CN111270041B - 一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于转炉炼钢领域，尤其涉及一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的控制方法。包括以下步骤：1)转炉终点拉碳结束，迅速利用副枪进行测温取样，取样完毕后禁止采用氮气压渣，直接往渣面摇炉，倒出部分富磷渣；2)倒富磷渣完毕后，将转炉摇至零位，往炉内加入石灰和烧结矿；3)待转炉终点成分返回并符合出钢要求，开始摇炉出钢；4)出钢过程，往钢包内加入石墨碳粉预脱氧；5)预脱氧结束，加入合成渣；6)合成渣加入完毕后，进行钢水的终脱氧、合金化操作；7)滑板挡终点渣，放钢完毕出钢口内渣子禁止放入钢包。本方法放钢过程回磷可稳定控制在0.002％以内，可显著降低边缘成分的点吹率和因放钢过程回磷导致的成分出格率。

Description

一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的方法

技术领域

本发明属于转炉炼钢领域，尤其涉及一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的方法。

背景技术

磷对于大多数转炉冶炼钢种来说，都是有害元素。目前国内外生产转炉低磷钢的主要方法有单渣留渣法、双渣深脱磷法、双联法，脱磷率大概在85％-93％左右。在采用上述方法冶炼低磷钢过程中，尤其是铁水磷含量较高时(≥0.140％)，不可避免的会出现转炉冶炼终点成分偏上限的情况，而低磷钢冶炼终点渣中磷处于过饱和状态，放钢过程钢水极易回磷，从而导致成品磷成分出格。为防止此类情况的发生，对于终点磷偏上限炉次转炉大多采用点吹工艺进行处理，点吹过程不仅会加剧炉衬侵蚀，还会极大的增加钢水氧化性，使得钢水中夹杂物含量增加，为后道工序处理增加负担，甚至轧材质量出现问题。

中国专利文献201110336040.X公开了一种炉外钢包喷粉的钢水深脱磷工艺，工艺步骤为：转炉出钢温度为1550～1690℃，出钢前在钢包包底预先加入渣料A(Ca0、CaF₂)，出钢过程中随着钢流加入脱氧剂B(金属铝或含有金属铝的合金)进行钢水深脱氧，整个出钢过程和钢水在钢包喷粉工序中，均进行底吹氩气搅拌；进钢包喷粉工位渣面加脱氧剂C(金属铝或者金属钡)进行渣面深脱氧，钢包喷吹专用脱磷粉剂D(硅钙粉)，脱磷处理后钢水转至扒渣工位进行扒渣。

但是该专利提供的方法实质是一种在钢包内喷吹脱磷粉剂进行钢包内钢水脱磷的工艺，适用于极低磷钢(成品磷含量≤0.008％)的生产，生产过程需增加专用喷粉工位，且需在钢包内喷吹专用脱磷粉剂D(硅钙粉)，脱磷处理后钢水需转运至扒渣工位进行扒渣处理，此种处理方法相当于在转炉和精炼之间增加一道工序，不足之处在于：在生产成品磷含量≥0.008％的低磷钢种时若采用上述工艺，一是整个处理过程温降大，二是增加了钢包转运时间，对生产节奏影响较大，三是在钢包内喷吹专用脱磷粉剂D(硅钙粉)导致生产成本进一步增加，四是脱磷处理后进行扒渣，必然导致整个生产过程的钢铁料消耗增加。

发明内容

本发明针对放钢过程钢水极易回磷，从而导致成品磷成分出格的问题，提供一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的控制方法。

为了实现上述目的，本发明的减少脱磷炉冶炼低磷钢出钢过程回磷的控制方法主要在于，控制转炉冶炼低磷钢时从拉碳结束到放钢前的炉内回磷和放钢过程的钢包内回磷。具体采用下述技术方案：

一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的控制方法，包括以下步骤：

1)转炉终点拉碳结束，迅速利用副枪进行测温取样，取样完毕后不采用氮气压渣，直接往渣面摇炉，倒出部分富磷渣；

2)将转炉摇至零位，往炉内加入石灰和烧结矿，加入同时进行降枪喷吹高压氮气；加入完毕，进一步降枪，并采用低-高-低-高的枪位模式喷吹高压氮气；

3)待转炉终点成分返回并符合出钢要求后，开始摇炉出钢，采用滑板挡一次渣，待转炉摇稳后，静置3s以上，打开滑板开始出钢；

4)出钢过程中往钢包内加入0.1～0.4kg/t钢的石墨碳粉进行预脱氧；

5)预脱氧结束后，加入合成渣，合成渣加入过程中钢包底吹氩气流量控制在400～500NL/min；

6)合成渣加入完毕后，进行钢水的终脱氧、合金化操作；

7)采用滑板挡终点渣，放钢完毕，出钢口内渣子禁止放入钢包。

步骤1)中，禁止采用氮气压渣的作用是，防止炉内泡沫渣层被破坏，导致倒渣操作困难。

优选的，步骤1)中炉内饱和富磷渣倒出量为炉内渣量的3/5～4/5。

优选的，步骤2)中通过下料溜槽往炉内加入石灰和烧结矿各3～4kg/t钢。在稀释渣中磷酸盐浓度的同时，增加炉渣碱度和渣中氧化铁浓度，提高炉渣固磷能力，以减少等样出钢过程中的炉内钢水回磷。

优选的，步骤2)中，在下料溜槽下料的同时，将氧枪降至7～8m喷吹高压氮气，直至下料结束。目的是打散物料使其均匀散布在炉内渣面上，防止物料进入炉内结坨。

进一步优选的，步骤2)中，枪位采用1m-1.5m-1m-2m枪位模式喷吹高压氮气，以加速物料在炉内的融化。

优选的，步骤2)中氮气流量需控制在700Nm³/h进行强搅，氮气喷吹总时间≥40s。

优选的，步骤3)中静置时间为3～5s。进一步优选为3～4s。静置使出钢口内炉渣完全上浮。

步骤4)待钢流饱满，钢包底部被钢水完全覆盖时(此时，出钢量约为总钢水量的1/5)，加入0.1～0.4kg/t钢的石墨碳粉进行预脱氧；因低磷钢冶炼终点钢水大多严重过氧化，在转炉出钢前期采用石墨碳粉进行预脱氧可不考虑增碳问题。对于严重过氧化的钢水，铝硅类复合合金脱氧剂的用量大，脱氧生成的酸性氧化物停留在钢液中不仅会污染钢水，还会导致钢包内碱度降低，炉渣固磷效果差，使得钢包内钢水易回磷，在采用石墨碳粉预脱氧后，可减少铝硅类合金脱氧剂的用量，既能节约成本，又能减少因钢包内炉渣碱度降低而导致的回磷。

优选的，步骤5)中预脱氧结束的特征为钢包内钢液液面平稳，钢水不再翻腾。

优选的，步骤5)中合成渣加入量为6～8kg/吨钢。加入合成渣可进一步增加钢包内炉渣碱度，增强炉渣的固磷能力。

优选的，步骤6)中合金化过程采用P≤0.050％的低磷合金，减少合金增磷。终脱氧采用铝锰铁，加入量为2.0-2.3kg/吨钢。

进一步优选的，步骤6)所述低磷合金包括低磷低碳硅锰、金属锰等。

本发明提供的一个或者多个技术方案至少具有以下技术效果：

(1)本发明方法减少回磷量的处理过程全部在等样放钢和放钢周期时间内，不增加转炉冶炼周期及生产工序，处理过程所需物料全部为正常生产过程中常见物料，不额外增加成本。

(2)本发明能够适用于采用较低磷含量(<0.140％)及含磷量较高(≥0.140％)的铁水为原料冶炼低磷钢时的终点控制，适用范围更广。采用本发明方法后，放钢过程回磷可稳定控制在0.002％以内，可显著降低边缘成分的点吹率和因放钢过程回磷导致的成分出格率，对减少炉衬侵蚀、提升钢水质量、保障产品合格率效果显著。

具体实施方式

下面以具体实施方式来对本发明进行详细描述：

拉碳法：转炉炼钢终点控制方法之一，即在熔池含碳量达到出钢要求时便停止吹氧。这度种方法在吹炼终点时不但熔池的硫、磷和温度等符合出钢要求，而且熔池中的碳加上铁合金带入的碳也能符合所炼钢种的规格，不需再专门向金属追加增碳剂增碳。由于冶炼过程的脱碳反应速度快，准确判断接近终点时的钢中碳含量，及时停止吹氧，十分重要。这一操作好像将快速奔驰的骏马及时拉住一样，故称“拉碳”。

实施例1-9

本发明的一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的控制方法主要在于控制转炉冶炼低磷钢时从拉碳结束到放钢前的炉内回磷和放钢过程的钢包内回磷。包括以下步骤：

1、转炉终点拉碳结束，迅速利用副枪进行测温取样，取样完毕后禁止采用氮气压渣，直接往渣面摇炉，将炉内饱和富磷渣倒出3/5～4/5。

2、倒富磷渣完毕后，将转炉摇至零位，通过下料溜槽往炉内加入石灰和烧结矿各450～550kg，在下料溜槽下料的同时，将氧枪降至7-8m喷吹高压氮气，以打散物料使其均匀散布在炉内渣面上，待下料完毕，进一步降枪，枪位采用低高低高(1m-1.5m-1m-2m)枪位模式喷吹高压氮气，以加速物料在炉内的融化，整个过程转炉底吹氮气流量需控制在700Nm³/h进行强搅，时间40s。所述零位为转炉吹炼时垂直的位置。

3、待转炉终点成分返回并符合出钢要求，开始摇炉出钢，出钢过程采用滑板挡一次渣，待转炉摇稳后，需静置3～5s，待出钢口内炉渣完全上浮后，打开滑板开始出钢。

4、出钢过程，待钢流饱满，钢包底部可见钢水时，往钢包内加入16kg～32kg石墨碳粉进行预脱氧。

5、预脱氧结束，特征为钢包内钢水不再翻腾，将合金溜槽对准钢流开始加入合成渣800kg/炉，进一步增加钢包内炉渣碱度，增强炉渣的固磷能力。加入合成渣过程钢包底吹氩气流量为450NL/min。

6、合成渣加入完毕后，开始进行钢水的终脱氧、合金化操作，终脱氧采用铝锰铁，加入量为2.0～2.3kg/吨钢；合金化过程采用低磷合金，加入量为2.5kg/吨钢的低磷低碳硅锰合金，减少合金增磷。

7、采用滑板挡终点渣，放钢完毕出钢口内渣子禁止放入钢包。

在国内某钢厂150t脱磷炉连续生产11炉北极LNG2焊接项目用钢，其中实施例1-6采用本发明所述工艺控制方法，对比例1的控制过程采用正常工艺，对比例2-5省略或更改了本发明的部分步骤，以对比验证本发明实施效果。参过程控制参数及结果见表1～3所示。

实施例1～6及对比例1-5中石灰成分及性质：CaO：89.27％，SiO₂：0.92％，S：0.009％，P：0.008％，活性度343，生过烧率10.4％。

实施例1～6及对比例1-5中烧结矿成分及性质：TFe：48.79％，FeO：10.31％，CaO：14.50％，SiO2：6.34％，MgO：2.91％，P：1.25％，粒度2～5mm。

表1对比例1-5与实施例1～6终点渣成分统计表

实施例	Tfe，％	SiO<sub>2</sub>，％	CaO，％	MgO，％	碱度	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，％	MnO，％
								对比例1	16.3	17.82	45.2	6.17	3.54	1.61	2.68
对比例2	15.8	17.79	48.52	6.57	3.03	1.82	2.82
								对比例3	16.2	17.9	45.67	6.35	3.55	1.87	3.07
对比例4	17.1	18.96	44.95	6.05	3.37	1.83	3.07
								对比例5	15.9	19.4	45.29	6.4	3.33	1.95	2.85
实施例1	17.3	17.93	46.84	6.99	3.61	1.56	2.6
								实施例2	16.5	17.96	44.79	6.2	3.49	1.62	2.85
实施例3	16.7	17.8	46.77	6.7	3.63	2.41	3.03
								实施例4	16.5	18.02	45.56	6.75	3.53	1.92	3.1
实施例5	17.3	20.39	46.98	5.75	3.3	1.9	2.76
								实施例6	16.8	19.17	44.85	7.3	3.34	1.9	2.74

表2对比例1～5与实施例1～6过程参数控制统计表

表3对比例1～5和实施例1～6终点磷与成品磷含量统计表

采用该冶金控制方法，放钢过程回磷可稳定控制在0.002％以内，可显著降低边缘成分的点吹率和因放钢过程回磷导致的成分出格率，对减少炉衬侵蚀、提升钢水质量、保障产品合格率效果显著。

本说明书中若有未作详细记载的内容，均为本领域的现有技术，此处不再赘述。当然，本发明还可以有多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明的公开做出各种相应的改变和变型，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种降低脱磷炉生产低磷钢出钢过程回磷量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）转炉终点拉碳结束，迅速测温取样，不采用氮气压渣，直接往渣面摇炉，倒出部分富磷渣；富磷渣倒出量为总炉渣质量的3/5~4/5；

2）将转炉摇至零位，往炉内加入石灰和烧结矿各3~4kg/t钢，加入石灰和烧结矿的同时，降枪至7~8m喷吹高压氮气，直至下料结束；加入石灰和烧结矿后，进一步降枪，并采用低-高-低-高，1m-1.5m-1m-2m的枪位模式喷吹高压氮气；氮气流量控制在700Nm³/h，氮气喷吹总时间≥40s；

3）待转炉终点成分符合出钢要求后，摇炉出钢，采用滑板挡一次渣，待转炉摇稳后，静置3s以上，打开滑板开始出钢；

4）在出钢过程中，往钢包内加入石墨碳粉0.1~0.4kg/t钢进行预脱氧；

5）预脱氧结束，加入合成渣，合成渣加入过程中，钢包底吹氩气流量控制在400~500NL/min；

6）合成渣加入完毕后，进行钢水的终脱氧、合金化操作；

7）采用滑板挡终点渣，放钢完毕出钢口内渣子禁止放入钢包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）中静置时间为3~5s。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中合成渣加入量为6~8kg/吨钢。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6）中合金化过程采用P≤0.050%的低磷合金。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6）终脱氧中，终脱氧剂加入量为2.0~2.3kg/吨钢。