CN108950127A - 一种低磷钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低磷钢的冶炼方法,工艺步骤为铁水脱硫→加废钢、兑铁水→转炉一次吹炼→倒渣→转炉二次吹炼→倒渣出钢。本工艺采用双渣法进行冶炼,具体通过控制入炉铁水比以及采用相配套的加料制度、供氧制度和底吹制度来实现高温、高碳、低磷钢水的冶炼。冶炼铁水比根据铁水温度和铁水硅含量进行控制。一次吹炼时间控制在5~7min,采用变枪变氧压的吹氧模式,并根据铁水硅含量控制石灰加入量;二次吹炼下枪前加入一定量的升温剂,出钢温度控制在1670℃以上,出钢碳含量控制在0.1%以上。采用本工艺组织生产,转炉终点磷含量可稳定控制在0.008%以下。
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域,特别涉及一种低磷钢的冶炼方法。
背景技术
磷元素一般被认为是钢中的有害杂质,容易在晶界偏析,造成钢材“冷脆”,显著降低钢材的低温冲击韧性。随着高品质钢需求的日益增大,对钢中磷含量的要求更高。目前,降低钢水磷含量的技术主要有铁水喷吹预脱磷、转炉双联法脱磷、转炉双渣法脱磷等。
铁水预脱磷工艺最早由日本钢企开发应用,其工艺大致为:在高炉出铁沟进行脱硅处理后,铁水流入鱼雷罐车或铁水包内,扒渣后喷入脱磷剂进行脱磷处理,处理完毕后铁水加入转炉进行脱碳升温处理。这种方法的局限性在于,鱼雷罐或铁水包内空间有限,不利于脱磷反应的进行;另外处理时间长,处理过程铁水温降大等。转炉双联法冶炼工艺的主要特点为,在第一座转炉中进行脱硅脱磷,在第二座转炉中进行脱碳。这种方法具有较强的脱磷能力,但其缺点主要为冶炼周期长,出半钢过程热损失大,而且需要专门添置一座脱磷转炉,设备投资大的同时也给生产组织带来难度。同一转炉双渣法冶炼工艺具有较明显的脱磷效果(参阅JP54097516A、CN103122401A、CN 102899443A),此种方法转炉冶炼主要分为两个阶段,第一阶段为脱硅、脱磷期,第一阶段冶炼结束后提枪倒出大部分的富磷渣,之后进入第二阶段脱碳升温期。该方法操作简单,热损失相对较小,且对设备要求不高,吹炼终点磷含量基本可控制在0.01%以内。该方法冶炼的缺点是转炉终点温度一般不高,且脱磷效果有一定波动。
为了控制钢水夹杂物,并降低精炼电耗及电极消耗,要求转炉冶炼终点钢水碳含量在0.1%以上,终点钢水温度在1670℃以上,终点磷含量在0.008%以下。为了达到转炉高温、高碳、低磷出钢的目的,需研发一种相对应的冶炼工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低磷钢的冶炼方法,以满足提升钢水质量和降低炼钢成本的要求,采用双渣法进行冶炼,具体通过控制入炉铁水比以及采用相配套的加料制度、供氧制度和底吹制度来实现高温、高碳、低磷钢水的冶炼。
一种低磷钢的冶炼方法,采用顶底复吹转炉冶炼并以铁水和废钢为原料,分两个阶段进行吹炼,一次吹炼完成脱硅和脱磷,倒渣后二次吹炼,进行脱碳、升温,最后出钢;其中:
(1)一次吹炼吹氧控制:
一次吹氧枪位其中:D为氧枪喷头喉口直径,滞止压力P=工作氧压P1-设计滞止压力P0=工作氧压P1-0.76MPa,熔池的冲击深度h=熔池深度×冲击系数,单位cm,熔池深度由副枪测定,冲击系数控制在0.5~0.7,θ为氧孔张角,°;
(2)一次吹炼石灰加入量:
W石灰=53.57×[Si]-7.15,其中,W石灰为吨铁石灰加入量,kg/t铁;[Si]为铁水硅的百分含量,%;
一次吹炼开吹时一次性加入石灰;
(3)一次吹炼倒渣:
一次吹炼结束提枪,往转炉内加入1~2kg/t钢的压渣剂后倒掉50%以上的前期炉渣;
(4)二次吹炼吹氧控制:
二次吹炼阶段氧压为0.84~0.86MPa,冲击系数为0.63~0.68,底吹供氧强度为0.03~0.05Nm3/(t·min);
(5)二次吹炼加入石灰、轻烧白云石、镁球和升温剂,升温剂在二次吹炼下枪前加入,其余渣料的60%在开吹后加入,剩余渣料分2~3批均匀加入。
进一步,所述的低磷钢的冶炼方法中采用铁水和废钢为原料,铁水比=158.5-14[Si]HM-0.05THM,其中,铁水比为铁水/(铁水+废钢),%,[Si]HM为铁水硅的百分含量,%;THM为铁水温度,℃。
进一步,所述的低磷钢的冶炼方法中一次吹炼的吹氧时间控制在5~7min;一次吹炼0~2min,工作氧压为0.83~0.88MPa,冲击系数控制在0.60~0.70;一次吹炼2min至一次提枪,工作氧压为0.65~0.70MPa,系数控制在0.50~0.60;一次吹炼底吹流量为0.06~0.08Nm3/(t·min)。
进一步,所述的低磷钢的冶炼方法中二次吹炼阶段石灰加入量为25~30kg/t钢、轻烧白云石加入量为12~17kg/t钢、镁球加入量为1~2kg/t钢,升温剂加入量为4~8kg/t钢。
进一步,所述的低磷钢的冶炼方法中一次吹炼球团加入量为1t,在开吹时加入;二次吹炼中后期根据炉内的返干情况,少量多批次加入球团,球团每次加入量1.7~2.5kg/t钢。
利用上述低磷钢的冶炼方法,转炉吹炼终点钢水磷含量控制在0.008%以下的同时,转炉出钢温度控制在1670℃以上,出钢碳含量控制在0.1%以上。
与现有技术相比较,本发明的有益效果在于:
本发明中一次吹炼阶段根据铁水的实际情况合理调整铁水比,以废钢控制熔池温度,能有效减少第一阶段吹炼发生喷溅现象,延长脱磷时间;根据转炉和氧枪的实际情况,采用变枪变氧压的供氧制度,能提高化渣效果、提供较强的动力学条件,有效促进脱磷反应的进行;采用此种方式冶炼,转炉冶炼第一阶段脱磷率可稳定控制在65%以上。
本发明中二次吹炼阶段中为保证炉内热量富余加入一定量的升温剂;采用合理的供氧制度、底吹制度以及加料制度,能进一步强化脱磷,最终实现转炉高温、高碳、低磷出钢的目的。
本发明所述的方法可以有效提高脱磷效率,在将转炉终点钢水温度和钢水碳含量分别控制在1670℃以上和0.1%以上的情况下,转炉终点钢水磷含量能稳定控制在0.008%以下。
具体实施方式
下面结合实施例与对比例对本发明作进一步的具体说明。
本发明中低磷钢的冶炼方法,步骤为铁水脱硫→加废钢、兑铁水→转炉一次吹炼→倒渣→转炉二次吹炼→倒渣出钢。采用铁水和废钢为原料,铁水比=158.5-14[Si]-0.05THM,其中,铁水比为铁水/(铁水+废钢),%,[Si]为铁水硅的百分含量,%;THM为铁水温度,℃。其中:
(1)一次吹炼吹氧控制:
一次吹氧枪位其中:D为氧枪喷头喉口直径,滞止压力P=工作氧压P1-设计滞止压力P0=工作氧压P1-0.76MPa,熔池的冲击深度h=熔池深度×冲击系数,单位cm,熔池深度由副枪测定,冲击系数控制在0.5~0.7,θ为氧孔张角,°;
一次吹炼的吹氧时间控制在5~7min;一次吹炼0~2min,工作氧压为0.84MPa,冲击系数控制在0.66;一次吹炼2min至一次提枪,工作氧压为0.69MPa,系数控制在0.55;一次吹炼底吹流量为0.06~0.08Nm3/(t·min)。一次吹炼开吹时加入球团5-10kg/t钢。
(2)一次吹炼石灰加入量:
W石灰=53.57×[Si]-7.15,其中,W石灰为吨铁石灰加入量,kg/t铁;[Si]为铁水硅的百分含量,%;
一次吹炼开吹时一次性加入石灰;
(3)一次吹炼倒渣:
一次吹炼结束提枪,往转炉内加入1~2kg/t钢的压渣剂后倒掉50%以上的前期炉渣;
(4)二次吹炼吹氧控制:
二次吹炼阶段氧压为0.84~0.86MPa,冲击系数为0.63~0.68,底吹供氧强度为0.03~0.05Nm3/(t·min);
(5)二次吹炼加入石灰25~30kg/t钢、轻烧白云石12~17kg/t钢、镁球1~2kg/t钢和升温剂4~8kg/t钢,升温剂在二次吹炼下枪前加入,其余渣料的60%在开吹后加入,剩余渣料分2~3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况,少量多批次加入球团,球团每次加入量1.7~2.5kg/t钢。
实施例1
某厂120t顶底复吹转炉采用该方法冶炼帘线钢,以铁水和废钢为原料,分两个阶段进行吹炼,一次吹炼完成脱硅和脱磷,倒渣后二次吹炼,进行脱碳、升温,最后出钢。
转炉炼钢过程控制参数如表1所示。熔池的冲击深度h=熔池深度×冲击系数,单位cm,熔池深度由副枪测定,冲击系数控制在0.5~0.7,θ为12.5°,氧枪喷头喉口直径D为3.73cm,当工作氧压P1为0.84MPa时,吹氧枪位H为1.5m;当工作氧压P1为0.69MPa时,吹氧枪位H为1.8m;一次吹炼石灰开吹时一次性加入,加入量为1500kg;一次吹炼结束提枪,往转炉内加入200kg的压渣剂后倒掉50%以上的前期炉渣;二次吹炼阶段氧压为0.84MPa,冲击系数为0.63~0.68,底吹供氧强度为0.05Nm3/(t·min);二次吹炼加入石灰3000kg、轻烧白云石1800kg、镁球200kg和升温剂600kg,升温剂在二次吹炼下枪前加入,其余渣料的60%在开吹后加入,剩余渣料分2~3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况,少量多批次加入球团,球团每次加入量250kg。
表1转炉炼钢过程控制参数
转炉终点钢水温度为1675℃,终点钢水碳含量和磷含量分别为0.12%和0.006%。
实施例2
某厂120t顶底复吹转炉采用该方法冶炼帘线钢,以铁水和废钢为原料,分两个阶段进行吹炼,一次吹炼完成脱硅和脱磷,倒渣后二次吹炼,进行脱碳、升温,最后出钢。
转炉炼钢过程控制参数如表2所示。熔池的冲击深度h=熔池深度×冲击系数,单位cm,熔池深度由副枪测定,冲击系数控制在0.5~0.7,θ为12.5°,氧枪喷头喉口直径D为3.73cm,当工作氧压P1为0.84MPa时,吹氧枪位H为1.45m;当工作氧压P1为0.69MPa时,吹氧枪位H为1.75m;一次吹炼石灰一次性加入,加入量为2500kg;一次吹炼结束提枪,往转炉内加入240kg的压渣剂后倒掉50%以上的前期炉渣;二次吹炼阶段氧压为0.84MPa,冲击系数为0.63~0.68,底吹供氧强度为0.05Nm3/(t·min);二次吹炼加入石灰3200kg、轻烧白云石2000kg、镁球240kg和升温剂650kg,升温剂在二次吹炼下枪前加入,其余渣料的60%在开吹后加入,剩余渣料分2~3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况,少量多批次加入球团,球团每次加入量300kg。
表2转炉炼钢过程控制参数
转炉终点钢水温度为1680℃,终点钢水碳含量和磷含量分别为0.011%和0.007%。
Claims (6)
1.一种低磷钢的冶炼方法,其特征在于,采用顶底复吹转炉冶炼并以铁水和废钢为原料,分两个阶段进行吹炼,一次吹炼完成脱硅和脱磷,倒渣后二次吹炼,进行脱碳、升温,最后出钢;其中:
(1)一次吹炼吹氧控制:
一次吹氧枪位其中:D为氧枪喷头喉口直径,滞止压力P=工作氧压P1-设计滞止压力P0=工作氧压P1-0.76MPa,熔池的冲击深度h=熔池深度×冲击系数,单位cm,熔池深度由副枪测定,冲击系数控制在0.5~0.7,θ为氧孔张角,°;
(2)一次吹炼石灰加入量为:
W石灰=53.57×[Si]-7.15,其中,W石灰为吨铁石灰加入量,kg/t铁;[Si]为铁水硅的百分含量,%;
一次吹炼开吹时一次性加入石灰;
(3)一次吹炼倒渣:
一次吹炼结束提枪,往转炉内加入1~2kg/t钢的压渣剂后倒掉50%以上的前期炉渣;
(4)二次吹炼吹氧控制:
二次吹炼阶段氧压为0.84~0.86MPa,冲击系数为0.63~0.68,底吹供氧强度为0.03~0.05Nm3/(t·min);
(5)二次吹炼加入石灰、轻烧白云石、镁球和升温剂,升温剂在二次吹炼下枪前加入,其余渣料的60%在开吹后加入,剩余渣料分2~3批均匀加入。
2.根据权利要求1所述的低磷钢的冶炼方法,其特征在于,采用铁水和废钢为原料,铁水比=158.5-14[Si]HM-0.05THM,其中,铁水比为铁水/(铁水+废钢),%,[Si]HM为铁水硅的百分含量,%;THM为铁水温度,℃。
3.根据权利要求1所述的低磷钢的冶炼方法,其特征在于,一次吹炼的吹氧时间控制在5~7min;一次吹炼0~2min,工作氧压为0.83~0.88MPa,冲击系数控制在0.60~0.70;一次吹炼2min至一次提枪,工作氧压为0.65~0.70MPa,系数控制在0.50~0.60;一次吹炼底吹流量为0.06~0.08Nm3/(t·min)。
4.根据权利要求1所述的低磷钢的冶炼方法,其特征在于,二次吹炼阶段石灰加入量为25~30kg/t钢、轻烧白云石加入量为12~17kg/t钢、镁球加入量为1~2kg/t钢,升温剂加入量为4~8kg/t钢。
5.根据权利要求1所述的低磷钢的冶炼方法,其特征在于,一次吹炼球团加入量为5-10kg/t钢,在开吹时加入;二次吹炼中后期根据炉内的返干情况,少量多批次加入球团,球团每次加入量1.7~2.5kg/t钢。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的低磷钢的冶炼方法,其特征在于:转炉吹炼终点钢水磷含量控制在0.008%以下的同时,转炉出钢温度控制在1670℃以上,出钢碳含量控制在0.1%以上。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181207 |
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