CN110484693B

CN110484693B - 一种低成本rh脱碳脱磷的方法

Info

Publication number: CN110484693B
Application number: CN201910875900.3A
Authority: CN
Inventors: 屠兴圹; 周淼; 苏振伟; 张盛华
Original assignee: Zenith Steel Group Co Ltd
Current assignee: Zenith Steel Group Co Ltd
Priority date: 2019-09-17
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2039-09-17
Also published as: CN110484693A

Abstract

本发明公开了一种低成本RH脱碳脱磷的方法，具体步骤如下：转炉出钢过程不加合金、脱氧剂，仅添加渣料；将钢水吊运至RH真空处理位，顶升钢包至RH处理槽；开启真空泵进行真空处理；真空室CO尾气浓度小于0.5％，进行破空；钢水吊运至扒渣位，扒除脱磷渣；钢水吊运至LF炉进行造渣、升温、调整成分。与现有技术相比，本发明有益效果是：在RH不需添加渣料、吹氧前提下，利用钢水中的氧、出钢添加的渣料及钢水到RH的温度条件，冶炼C低于0.01％、P低于0.008％的超低碳、低磷钢。

Description

一种低成本RH脱碳脱磷的方法

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种低成本RH脱碳脱磷的方法。

背景技术

超低碳钢作为用于生产深冲压和超深冲冷轧基板的主要原料，广泛应用于汽车、家电、精密焊管等行业。而磷在钢中显著降低钢的韧性，提高钢的冷脆性，而且易偏析，影响钢的局部组织均匀性，从而影响钢材的机械性能。目前，生产低磷钢一般采用在铁水包或鱼雷车中预脱磷、转炉双渣法脱磷或RH炉真空室添加脱磷剂和喷吹氧气法进行脱磷。在铁水包或鱼雷车中预脱磷，铁水温降大，需进行吹氧补充温降，而且铁水包或鱼雷车容积小，反应慢，脱磷效率低；采用双渣法脱磷增加转炉冶炼周期和渣料消耗，降低转炉作业率；RH炉真空室添加脱磷剂和喷吹氧气脱磷，不仅对设备要求高，而且生产成本较高。专利CN200810012366.5钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法，转炉出钢时不脱氧，添加脱磷熔剂进行出脱磷，在RH通过添加复合球体进行深脱磷，脱磷后进行扒渣，由于在RH处理时需添加复合球体进行脱磷，对设备要求较高，成本投入大；专利CN200810035042.3一种多功能真空精炼工艺中RH脱磷期间不仅需要添加特定的脱磷剂脱磷，而且脱磷后进行脱硫脱氧操作，未将脱磷渣扒除，易造成渣中磷回到钢水中，故很难达到较好的脱磷效果。

所以，针对超低碳、低磷钢生产中，需要一种生产效率高，且成本较低的生产方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种简单、低成本RH脱碳脱磷的方法，冶炼超低碳、低磷钢时，钢水在RH真空炉脱碳、脱磷反应可表示为：

脱碳反应：[C]+[O]＝CO

脱磷反应：2[P]+5[O]+3(CaO)＝3CaO·P₂O₅

真空脱碳利用气泡泵原理是钢水在真空室与钢包之间产生循环流动，靠钢中的氧在真空室内进行脱碳。而采用RH真空炉脱磷，需具备促进脱磷反应的因素：较低的温度、较高的碱度、强氧化性、良好的炉渣流动性、足够的渣量。

本发明利用转炉放钢后不加合金及脱氧剂，保证钢水的强氧化性；加入适量的石灰和化渣剂，保证钢水渣量要求、较高碱度和炉渣流动性；而钢水由转炉吊运至RH真空炉及循环过程中的适当温降，保证了钢水较低的温度。故在RH真空循环过程中具备促进脱磷的条件，通过各条件间的协同配合，使本发明无需额外加入脱磷剂，而可以将钢水中的一定量的磷脱除。

一种低成本RH脱碳脱磷的方法，具体步骤如下：

1)转炉钢水出钢过程中，不加脱氧剂和合金，出钢1/2至出钢结束加入石灰和化渣剂；

2)出钢结束后氩气流量500～1000Nl/min搅拌1～5min，使钢水表面渣料呈熔化状，使RH脱磷反应时具有良好的动力学条件。

3)将钢水吊运至RH真空处理位，顶升钢包至RH处理槽；

4)开启真空泵进行真空处理5～8min；RH处理起始温度1560～1610℃；

5)采用真空室尾气CO浓度判定反应结束，当尾气CO浓度小于0.5％，并保持稳定状态，碳氧反应已结束，进行破空；

6)钢水吊运至扒渣位，扒除脱磷渣；

7)钢水吊运至LF炉进行造渣、调整温度、添加合金调整钢种的化学成分。

进一步的，所述的钢水净重120t，出钢钢水温度1630～1670℃，出钢C＜0.06％，出钢P＜0.015％，钢水中[O]为400～700ppm。

进一步的，所述石灰加入量为800kg，化渣剂加入量为400kg；石灰中CaO＞70％、SiO₂＜5％，化渣剂中CaO为40～50％，Al₂O₃为40～45％，SiO₂＜5％。石灰是提高渣碱度的，化渣剂是降低渣的熔点，促进渣融化。

进一步的，所述的扒渣位采用扒渣板在行车将钢包吊运倾斜至75～85度时将钢水表面脱磷渣扒除干净。

进一步的，所述的钢水吊运至LF炉后，添加石灰、化渣剂造渣，并进行钢水升温、添加合金，调整温度、化学成分至连铸浇铸要求。在LF处理中不添加含碳、磷的原料，保证成品钢的低碳、低磷含量。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

传统工艺生产超低碳低磷钢，一般采用RH循环脱碳，而脱磷采用转炉双渣法或RH吹氧加脱磷剂脱磷。转炉双渣法脱磷不仅增加渣料消耗，而且影响转炉作业率；RH真空脱磷，往往需要在RH处理过程中增加更多设备为脱磷创造条件，如通过加料设备添加脱磷剂、通过吹氧设备提供氧源或升温，不仅对设备要求高，而且生产成本高。

本发明通过转炉出钢C＜0.06％，出钢过程不加脱氧剂和合金，保证钢水具有足够的氧化性，出钢过程添加石灰和化渣剂，保证炉渣渣量、碱度，出钢结束后进行氩气搅拌，确保炉渣具有较好的流动性，钢水由转炉吊运至RH炉和钢水循环过程中的温降，为RH脱碳、脱磷创造了条件，最终达到冶炼C低于0.01％、P低于0.008％的超低碳、低磷钢。

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：

实施例1

(1)转炉出钢C：0.04％，P：0.011％，出钢温度1635℃，出钢1/2至出钢结束加入800kg石灰+400kg化渣剂，不加合金及脱氧剂。

(2)出钢结束后氩气流量800Nl/min搅拌3min后，钢水表面渣均熔化，且具有较好流动性。

(3)钢水吊运至RH处理位，温度1591℃，采用定氧仪定氧为638ppm，顶升钢包至RH处理槽，开启真空泵系统进行真空处理，真空室钢水开始循环，开始真空度为12KPa、尾气全为CO₂，钢水中氧与碳、磷开始反应，随着尾气中CO₂降低、CO逐渐增高，说明碳氧反应速率逐渐增大，同时脱磷速率也逐渐增大，RH循环处理到6min时，尾气中CO浓度逐渐降低至0.4％，并保持稳定状态，说明碳氧反应已经结束。测温为1558℃，定氧仪定氧为402ppm，钢水取样：C为0.004％，P为0.006％，磷脱除达到目标值。进行破空。

(4)钢水吊运至扒渣位，行车将钢包吊运倾斜至75～85度，采用扒渣板将钢水表面脱磷渣扒除干净。

(5)将钢水吊运至LF炉造渣、升温、调整成分。

实施例2

转炉出钢C:0.05％，P:0.010％，出钢温度1640℃，出钢结束后氩气流量700Nl/min搅拌4min，钢水吊运至RH处理位，温度1598℃，采用定氧仪定氧为562ppm，RH循环处理7min，真空室CO尾气浓度0.3％，并保持稳定状态，测温为1549℃，定氧仪定氧为335ppm，钢水取样：C为0.003％，P为0.004％，进行破空。其余操作与实施例1相同。

实施例3

转炉出钢C:0.03％，P:0.012％，出钢温度1646℃，出钢结束后氩气流量900Nl/min搅拌2min，钢水吊运至RH处理位，温度1593℃，采用定氧仪定氧为657ppm，RH循环处理6min，真空室CO尾气浓度0.4％，并保持稳定状态，测温为1561℃，定氧仪定氧为396ppm，钢水取样：C为0.005％，P为0.007％，进行破空。其余操作与实施例1相同。

实施例4

转炉出钢C:0.05％，P:0.011％，出钢温度1630℃，出钢结束后氩气流量650Nl/min搅拌3min，钢水吊运至RH处理位，温度1581℃，采用定氧仪定氧为540ppm，RH循环处理5min，真空室CO尾气浓度0.2％，并保持稳定状态，测温为1542℃，定氧仪定氧为365ppm，钢水取样：C为0.002％，P为0.005％，进行破空。其余操作与实施例1相同。

对比实施例1

将实施例1步骤(1)中，“不加合金及脱氧剂”修改为“添加100～150kg/炉铝块”，其它操作同实施例1。对RH处理前氧含量进行测定，钢中氧含量为45ppm，RH处理后氧含量测定为14ppm，RH结束后在LF取样成分检验C为0.031％，P为0.011％。

对比实施例2

当实施例1步骤(1)中，“出钢温度1635℃”改为“出钢温度1580℃”，其它操作同实施例1。当钢水吊运至RH处理位，温度1523℃，RH结束后在LF取样成分检验C为0.035％，P为0.010％。

对比实施例3

将实施例1步骤(4)中，“钢水吊运至扒渣位”修改为“钢水不扒渣，直接上LF炉处理”，其它操作同实施例1。RH结束后在LF取样成分检验C为0.004％，P为0.011％。

实施例1～4所得RH循环处理前、后钢水中[O]、C、P的百分含量及炉渣的主要成分见表1。对比实施例1～3所得RH循环处理前、处理后在LF取样钢水中C、P的百分含量见表2。

表1 RH循环处理前、后钢水中[O]、C、P的百分含量及炉渣的主要成分

表2对比实施例1～3所得RH循环处理前、处理后在LF取样钢水中C、P的百分含量

表2：

对比实施例	取样	钢水C/％	钢水P/％
					处理前	0.04	0.011
1	处理后	0.031	0.011
				2	处理后	0.035	0.010
3	处理后	0.004	0.011

从表1中可以看出，RH处理前后钢水中[O]、C、P及炉渣中P₂O₅的变化，表2中出钢后添加脱氧剂、出钢温度低RH处理过程流动性差、RH处理后不进行扒渣导致钢水回P。说明采用本发明处理方法，RH循环过程中能较好的将C、P脱除，扒除脱磷渣后重新到LF炉造渣、升温、调整成分，以达到生产超低碳、低磷钢的目的。

Claims

1.一种低成本RH脱碳脱磷的方法，其特征在于：在生产超低碳、低磷钢时，采用RH进行脱碳、脱磷，具体步骤包括如下：

（1）转炉出钢钢水温度1630~1670℃，出钢C＜0.06%，出钢P＜0.015%，钢水出钢过程中，不加脱氧剂和合金，出钢1/2至出钢结束加入石灰和化渣剂，钢水中[O]为400~700ppm；所述的石灰加入量为800kg/炉，化渣剂加入量为400kg/炉；石灰成分为：CaO＞70%、SiO₂＜5%；化渣剂的成分为：CaO 40~50%，Al₂O₃ 40~45%，SiO₂＜5%；

（2）出钢结束后控制氩气流量500~1000NL/min搅拌；

（3）将钢水吊运至RH真空处理位，顶升钢包至RH处理槽；

（4）开启真空泵进行真空处理，RH真空处理起始温度为1560~1610℃；

（5）待真空室CO尾气浓度小于0.5%，并保持稳定状态，进行破空，得到的钢水中C低于0.01%、P低于0.008%；

（6）钢水吊运至扒渣位，扒除脱磷渣。

2.根据权利要求1所述的低成本RH脱碳脱磷的方法，其特征在于：步骤（2）中吹氩气搅拌时间为1~5min，使钢水表面渣料呈熔化状。

3.根据权利要求1所述的低成本RH脱碳脱磷的方法，其特征在于：真空处理时间5~8min，真空室CO尾气浓度小于0.5%，并保持稳定状态，碳氧反应已结束。

4.根据权利要求1所述的低成本RH脱碳脱磷的方法，其特征在于：步骤（6）中，所述的扒渣位采用扒渣板在行车将钢包吊运倾斜至75~85度时将钢水表面脱磷渣扒除。

5.根据权利要求1所述的低成本RH脱碳脱磷的方法，其特征在于：待步骤（6）扒除脱磷渣后，钢水吊运至LF炉进行造渣、升温、调整成分。