合金化,同时有利于钢水硫含量控制以及合金收得率的提高。采用本发明方法能有效将钢水中磷含量降低至5×10-6以内,且操作简单,不需另建设施设备,弥补了转炉双联、转炉双渣等工艺脱磷无法将磷脱至极低值的局限性。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明,但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例中所述的活性石灰、高锰石灰等都是普通市售产品。
实施例1采用本发明方法制备极低磷钢
包括以下步骤:
(1)提钒转炉:加入15kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷;吹炼前期3min氧枪枪位按2.2m控制,吹炼结束前5min氧枪枪位1.9m;
(2)脱硫
采用常规的方法进行脱硫;
(3)炼钢转炉:加入活性石灰15kg/t钢,高镁石灰16kg/t钢,造渣剂12kg/t钢进行转炉造渣脱磷,出钢前根据转炉终渣状况加入调渣剂0.3kg/t钢,强搅拌1min出钢,转炉出钢下渣量20mm。
(4)LF精炼:LF进一步对钢水进行深脱磷,且LF不进行脱氧。LF进站加入4kg/t钢的活性石灰,0.5kg/t钢的铝矾土,加热6min后,再次加入8kg/t钢的活性石灰,2kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站:钢水喷入钝化石灰1.5kg/t钢,喷吹时间5min;喷吹结束扒出钢包渣,扒渣亮面率92%。
(6)LF精炼:加入铝丸对钢水进行脱氧,同时加入低磷高碱度精炼渣进行脱硫,待钢水氧含量≤15ppm,硫含量≤0.008%,磷含量<0.002%时出钢,连铸后即得极低磷钢。
实施例1中,得到的极低磷钢成品中[P]为4.8×10-6。
实施例2采用本发明方法制备极低磷钢
包括以下步骤:
(1)提钒转炉:加入25kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷;吹炼前期5min氧枪枪位按2.0m控制,吹炼结束前3min氧枪枪位1.7m;
(2)脱硫
采用常规的方法进行脱硫;
(3)炼钢转炉:加入活性石灰8kg/t钢,高镁石灰25kg/t钢,造渣剂10kg/t钢进行转炉造渣脱磷,出钢前根据转炉终渣状况加入调渣剂1kg/t钢,强搅拌3min出钢,转炉出钢下渣量35mm。
(4)LF精炼:LF进一步对钢水进行深脱磷,且LF不进行脱氧。LF进站加入8kg/t钢的活性石灰,2kg/t钢的铝矾土,加热10min后,再次加入3kg/t钢的活性石灰,0.5kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站:钢水喷入钝化石灰4kg/t钢,喷吹时间8min;喷吹结束扒出钢包渣,扒渣亮面率91%。
(6)LF精炼:加入硅铁对钢水进行脱氧,同时加入高碱度精炼渣进行脱硫,待钢水氧含量≤20ppm,硫含量≤0.008%,磷含量<0.002%时出钢,连铸后即得极低磷钢。
实施例2中,得到的极低磷钢成品中[P]为4.5×10-6。
实施例3采用本发明方法制备极低磷钢
(1)提钒转炉:加入19kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷;吹炼前期4min)氧枪枪位按2.0m控制,吹炼结束前4min氧枪枪位1.8m;
(2)脱硫站:
采用加入钝化石灰和钝化镁颗粒的方法进行脱硫;。
(3)炼钢转炉:加入活性石灰16kg/t钢,高镁石灰20kg/t钢,造渣剂12kg/t钢进行转炉造渣脱磷,出钢前加入调渣剂0.7kg/t钢,强搅拌2min出钢,转炉出钢下渣量15mm。
(4)LF精炼:LF进站加入5kg/t钢的活性石灰,1.5kg/t钢的铝矾土,加热10min后,再次加入6kg/t钢的活性石灰,1.7kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站:钢水喷入钝化石灰2.5kg/t钢,喷吹时间7min;喷吹结束扒出钢包渣,扒渣亮面率94%。
(6)LF精炼:加入硅铁对钢水进行脱氧,同时加入低磷脱硫剂进行脱硫,待钢水氧含量≤20pmm,硫含量≤0.008%,磷含量<0.002%时出钢,连铸后即得极低磷钢。
实施例3中,得到的极低磷钢成品中[P]为3.1×10-6。
对比例1采用现有的双渣法生产低磷钢
具体的操作过程如下:
脱磷阶段加入活性石灰23kg/t钢,高镁石灰23kg/t钢,造渣剂17kg/t钢,进行转炉造渣脱磷;脱磷结束前5min加入12kg/t钢的可改善炉渣流动性的改质剂,组成为SiO2:50~60%,CaO:7~10%,MgO:3~5%,FeO:
15~18%,Fe2O3:1~3%,其余为不可避免的杂质,脱磷结束倒出80%的转炉渣;再加入活性石灰18kg/t钢、高镁石灰15kg/t钢和复合造渣剂10kg/t钢进行转炉脱碳冶炼。出钢前5min加入改质剂1.3kg/t钢,强搅拌3min出钢,转炉出钢下渣量30mm。出钢过程向钢包内加入3.0kg/t钢的活性石灰,出钢后连铸得到低磷钢。
按对比例1的方法,制备的低磷钢中,[P]为0.006%。
由实施例和对比例可知:采用本发明的方法能够将钢中磷含量降低到5ppm以下,相比现有方法生产的低磷钢,磷含量降低了10倍以上,为生产极低磷钢提供了可能,具有广阔的应用前景。
Claims (9)
1.极低磷钢的生产方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、提钒转炉脱磷
含钒铁水进入提钒转炉,加入活性石灰对铁水进行提钒、脱磷;
b、脱硫
对步骤a所得的铁水进行脱硫;
c、炼钢转炉脱磷、脱碳
向步骤b得到的铁水中加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷,出钢前加入调渣剂,强搅拌1~3min出钢;
d、LF精炼炉深脱磷
将步骤c出钢后的钢水转入LF炉,加入活性石灰和铝矾土,加热5~15min后,再次加入活性石灰和铝矾土,加热至各钢种的目标温度,出钢;
e、脱硫站脱磷扒渣
向步骤d得到的钢水中喷入钝化石灰1~4kg/t钢,喷吹5~10min,喷吹结束扒出钢包渣,保证扒渣亮面率>90%;
f、LF精炼
加入脱氧材料对钢水进行脱氧,同时加入低磷脱硫剂进行脱硫,待钢水磷含量<0.002%时出钢,连铸后即得极低磷钢。
2.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤a中所述的活性石灰加入量为15~25kg/t钢。
3.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤a中所述脱磷时氧枪枪位控制为:吹炼前期0~5min内,氧枪枪位1.9~2.2m,吹炼结束前3~5min氧枪枪位1.7~1.9m。
4.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤a中所述脱磷时氧枪的氧气流量为17000~25000Nm3/min。
5.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤c中所述活性石灰、高镁石灰和造渣剂的加入量分别为:8~18kg/t钢、15~25kg/t钢和7~16kg/t钢;调渣剂加入量为0~1kg/t钢。
6.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤c中所述造渣剂主要成分为:按重量百分比计,SiO2:40.0~70.0%、CaO≥5.0%、Al2O3≤8.0%、S≤0.10%、P≤0.10%。
7.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤c中所述调渣剂主要成分为:按重量百分比计,MgO≥50.0%、CaO≥8.0%、SiO2≤10.0%、C≥8.0%。
8.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤d中所述活性石灰和铝矾土的加入量分别为3~8kg/t钢和0.5~2kg/t钢。
9.根据权利要求1所述的极低磷钢的生产方法,其特征在于:步骤f中所述低磷脱硫剂包括活性石灰、高碱度精炼渣、钢玉渣或二氧化硅中的至少一种。
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