CN107868858A - 一种低硫低磷钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低硫低磷钢的生产方法，该方法采用双转炉工艺对铁水进行脱磷脱碳处理，且先在铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，然后扒渣、脱磷；然后在脱磷炉中加入废钢、第一渣料进行第一次吹炼；在第一次吹炼后，半钢兑入脱碳炉，然后在脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％；然后在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。本发明通过转炉双联冶炼，可以减少钢水氮含量、降低炼钢过程成本，即可生产S+P≤0.008％的低硫低磷钢，避免了LF精炼可能造成的洁净度恶化、冶炼周期长和钢水增氮，同时有利于连铸生产节奏的匹配。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种低硫低磷钢的生产方法。
背景技术
目前国内外钢厂的常规转炉炼钢工艺，钢水中磷含量通常控制在0.01％左右；而由于转炉自身控硫能力有限，对于低硫钢的冶炼，通常采用转炉+LF(ladle furnace，钢包精炼法：一种钢水二次精炼工艺，主要特点是深脱硫和电极加热)脱硫工艺进行。但是目前采用的这种工艺，转炉采用的是单转炉，故而需要LF来进行脱硫，而使用LF脱硫又会带来钢水增氮的问题，不适用于冷轧钢种的冶炼。因此对于要求S+P≤0.008％的低磷低硫冷轧焊丝用钢来说，现有的炼钢工艺很难满足需求。
发明内容
本发明了提供了一种低硫低磷钢的生产方法，以解决目前的采用转炉+LF脱硫工艺带来的增氮的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种低硫低磷钢的生产方法，所述方法采用双转炉工艺对铁水进行脱磷脱碳处理，具体步骤如下：
在所述铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，使得所述铁水中的S≤0.0005％；
对脱硫后的铁水进行扒渣，然后送入脱磷炉；
在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼；
在第一次吹炼之后，得到半钢并兑入脱碳炉；所述半钢中，S≤0.003％，P≤0.025％；
在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在所述第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％；
在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。
优选的，在所述铁水中加入脱硫剂之前，所述方法还包括：
对所述铁水进行预处理。
优选的，在所述铁水中加入脱硫剂之前，所述铁水的硅含量为：0.15％≤Si≤0.40％，铁水温度≥1330℃。
优选的，所述铁水的扒渣率≥98％。
优选的，所述废钢的加入百分比为8～12％，所述废钢中S<0.02％；
所述第一渣料为石灰、萤石和烧结矿，所述第一渣料的加入量为：所述石灰13～15kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿15-30kg/t；其中，所述石灰S<0.030％，所述萤石S<0.080％，所述烧结矿S<0.030％。
优选的，在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼之后，硫分配比LS控制在5以上，磷分配比lgLP在1.9～2.2。
优选的，所述第二渣料为石灰，轻烧白云石，萤石，烧结矿，提温硅铁；
所述第二渣料的加入量为：所述石灰20～30kg/t，所述轻烧白云石5-8kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿2-8kg/t，其中，所述石灰中S<0.030％，所述轻烧白云石中S<0.010％，所述萤石中S<0.030％，所述烧结矿S<0.030％。
优选的，在所述第二次吹炼之后，硫分配比LS为8～10，磷分配比lgLP在1.9～2.2。
优选的，所述在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷，包括：
使用前后挡渣出钢，根据终点磷含量和温度确定小粒白灰加入量，小粒白灰加入量2.3-4kg/t。
优选的，在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼之前，对所述脱碳炉的前一炉执行留渣操作。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种低硫低磷钢的生产方法，该方法采用双转炉工艺对铁水进行脱磷脱碳处理，且先在所述铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，使得所述铁水中的S≤0.0005％；然后对脱硫后的铁水进行扒渣，然后送入脱磷炉；在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼；在第一次吹炼之后，得到半钢并兑入脱碳炉；所述半钢中，S≤0.003％，P≤0.025％；在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在所述第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％；然后在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。本发明通过转炉双联冶炼，可以减少钢水氮含量、降低炼钢过程成本，即可生产S+P≤0.008％的低硫低磷钢，避免了LF精炼可能造成的洁净度恶化、冶炼周期长和钢水增氮，同时有利于连铸生产节奏的匹配。
附图说明
图1为本发明实施例中一种低硫低磷钢的生产方法的实施过程图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
在本发明中，为了解决现有的转炉+LF脱硫工艺带来的增氮问题，本申请采用了双转炉工艺对铁水进行脱磷脱碳处理，并在之前使用机械搅拌法脱硫KR脱硫，故而可以避免使用LF脱硫工艺，进而避免由于LF脱硫工艺带来的增氮问题，能够达到减硫、减磷、减氮的问题。
在本发明的炼钢冶炼的工艺中，包括：高炉、KR脱硫、脱磷转炉、脱碳转炉、RH精炼、板坯连铸。
而对铁水进行脱磷脱碳处理，参看图1，具体步骤如下：
步骤11，在所述铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，使得所述铁水中的S≤0.0005％。
在预处理之前，铁水的硅含量为：0.15％≤Si≤0.40％，铁水温度≥1330℃。脱硫剂石灰和萤石的质量配比为10:1，脱硫剂加入量为6～8kg/t。脱硫的目标是使得所述铁水中的S≤0.0005％。
在此之前，先对所述铁水进行预处理，预处理包括：铁水扒铁渣，当然，还可以有其他的预处理。
步骤12，对脱硫后的铁水进行扒渣，然后送入脱磷炉。
此步骤中，铁水的扒渣率≥98％。
步骤13，在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼。
作为一种可选的实施例，所述废钢的加入百分比为8～12％，所述废钢中S<0.02％；所述第一渣料为石灰、萤石和烧结矿，所述第一渣料的加入量为：所述石灰13～15kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿15-30kg/t。其中，所述石灰S<0.030％，所述萤石S<0.080％，所述烧结矿S<0.030％。
第一次吹炼过程的时间为9～11分钟，所述吹炼过程的工作条件为：开吹供氧强度控制为1.5Nm3/t.min，维持3min；过程供氧强度为1.18Nm3/t.min；所述脱磷炉目标碱度按照1.8-2.2控制，冶炼前期枪位2.5～2.7m，维持2～3分钟，之后逐渐降低枪位，吹炼终点枪位2m～2.2m。
脱磷炉终点碳含量按照3.3-3.8控制，所述脱磷炉炉内终点温度按照1250-1350度控制；所述脱磷炉吹炼处理结束后留渣15～20kg/t，在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼之后，硫分配比LS控制在5以上，磷分配比lgLP在1.9～2.2。
步骤14，在第一次吹炼之后，得到半钢并兑入脱碳炉；所述半钢中，S≤0.003％，P≤0.025％。
半钢，就是双转炉第一个转炉处理结束后的钢液，大概碳含量3％，成为半钢。
步骤15，在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在所述第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％。
在一种可选的实施例中，所述第二渣料为石灰，轻烧白云石，萤石，烧结矿，提温硅铁；所述第二渣料的加入量为：所述石灰20～30kg/t，所述轻烧白云石5-8kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿2-8kg/t，其中，所述石灰中S<0.030％，所述轻烧白云石中S<0.010％，所述萤石中S<0.030％，所述烧结矿S<0.030％。
第二次吹炼过程的时间为9～11分钟，所述吹炼过程的供氧强度控制为3.11Nm3/t.min；所述步骤14中所述脱碳炉目标碱度控制为4～5，所述脱碳炉吹炼前期枪位2.7～2.8m，视渣量维持1～2分钟，之后逐渐降低枪位，终点枪位1.7～1.8m。脱碳炉终点温度控制为1650～1680度，在所述第二次吹炼之后，LS为8～10，lgLP在1.9～2.2。
步骤16，在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。出钢渣洗脱硫脱磷，出钢过程加入CaO等渣料，利用出钢的搅拌作用，和钢水作用脱硫。
在脱硫脱磷之后，钢水满足S+P≤0.008％的标准。
在出钢时，使用前后挡渣出钢，根据终点磷含量(终点磷含量指的是脱碳炉的终点，在炉内取样测得，即步骤16脱磷之后的磷含量)和温度确定小粒白灰加入量，小粒白灰加入量2.3-4kg/t。在把钢水从转炉倒入钢包的过程中，同时向钢包中加入小粒白灰。
在脱碳炉冶炼时，前一炉不进行溅渣操作，执行留渣操作，为下一炉冶炼制造良好的化渣条件，冶炼过程中根据化渣情况，控制氧枪枪位，保证炉渣流动性，控制钢水增氮，达到降低钢水氮含量，为精炼工序提供冶炼条件，进一步摆脱LF增氮影响。
本发明通过转炉双联冶炼，可以减少钢水氮含量、降低炼钢过程成本，即可生产S+P≤0.008％的低硫低磷钢，避免了LF精炼可能造成的洁净度恶化、冶炼周期长和钢水增氮，同时有利于连铸生产节奏的匹配。
下面通过一个3炉的冶炼实例，对本发明的技术方案做进一步的说明。
步骤(1)，铁水扒铁渣加入脱硫剂，进行KR脱硫处理，KR处理目标S≤0.0005％。铁水硅含量为：0.15％≤Si≤0.40％，铁水温度≥1330℃，所述脱硫剂石灰和萤石的质量配比为10:1，脱硫剂加入量为6～8kg/t。铁水KR处理目标S≤0.0005％，处理后铁水进行扒渣处理，扒渣率≥98％。脱硫铁水扒渣后兑入脱磷炉；
表1脱硫铁水情况
步骤(2)，所述脱磷炉加入废钢、渣料后开始吹炼，渣料的加入量为石灰13～15kg/t，萤石2-3kg/t，烧结矿15-30kg/t，处理结束半钢兑入脱碳炉，半钢S≤0.003％，P≤0.025％。脱磷炉冶炼LS控制在5以上，lgLP在1.9～2.2。
表2脱磷炉加料和成分
| 序号 | 石灰kg/t | 萤石kg/t | 烧结矿kg/t | Ls | LgLp | S/％ | P/％ |
| 炉次1 | 13.37 | 2.77 | 26.43 | 5 | 2.02 | 0.0021 | 0.021 |
| 炉次2 | 14.03 | 2.73 | 16.27 | 6 | 1.91 | 0.0023 | 0.027 |
| 炉次3 | 15.43 | 2.77 | 30.27 | 5 | 2.06 | 0.0033 | 0.019 |
步骤(3)，所述脱碳炉加入渣料，渣料的加入量为石灰20～30kg/t，轻烧白云石5-8kg/t，萤石2-3kg/t，烧结矿2-8kg/t，开始吹炼(脱碳炉冶炼前一炉不进行溅渣操作)，吹炼终点目标S≤0.003％，P≤0.006％，脱碳炉终渣LS为8～10，lgLP在1.9～2.2。吹炼结束出钢渣洗脱硫脱磷，小粒白灰加入量2.3-4kg/t，转炉炉后钢水满足S+P≤0.008％的标准，同时脱磷脱碳组合冶炼可以大大降低钢水中的氮含量，摆脱LF增氮的可能，达到客户要求的30ppm以内要求，提高了钢水洁净度。
表3脱碳炉加料和成分
表4脱碳炉炉后加料和成分
| 序号 | 小粒白灰kg/t | S/％ | P/％ | N％ |
| 炉次1 | 3.44 | 0.0029 | 0.0048 | 0.0018 |
| 炉次2 | 2.77 | 0.0015 | 0.0033 | 0.0016 |
| 炉次3 | 3.23 | 0.0027 | 0.0047 | 0.0015 |
在本发明中，钢水处理结束标准为处理后的钢水成分达到用户所需实际钢种的目标成分，钢水的氮含量低于20ppm以下。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种低硫低磷钢的生产方法，该方法采用双转炉工艺对铁水进行脱硫脱磷处理，包括：在所述铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，使得所述铁水中的S≤0.0005％；然后对脱硫后的铁水进行扒渣，然后送入脱磷炉；在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼；在第一次吹炼之后，半钢兑入脱碳炉；所述半钢中，S≤0.003％，P≤0.025％；在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在所述第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％；然后在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。本发明通过转炉双联冶炼，可以减少钢水氮含量、降低炼钢过程成本，即可生产S+P≤0.008％的低硫低磷钢，避免了LF精炼可能造成的洁净度恶化、冶炼周期长和钢水增氮，同时有利于连铸生产节奏的匹配。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种低硫低磷钢的生产方法，其特征在于，所述方法采用双转炉工艺对铁水进行脱磷脱碳处理，具体步骤如下：
在所述铁水中加入脱硫剂，进行机械搅拌法脱硫KR脱硫处理，使得所述铁水中的S≤0.0005％；
对脱硫后的铁水进行扒渣，然后送入脱磷炉；
在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼；
在第一次吹炼之后，得到半钢并兑入脱碳炉；所述半钢中，S≤0.003％，P≤0.025％；
在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼，在所述第二次吹炼之后S≤0.003％，P≤0.006％；
在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述铁水中加入脱硫剂之前，所述方法还包括：
对所述铁水进行预处理。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述铁水中加入脱硫剂之前，所述铁水的硅含量为：0.15％≤Si≤0.40％，铁水温度≥1330℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁水的扒渣率≥98％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述废钢的加入百分比为8～12％，所述废钢中S<0.02％；
所述第一渣料为石灰、萤石和烧结矿，所述第一渣料的加入量为：所述石灰13～15kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿15-30kg/t；其中，所述石灰S<0.030％，所述萤石S<0.080％，所述烧结矿S<0.030％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述脱磷炉中加入废钢、第一渣料后进行第一次吹炼之后，硫分配比LS控制在5以上，磷分配比lgLP在1.9～2.2。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二渣料为石灰，轻烧白云石，萤石，烧结矿，提温硅铁；
所述第二渣料的加入量为：所述石灰20～30kg/t，所述轻烧白云石5-8kg/t，所述萤石2-3kg/t，所述烧结矿2-8kg/t，其中，所述石灰中S<0.030％，所述轻烧白云石中S<0.010％，所述萤石中S<0.030％，所述烧结矿S<0.030％。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二次吹炼之后，硫分配比LS为8～10，磷分配比lgLP在1.9～2.2。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第二次吹炼之后，出钢渣，洗脱硫脱磷，包括：
使用前后挡渣出钢，根据终点磷含量和温度确定小粒白灰加入量，小粒白灰加入量2.3-4kg/t。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述脱碳炉加入第二渣料后进行第二次吹炼之前，对所述脱碳炉的前一炉执行留渣操作。
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