CN108251592A - 一种极低磷钢的转炉冶炼方法 - Google Patents

一种极低磷钢的转炉冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种极低磷钢的转炉冶炼方法，以顶、底复吹转炉为容器，以经过脱硫并扒渣处理的铁水和优质废钢为主原料，通过供氧、造渣等操作，在转炉内完成终点[P]≤0.003％的钢水冶炼；出钢过程及出钢后，通过采取措施，减少钢水后续处理过程回磷，本发明通过冶炼前的准备阶段的控制，减少了外来物料所带来的磷含量，并为满足出钢过程和出钢后脱磷动力学条件提供了保障；通过对转炉冶炼过程中各参数的控制，为脱磷创造了良好的热力学及动力学条件，能够将转炉终点钢水磷含量控制在0.003％以下；通过对转炉冶炼后到LF冶炼前控制，减少了钢水后续处理过程中的回磷，使钢水成品磷含量控制在0.005％以下。

Description

一种极低磷钢的转炉冶炼方法
技术领域
本发明涉及低磷钢生产领域，具体涉及一种极低磷钢的转炉冶炼方法。
背景技术
用于液化天然气(LNG)储存罐9Ni钢板要在-169℃的低温下工作，要求有着极好的低温韧性，可焊接性及可加工性，还有较低的热膨胀系数和较高的屈服强度。钢中磷以Fe2P和Fe3P形态存在，使钢的塑性、韧性降低，尤其是低温时的韧性降低的最厉害，这种现象称为“冷脆”。
为了满足9Ni钢的性能需求，需将该钢种的成品[P]控制在0.005％以下，转炉终点[P]控制在0.003％以下。
公开发表的低磷钢专利中一般将转炉终点磷含量控制在0.010％以下，这远达不到9Ni钢的要求。公开号CN102634629A的专利提供了一种将磷含量控制在0.005％以下的冶炼方法，该方法终点温度控制在1560～1580℃，而纯钢水的凝固点为1538℃，一般转炉出钢温降为30～90℃，对于无法采取特殊措施进行钢包保温的一般钢厂而言，按照上述温度出钢，出钢完毕后钢水将呈凝固或半凝固状态，致使钢水无法进行后续处理，所以该方法对一般钢厂不具有普遍适用性。转炉出钢完毕后，钢水在后续工序的处理过程中若不采取特殊措施将发生回磷现象，即使转炉终点磷很低，也可能因回磷而导致成品磷出格，而在公开发表的低磷钢专利中很少涉及到此问题。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种满足常规出钢温度的条件下，通过采取强化转炉脱磷和严格控制后续钢水回磷等技术措施，实现转炉单联法冶炼极低磷钢的工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种极低磷钢的转炉冶炼方法，以顶、底复吹转炉为容器，以经过脱硫并扒渣处理的铁水和优质废钢为主原料，通过供氧、造渣等操作，在转炉内完成终点[P]≤0.003％的钢水冶炼；出钢过程及出钢后，通过采取措施，减少钢水后续处理过程回磷；最终使钢水成品磷含量控制在0.005％以内，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：
①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；
②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：
①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为1.9～2.3，渣中(FeO)15％～22％，炉内液体温度1350～1430℃；C、双渣倒渣量≥2/3；
②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入2.2～3.5Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；
③副枪1温度控制在1520～1540℃，碳含量0.55％～0.80％；
④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1570～1590℃，[C]0.20％～0.30％；补吹时分别加入2～4Kg/吨的石灰和矿石。
⑤终点温度控制在1630～1650℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：
①转炉终点尽量多倒终渣；
②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；
③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.5％左右的钢水在炉内；
④采用不脱氧工艺出钢；
⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；
⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：
①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；
②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；
③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
本发明具有以下有益效果：本发明通过冶炼前的准备阶段的控制，减少了外来物料所带来的磷含量，并为满足出钢过程和出钢后脱磷动力学条件提供了保障；通过对转炉冶炼过程中各参数的控制，为脱磷创造了良好的热力学及动力学条件，能够将转炉终点钢水磷含量控制在0.003％以下；通过对转炉冶炼后到LF冶炼前控制，减少了钢水后续处理过程中的回磷，使钢水成品磷含量控制在0.005％以下。
具体实施方式
现在对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种极低磷钢的转炉冶炼方法，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为1.9，渣中(FeO)15％，炉内液体温度1350℃；C、双渣倒渣量≥2/3；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入2.2Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；③副枪1温度控制在1520℃，碳含量0.55％；④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1570℃，[C]0.20％；补吹时分别加入2Kg/吨的石灰和矿石；⑤终点温度控制在1630℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.2％左右的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
实施例二
一种极低磷钢的转炉冶炼方法，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为2.0，渣中(FeO)17％，炉内液体温度1370℃；C、双渣倒渣量≥2/3；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入2.5Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；③副枪1温度控制在1525℃，碳含量0.60％；④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1575℃，[C]0.22％；补吹时分别加入2.5Kg/吨的石灰和矿石；⑤终点温度控制在1635℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.4％左右的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
实施例三
一种极低磷钢的转炉冶炼方法，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为2.1，渣中(FeO)20％，炉内液体温度1390℃；C、双渣倒渣量≥2/3；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入3Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；③副枪1温度控制在1530℃，碳含量0.65％；④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1580℃，[C]0.25％；补吹时分别加入3Kg/吨的石灰和矿石；⑤终点温度控制在1640℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.5％左右的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
实施例四
一种极低磷钢的转炉冶炼方法，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为2.3，渣中(FeO)22％，炉内液体温度1410℃；C、双渣倒渣量≥2/3；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入3.5Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；③副枪1温度控制在1535℃，碳含量0.7％；④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1585℃，[C]0.28％；补吹时分别加入3.5Kg/吨的石灰和矿石；⑤终点温度控制在1645℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.7％左右的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
实施例五
一种极低磷钢的转炉冶炼方法，具体包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段：①冶炼该钢种时前两炉不溅渣，以免高磷含量的溅渣层在转炉冶炼后期剥落进入炉渣，影响炉渣脱磷；②铁水进行深脱硫处理，处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
二、转炉冶炼过程的控制阶段：①双渣操作，其控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为2.1，渣中(FeO)22％，炉内液体温度1430℃；C、双渣倒渣量≥2/3；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入3.5Kg/吨钢的硅铁，以增加炉内热量、提高造渣料的加入量和促进冶炼过程炉渣熔化；③副枪1温度控制在1540℃，碳含量0.8％；④采用高拉补吹工艺，高拉时温度控制在1590℃，[C]0.30％；补吹时分别加入4Kg/吨的石灰和矿石；⑤终点温度控制在1650℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段：①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.5％左右的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量由常规钢种的6Kg/t和2Kg/t，分别提高到9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段：①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min(氩气流量>100NL/min)，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、冶炼前的准备阶段；
二、转炉冶炼过程的控制阶段；
三、转炉吹炼完毕，出钢前和出钢过程中的控制阶段；
四、转炉出钢完毕，钢水后续处理阶段。
2.根据权利要求1所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤一中冶炼前的准备阶段，操作如下，①转炉溅渣，冶炼该钢种时前两炉转炉不进行溅渣操作；②铁水准备，其特征在于入炉铁水进行深脱硫处理。
3.根据权利要求2所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述深脱硫处理后铁水硫含量≤0.003％，扒渣率≥95％。
4.根据权利要求1所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤二中转炉冶炼过程的控制阶段，操作如下，①双渣操作；②根据入炉铁水硅含量和双渣时实际倒渣量，双渣后向转炉内加入2.2～3.5Kg/吨钢的硅铁；③副枪1温度控制在1520～1540℃，碳含量0.55％～0.80％；④采用高拉补吹工艺；⑤终点温度控制在1630～1650℃，终点碳含量控制在0.04％以下。
5.根据权利要求4所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：双渣操作的控制参数为：A、前期枪位模式为“高—低—高”；B、双渣时，炉渣碱度为1.9～2.3，渣中(FeO)15％～22％，炉内液体温度1350～1430℃；C、双渣倒渣量≥2/3。
6.根据权利要求4所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述高拉补吹工艺参数为，高拉时温度控制在1570～1590℃，[C]0.20％～0.30％；补吹时分别加入2～4Kg/吨的石灰和矿石。
7.根据权利要求1所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤三出钢前和出钢过程中的控制参数为，①转炉终点尽量多倒终渣；②在倒渣时，利用氧枪喷吹高压氮气上下反复吹扫烟道；并清理掉炉身裙板上的悬浮积渣；③采用挡渣塞和挡渣棒双挡渣出钢工艺，出钢时留1.2-1.8％的钢水在炉内；④采用不脱氧工艺出钢；⑤出钢过程小颗粒石灰和萤石的加入量分别为9Kg/吨和4Kg/t；⑥出钢过程进行大氩气流量搅拌。
8.根据权利要求1所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述步骤四钢水后续处理阶段的操作参数为，①出钢完成后先到CAS站大气量搅拌5min，待基本成渣后进行倒渣；②倒渣时采用小流慢倒的方法，尽可能多的将钢包内的渣子倒出；③倒渣完毕后将钢水吊至LF，先向钢水包内加入1000Kg石灰，300Kg萤石，开钢包底吹，大氩气流量搅拌5分钟后再进行精炼处理。
9.根据权利要求8所述的一种极低磷钢的转炉冶炼方法，其特征在于：所述CAS站内氩气流量>100NL/min。
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