CN109593907B - 一种冶炼低磷钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于炼钢技术领域，公开了一种冶炼低磷钢的方法，包括：倒罐站铁水配硅控制步骤；废钢选择及废钢比控制步骤；转炉装入量控制步骤；转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制步骤；冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤；半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤；出钢下渣控制步骤；钢包选择和粘渣量控制步骤。本发明提供的冶炼低磷钢的方法通过对参数和工序的优化，在给定铁水和废钢条件下，最终能够稳定的生产成品P≤0.005％的合格铸坯。

Description

一种冶炼低磷钢的方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种冶炼低磷钢的方法。

背景技术

随着钢铁产品的不断升级，很多产品对磷含量提出了更高的要求，如某些钢种要求P≤0.006％，这对炼钢生产提出了严峻考验，如何控制钢水磷含量符合低磷钢要求，是冶炼此类低磷钢生产企业急需解决的问题。

现有技术中，由于装备、铁水以及原辅料的差异，存在多种不同的控磷方法，主要有单渣法、双渣法、出钢前倒渣后吹发等。但是单渣法的控磷稳定性波动较大，很难达到此类钢种要求的磷含量，出钢前倒渣后吹法低效，又不符合冶金发展方向。同时需要等成分检测出钢，导致钢液在转炉内降温10-14℃，这样会使得钢水温度不符合要求，造成转炉后吹升温，造成钢水过氧化，钢水质量恶化，同时增加转炉副原料消耗增加

发明内容

本发明提供一种冶炼低磷钢的方法，解决现有技术中低磷冶炼出钢质量不稳定，出钢温降导致钢水质量劣化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冶炼低磷钢的方法，包括：

倒罐站铁水配硅控制步骤；

废钢选择及废钢比控制步骤；

转炉装入量控制步骤；

转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制步骤；

冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤；

半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤；

出钢下渣控制步骤；

钢包选择和粘渣量控制步骤。

进一步地，所述倒罐站铁水配硅控制步骤包括：

对铁水成分和温度进行控制，在倒罐站进行配硅/脱硅处理，使倒罐站铁水的最终成分为：4.0％≤C≤4.6％、0.35％≤Si≤0.70％、P≤0.10％、0.00％≤S≤0.04％，温度T≥1300℃。

进一步地，所述废钢选择及废钢比控制步骤包括：

使用轻薄低硫废钢，且按照质量百分数，所述轻薄低硫废钢的废钢比控制在6％～8％。

进一步地，所述轻薄低硫废钢包括：热轧波浪板、剪废卷及板边构成的轻薄料。

进一步地，所述转炉装入量控制步骤包括：

转炉装入量控制在238±2t。

进一步地，所述转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量控制步骤包括：

转炉吹炼枪位采取低～高～低，再低～高～低～低模式；

供氧强度采取低～中～中，再低～偏高～高的模式；

底吹强度采取强～强～强，再低～低～强的模式。

进一步地，所述冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤包括：

半钢阶段，终了温度控制在1370℃～1420℃，碳含量控制在2.8％～3.2％；

TSC温度在1540℃～1580℃，碳含量0.30％～0.40％；

TSO温度在1660℃～1675℃，碳含量0.03％～0.045％。

进一步地，所述半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤包括：

采用常规双渣操作，在装入废钢前预加入1～1.5t白灰和0.5t轻烧粉，开吹后即刻加入第一批料，半钢渣碱度R控制在1.5～1.8，MgO的质量百分比控制在6％～8％；

半钢倒渣结束二次开吹后，加入第二批料，模型静态计算总量的40％，同时间隔一定时间加入300Kg～500Kg氧化球团，保证化渣效果；

动态加入氧化球团和0.5～1.5t白灰，终渣碱度R控制在4.0～4.5，MgO的质量百分比控制在8％～10％。

进一步地，所述出钢下渣控制步骤包括：

出钢开始时，快速摇炉至出钢位85°～88°范围，减少前渣进入钢包内；

出钢过程中，减少和控制出钢过程中的下渣量；

出钢量达到218t时，抬炉并关闭滑板挡渣，减少出钢结束渣进入钢包内。

进一步地，所述钢包选择和粘渣量控制步骤包括：

使用上一炉走LF造渣工艺进行的周转洁净钢包；

钢包上一炉盛装钢水成品磷≤0.020％；

规范钢包从铸毕至翻渣时间≤7min，减少钢包粘渣量。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的冶炼低磷钢的方法，通过采取倒罐站、转炉双渣、转炉吹炼参数优化、出钢控制、钢包选择等方面控制，实现了低磷钢的稳定冶炼；具体来说，通过优化控制倒罐站铁水配硅(铁水选择)；废钢选择及废钢比控制；转炉装入量控制；转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制，同时转炉常规双渣；TSC碳及温度、TSO温度控制；半钢和终渣R、MgO％控制；出钢下渣控制；转炉补炉控制；钢包选择和粘渣量等工艺参数和操作，能够稳定生产出成品磷≤0.005％的铸坯，该方法实际应用效果稳定。另一方面，通过上述步骤控制能够保证钢水的成分指标，从而可直接出钢，而不必等到成待分检测，避免等成分温降导致的质量劣化。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种冶炼低磷钢的方法，解决现有技术中低磷冶炼出钢质量不稳定的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本实施例提供一种冶炼低磷钢的方法，包括：

倒罐站铁水配硅控制步骤；

废钢选择及废钢比控制步骤；

转炉装入量控制步骤；

转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制步骤；

冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤；

半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤；

出钢下渣控制步骤；

钢包选择和粘渣量控制步骤。

下面将具体说明。

步骤S1，倒罐站铁水配硅控制步骤：对倒罐站铁水配硅以及铁水选择进行控制，使得所述铁水成分、温度相对稳定；

步骤S11：参考炼铁报铁水成分，在倒罐站进行混铁操作，将铁水成分控制在4.0％≤C≤4.6％、0.35％≤Si≤0.70％、P≤0.10％、0.00％≤S≤0.04％，温度T≥1300℃；

步骤S12：在步骤S11不能将铁水Si含量控制在≥0.35％，即铁水Si＜0.35％的情况下，利用倒罐站内设置的料仓进行铁水配硅操作，普通硅铁加入量在0～1000Kg/包，其中，500Kg普通硅铁涨Si约0.17％；

步骤S13：在步骤S11不能将铁水Si含量控制在≤0.70％，即铁水Si＞0.70％的情况下，利用倒罐站内设置的料仓进行铁水脱硅操作，脱硅剂在出铁过程中缓慢加入，以防止脱硅剂加入过快导致铁包大翻，脱硅剂加入量在0～1500Kg/包。

步骤S2，废钢选择及废钢比控制步骤：对废钢选择及废钢比控制，使用低硫废钢及废钢比控制在6.3％～8.4％；

步骤S21：严格控制此类钢种废钢来源和种类，须使用自产废钢，为轻薄料，主要为热轧波浪板、剪废卷、板边；

步骤S22：严格控制此类钢种废钢比，为了确保炼钢热量富余，采取低废钢比操作，溅渣结束倒渣后即加入轻薄废钢，确保吹炼过程废钢迅速熔化，减少因废钢不熔化导致钢水温度迅速升高带来的脱磷困难。

步骤S3，转炉装入量控制步骤：对所述转炉装入量控制；

步骤S31：冶炼此类钢种前需对倒罐、脱硫台车秤以及天车秤进行校对，确保铁水足量准确装入；

步骤S32：按照废钢秤单装入废钢，后续控制铁水装入量，综合确保转炉装入量控制在238±2t，为后续出钢控制做准备。

步骤S4，转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量控制步骤：对转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量控制；转炉吹炼枪位采取低～高～低，再低～高～低～低模式；供氧强度采取低～中～中，再低～偏高～高的模式；底吹强度采取强～强～强，再低～低～强的模式。

步骤S41：为确保转炉开吹打火成功，开吹枪位2.0m，供氧强度1.71Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t，40s后枪位2.2m，供氧强度2.48Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t，后续枪位控制直至半钢吹炼结束提枪前30s，按照2.6m控制，供氧强度3.42Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t；

步骤S42：半钢吹炼结束前30s直至半钢吹炼结束吹炼枪位按照2.3m，供氧强度3.56Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t控制，加强搅拌，促进化渣，确保前期脱磷效果和半钢倒渣效果，将含磷量高的半钢渣倒出；

步骤S43：半钢倒渣过程底吹强度0.024Nm3/min/t，同时根据炉渣的泡沫化程度，决定是否加入压渣剂，保证快速足量倒半钢渣；

步骤S44：半钢倒渣结束后二次开吹枪位按照2.0m，50s后枪位2.2m，100s后枪位按照模式表控制，终吹枪位1.6m，供氧强度按照3.42～3.72Nm³/min/t，底吹强度按照半钢开吹至TSC测量0.028Nm³/min/t，TSC测量结束到TSO测量为0.062Nm³/min/t，加大后期搅拌保证脱磷效果；

步骤S45：出钢开始到出钢结束底吹强度0.0155Nm³/min/t，减少出钢过程钢水增氮。

步骤S5，冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤：对各阶段碳、温度控制；

步骤S51：转炉开吹时确保足量促进化渣的冷料(主要是氧化球团)加入，控制半钢温度在1370℃～1420℃，碳含量控制在2.8％～3.2％；

步骤S52：半钢倒渣结束，二次开吹加入二批料后，需要继续控制钢水升温速率，间隔一定时间加入300Kg～500Kg氧化球团，同时避免吹炼返干，TSC温度在1540℃～1580℃，碳含量控制在0.30％～0.40％,TSC化验P含量≤0.020％；

步骤S53：根据TSC测量情况进行动态调整，确保TSO温度在1660℃～1675℃，转炉TSO温度≥1650℃，可以不进行后吹升温，否则转炉后吹升温，碳含量0.03％～0.045％。

根据转炉碳氧积情况，决定钢水是否等TSO成分出钢，当转炉碳氧积≤0.0021时，转炉测量终点碳≤0.045％；0.0021＜转炉碳氧积≤0.0025时，转炉测量终点碳≤0.040％；0.0025＜转炉碳氧积≤0.0032时，转炉测量终点碳≤0.035％；以上三种情况可不等TSO成分检测，直接出钢；转炉碳氧积＞0.0032时，须等转炉TSO成分检测，方才出钢；如果冶炼其它品种时前几炉炉内有明显增碳、增磷现象，一旦出现增碳、增磷侧面说明转炉复吹效果变差、炉型或炉况恶化，对钢水在转炉内成分、温度的均匀产生较大影响，因此TSO测温、取样的结果不具代表性，须等TSO化验分析C、P成分合格后出钢。

不等成分直接出钢，也就是快速出钢能够减少钢水在转炉内停留时间，约5-7min/炉；从能够避免等TSO成分出钢的过程会造成的钢水在转炉内降温10-14℃；这种温降会使得钢水温度不符合要求，造成转炉后吹升温，造成钢水过氧化，钢水质量恶化，同时增加转炉副原料消耗增加。

步骤S6，半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤：对半钢渣及终渣R、MgO％控制；

步骤S61：采用常规双渣操作，即不留渣操作，在装入废钢前预加入1～1.5t白灰和0.5t轻烧粉，开吹后即加入一批料，需减去提前加入的辅料量，半钢渣碱度R可精准控制在1.5～1.8，MgO的质量百分比控制在6％～8％。

步骤S62：炼钢

步骤S7，出钢下渣控制步骤；

步骤S71：转炉终点测温取样，温度和氧活度符合要求后开始出钢，出钢开始时采取快速摇炉至出钢位85°～88°范围，用于减少前渣进入钢包内；

步骤S72：出钢过程中勤摇炉、多观察控制出钢口圆流、满流，用于减少和控制出钢过程中的下渣量；

步骤S73：出钢量达到218t时，炉内剩钢操作，及时抬炉并关闭滑板挡渣，减少出钢结束渣进入钢包内。

主要目的是减少转炉下渣量，避免出钢过程和精炼处理过程因下渣带来的钢水回磷量大。

步骤S8：对转炉补护炉控制；

冶炼此类钢种前不能对转炉补炉，因为补炉后会对转炉的炉型和转炉的复吹效果产生影响，会影响转炉碳氧积，进而影响转炉出钢磷含量，转炉碳氧积的数值一般越低越好。

步骤S9：对钢包选择、粘渣量和钢包烘烤时间控制；

步骤S91：考虑钢水从出钢至成品回磷控制：要求使用上一炉走LF造渣工艺进行的周转洁净钢包，在冶炼生产安排上进行调控；

步骤S92：考虑钢水从出钢至成品回磷控制：要求使用上一炉盛装钢水成品磷≤0.020％；

步骤S93：考虑钢水从出钢至成品回磷控制：规范钢包从铸毕至翻渣时间≤7min，减少钢包粘渣量。

步骤S94：同时控制钢包在线烘烤时间控制在30分钟以内。

确保了钢水从出钢至成品回磷量在0.0004％以内，进而确保了成品磷≤0.005％，同时可钢水不等TSO成分直接出钢。

本发明提供的一种冶炼低磷钢及快速出钢的方法，通过优化控制倒罐站铁水配硅(铁水选择)；废钢选择及废钢比控制；转炉装入量控制；转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制，同时转炉常规双渣；TSC碳及温度、TSO温度控制；半钢和终渣R、MgO％控制；出钢下渣控制；转炉补炉控制；钢包选择和粘渣量等工艺参数和操作，能够稳定生产出成品磷≤0.005％的铸坯，该方法实际应用效果良好。另一方面，通过上述步骤控制能够保证钢水的成分指标，从而可直接出钢，而不必等到成待分检测，避免等成分温降导致的质量劣化。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种冶炼低磷钢的方法，其特征在于，包括：

倒罐站铁水配硅控制步骤；

废钢选择及废钢比控制步骤；

转炉装入量控制步骤；

转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量综合控制步骤；

冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤；

半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤；

出钢下渣控制步骤；

钢包选择和粘渣量控制步骤；

所述倒罐站铁水配硅控制步骤包括：

对铁水成分和温度进行控制，在倒罐站进行配硅/脱硅处理，使倒罐站铁水的最终成分为：4.0％≤C≤4.6％、0.35％≤Si≤0.70％、P≤0.10％、0.00％≤S≤0.04％，温度T≥1300℃；

其中，铁水Si＜0.35％的情况下，进行铁水配硅操作，普通硅铁加入量在0～1000Kg/包，且500Kg普通硅铁涨Si约0.17％；

铁水Si＞0.70％的情况下，进行铁水脱硅操作，脱硅剂在出铁过程中缓慢加入，防止脱硅剂加入过快导致铁包大翻，脱硅剂加入量在0～1500Kg/包；

所述废钢选择及废钢比控制步骤包括：

使用轻薄低硫废钢，且按照质量百分数，所述轻薄低硫废钢的废钢比控制在6.3％～8.4％，确保吹炼过程废钢迅速熔化，减少因废钢不熔化导致钢水温度迅速升高带来的脱磷困难；

所述转炉装入量控制步骤包括：转炉装入量控制在238±2t；

所述转炉吹炼枪位、供氧强度与底吹流量控制步骤包括：

转炉吹炼枪位采取低～高～低，再低～高～低～低模式；

供氧强度采取低～中～中，再低～偏高～高的模式；

底吹强度采取强～强～强，再低～低～强的模式；

其中，为确保转炉开吹打火成功，开吹枪位2.0m，供氧强度1.71Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t，40s后枪位2.2m，供氧强度2.48Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t，后续枪位控制直至半钢吹炼结束提枪前30s，按照2.6m控制，供氧强度3.42Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t；

半钢吹炼结束前30s直至半钢吹炼结束吹炼枪位按照2.3m，供氧强度3.56Nm³/min/t，底吹强度0.062～0.093Nm³/min/t控制，加强搅拌，促进化渣，确保前期脱磷效果和半钢倒渣效果，将含磷量高的半钢渣倒出；

半钢倒渣过程底吹强度0.024Nm3/min/t，同时根据炉渣的泡沫化程度，决定是否加入压渣剂，保证快速足量倒半钢渣；

半钢倒渣结束后二次开吹枪位按照2.0m，50s后枪位2.2m，100s后枪位按照模式表控制，终吹枪位1.6m，供氧强度按照3.42～3.72Nm³/min/t，底吹强度按照半钢开吹至TSC测量0.028Nm³/min/t，TSC测量结束到TSO测量为0.062Nm³/min/t，加大后期搅拌保证脱磷效果；

出钢开始到出钢结束底吹强度0.0155Nm³/min/t，减少出钢过程钢水增氮；

所述冶炼过程中，含碳量和温度控制步骤包括：

半钢阶段，转炉开吹时加入促进化氧化球团的冷料，终了温度控制在1370℃～1420℃，碳含量控制在2.8％～3.2％；

半钢倒渣结束，二次开吹加入二批料后，需要继续控制钢水升温速率，间隔一定时间加入300Kg～500Kg氧化球团，同时避免吹炼返干，TSC温度在1540℃～1580℃，碳含量0.30％～0.40％；

TSO温度在1660℃～1675℃，碳含量0.03％～0.045％；

其中，根据转炉碳氧积情况，决定钢水是否等TSO成分出钢，当转炉碳氧积≤0.0021时，转炉测量终点碳≤0.045％或0.0021＜转炉碳氧积≤0.0025时，转炉测量终点碳≤0.040％或0.0025＜转炉碳氧积≤0.0032时，转炉测量终点碳≤0.035％，可不等TSO成分检测，直接出钢，能够减少钢水在转炉内停留时间，避免等TSO成分出钢的过程会造成的钢水在转炉内降温；

所述半钢渣及终渣R、MgO％控制步骤包括：

采用常规双渣操作，在装入废钢前预加入1～1.5t白灰和0.5t轻烧粉，开吹后即刻加入第一批料，半钢渣碱度R控制在1.5～1.8，MgO的质量百分比控制在6％～8％；

半钢倒渣结束二次开吹后，加入第二批料，模型静态计算总量的40％，同时间隔一定时间加入300Kg～500Kg氧化球团，保证化渣效果；

动态加入氧化球团和0.5～1.5t白灰，终渣碱度R控制在4.0～4.5，MgO的质量百分比控制在8％～10％；

所述出钢下渣控制步骤包括：

出钢开始时，快速摇炉至出钢位85°～88°范围，减少前渣进入钢包内；

出钢过程中，减少和控制出钢过程中的下渣量；

出钢量达到218t时，抬炉并关闭滑板挡渣，减少出钢结束渣进入钢包内；

所述钢包选择和粘渣量控制步骤包括：

使用上一炉走LF造渣工艺进行的周转洁净钢包；

钢包上一炉盛装钢水成品磷≤0.020％；

规范钢包从铸毕至翻渣时间≤7min，减少钢包粘渣量。

2.如权利要求1所述的冶炼低磷钢的方法，其特征在于：所述轻薄低硫废钢包括：热轧波浪板、剪废卷及板边构成的轻薄料。