CN112680557A - 超低磷钢冶炼脱磷方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低磷钢冶炼脱磷方法，1）转炉吹炼结束后，通过转炉终点副枪测量确定钢水氧值为300‑600ppm；2）以沸腾钢形式带氧吊到精炼炉，加入白灰和萤石进行升温化渣，在15分钟内将钢水温度提升到1590℃以上；3）控制钢包净空＜400㎜；4）净空和温度满足后，进行如下操作:①立即向钢水中加入碳粉，搅拌后使碳粉与钢水中的氧剧烈反应，钢水顶层起泡沫渣；②对钢包底吹氩；③连续晃动钢车将泡沫渣排出钢包；5）钢水加入脱氧物料，进行合金化，本发明使钢水中的磷随泡沫渣一起完全排出钢包，避免后续工序中在钢水中分解，钢包回磷的问题，保证了出钢含磷量达到小于0.02%的要求，甚至可以达到小于0.01%。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及一种超低磷钢冶炼脱磷方法。
背景技术
磷是对钢质韧性有害的元素，它能显著降低钢的低温冲击韧性，增加钢的强度和硬度；磷在钢中的偏析比较严重，容易使钢的局部组织异常，造成机械性能不均勻；磷还会引起腐蚀疲劳和焊接开裂。现有的脱磷方法是第一步、将铁水和废钢按一定比例装入转炉，按转炉正常的冶炼方式吹炼，出钢挡渣，钢液在钢包内脱氧合金化，出钢后扒渣；第二步、将扒渣后的钢液再次装入转炉，按转炉正常冶炼方式吹炼，出钢挡渣，钢液在钢包内不脱氧合金化，出钢后扒渣，然后进行升温、脱氧合金化等精炼处理后连铸或模铸。现有技术中超低磷精品钢要求成品中磷含量实现超低，达到小于0.02%。而现行的炼钢方法生产周期长，成本高，往往达不到钢成品中磷含量小于0.02%的要求，影响产品的性能和质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，钢包脱磷后在后续工艺中容易产生回磷的问题。
本发明解决上述问题，采用的技术方案是：
一种超低磷钢冶炼脱磷方法，按下列步骤操作：
1）转炉吹炼结束后，通过转炉终点副枪测量确定钢水氧值为300-600ppm；
2）以沸腾钢形式带氧吊到精炼炉，加入白灰和萤石,，然后立即升温，在15分钟内将钢水温度提升到1590℃以上，进行升温化渣；
3）控制钢包净空＜400㎜；
4）净空和温度满足后，进行如下操作: ①立即向钢水中加入碳粉，搅拌后使碳粉与钢水中的氧剧烈反应，钢水顶层起泡沫渣；②对钢包底吹氩；③连续晃动钢车将泡沫渣排出钢包；
5）钢水加入脱氧物料，进行合金化。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的脱磷方法，使钢水中的磷能够完全随泡沫渣的排放与钢包分离，得到纯净的钢水，避免了现有技术中在后续工艺磷在钢水中分解，出现钢包回磷的问题，保证了出钢含磷量达到小于0.02%的要求，甚至可以达到小于0.01%。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：
上述方法中，白灰添加量为4-6kg/吨钢，萤石添加量为1-1.5kg/吨。
升温化渣后钢水中含C：0.03～0.05%、Mn:0.07～0.10%、P:0.020～0.025%、S：0.008～0.012%；升温化渣后形成的顶渣成分为：TFe:18～25%、CaO:40～42%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：3.3～4.6%，其余为其它杂质。
升温化渣后形成的顶渣碱度为5～6之间。
上述方法中，碳粉加入量根据测得的氧值在100Kg至160Kg范围内调整。
泡沫渣成分为TFe:15～20%、CaO:48～52%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：4～5.7%及其它杂质。
排出泡沫渣后钢水中含有C：0.04～0.06%、Mn:0.08～0.11%、P:0.010～0.015%、S：0.009～0.013%，Si为0。
具体实施方式
传统的精钢冶炼工艺，为降低磷含量需要进行脱磷，出钢过程中向钢包内加入脱氧剂，使钢中的氧以及渣中FeO下降，脱氧产物进入炉渣，使炉渣碱度降低，会打破脱磷反应的平衡状态，导致P2O5的分解和还原，磷又重新进入到钢液。称回磷现象，回磷影响钢水脱磷效果，出钢下渣越多，回磷越多。
现有技术中避免回磷主要采用挡渣出钢，但是此方法仍不能100%避免钢水中混有钢渣，无法避免回磷，导致钢包脱磷效果达不到预期要求，因此需要转炉工段在实践中继续摸索经验，进一步改善钢包脱磷工艺，提升脱磷效果。
本发明提供一种超低磷钢冶炼脱磷方法，按下列步骤操作：
1）转炉吹炼结束后，通过转炉终点副枪测量确定钢水氧值为300-600ppm；
2）以沸腾钢形式带氧吊到精炼炉，加入白灰和萤石进行升温化渣，给电升温，在15分钟内将钢水温度提升到1590℃以上；
3）控制钢包净空＜400㎜；
4）净空和温度满足后，进行如下操作: ①立即向钢水中加入碳粉，搅拌后使碳粉与钢水中的氧剧烈反应，钢水顶层起泡沫渣；②对钢包底吹氩；③连续晃动钢车将泡沫渣排出钢包；
5）钢水加入脱氧物料，进行合金化。
钢水冶炼中氧值大小在转炉中进行调整，若低于本发明要求的值，则通过氧枪补氧。转炉终点副枪在钢转吊入精练炉前确定钢水氧值。在通常冶炼中，转入精炼炉的钢含氧值不会有明显变化，因此本发明中第4）步加碳前不需要再测量或调整氧值。
本发明白灰添加量为4-6kg/吨钢，萤石添加量为1-1.5kg/吨。进行升温化渣操作时，设定给电升温周期在15分钟以内，后续还需要进行调整温度、吹氩、配加钢水合金成份等，从脱磷工艺至钢水合金化总操作周期控制在38分钟。升温化渣后钢水中含C：0.03～0.05%、Mn:0.07～0.10%、P:0.020～0.025%、S：0.008～0.012%；升温化渣后形成的顶渣成分为：TFe:18～25%、CaO:40～42%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：3.3～4.6%，其余为其它杂质。通过检测此时顶渣碱度应当在5～6之间
上述方法中，钢包内净空要求小于400㎜，一方面保证转炉运行要求，另一方面避免加碳起渣时含磷泡沫渣深度太大，无法通过晃动钢车排出钢包。在操作时，如果在加碳前发现净空过大，应提前联系向钢包内折水补足净空，避免因净空过大造成脱磷泡沫渣不能完全排出，影响脱磷效果。
本发明脱磷方法第4）步中，向钢水中加碳粉需要快速、连续添加，保证反应剧烈。
反应式：
[O]+[C]=CO；
[C]+ ½O2=CO；
2C+2FeO=2Fe+CO2↑。
碳粉加入量根据测得的具体氧值相应调整，碳粉加入量与氧值对应表：
| 氧值 | 300ppm | 400ppm | 500ppm | 600ppm |
| 碳粉（kg） | 100 | 120 | 140 | 160 |
碳粉与钢水中的氧剧烈反应生成一氧化碳气体或二氧化碳气体，气体向钢包外发散，将高磷顶渣瞬间泡沫化，在钢车晃到的过程中泡沫渣溢出。泡沫渣成分为TFe:15～20%、CaO:48～52%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：4～5.7%及其它杂质。排出泡沫渣后钢水中含有C：0.04～0.06%、Mn:0.08～0.11%、P:0.010～0.015%、S：0.009～0.013%，Si为0。
上述方法中，钢包排渣前对钢包底吹氩管路使用石棉粘进行防护。
本发明提供的钢包脱磷方法，使钢水中的磷随泡沫渣一起完全排出钢包，避免后续工序中在钢水中分解，钢包回磷的问题，保证了出钢含磷量达到小于0.02%的要求，甚至可以达到小于0.01%。
Claims (7)
1.一种超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：按下列步骤操作：
1）转炉吹炼结束后，通过转炉终点副枪测量确定钢水氧值为300-600ppm；
2）以沸腾钢形式带氧吊到精炼炉，加入白灰和萤石进行升温化渣，给电升温，在15分钟内将钢水温度提升到1590℃以上；
3）控制钢包净空＜400㎜；
4）净空和温度满足后，进行如下操作: ①立即向钢水中加入碳粉，搅拌后使碳粉与钢水中的氧剧烈反应，钢水顶层起泡沫渣；②对钢包底吹氩；③连续晃动钢车将泡沫渣排出钢包；
5）钢水加入脱氧物料，进行合金化。
2.根据权利要求1所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：第2）步白灰添加量为4-6kg/吨钢，萤石添加量为1-1.5kg/吨。
3.根据权利要求2所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：升温化渣后钢水中含C：0.03～0.05%、Mn:0.07～0.10%、P:0.020～0.025%、S：0.008～0.012%；升温化渣后形成的顶渣成分为：TFe:18～25%、CaO:40～42%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：3.3～4.6%，其余为杂质。
4.根据权利要求3所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：顶渣碱度为5～6之间。
5.根据权利要求1或4所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：碳粉加入量根据测得的氧值在100Kg至160Kg范围内调整。
6.根据权利要求5所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：泡沫渣成分为TFe:15～20%、CaO:48～52%、SiO2:9～12%、MgO：7～9%、R：4～5.7%以及其它杂质。
7.根据权利要求6所述超低磷钢冶炼脱磷方法，其特征在于：排出泡沫渣后钢水中含C：0.04～0.06%、Mn:0.08～0.11%、P:0.010～0.015%、S：0.009～0.013%，Si为0。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210420 |
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