DE112019000054T5

DE112019000054T5 - Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt

Info

Publication number: DE112019000054T5
Application number: DE112019000054.3T
Authority: DE
Inventors: Shucheng Zhu; Hu ZHAO; Shaopu Xu; Zhongbo Li; Hongyang Li; Yang Yang; Zhenglei Tang; Tao Zhang; Qingbo Liu; Zhanjie Zhang; Jiheng Yuan; Sa Yu; Wenju Kang; Xi Chen; Shuai Zhang; Bo Li; Zhiquan Du; Di Zhao; Liang Li; Peng Jiang
Original assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Current assignee: Nanyang Hanye Special Steel Co Ltd
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-07-23
Also published as: UA126159C2; RU2761852C1; BR112020001127A2; KR102280717B1; US11718885B2; CN109207672B; CN109207672A; US20210214813A1; KR20200070213A; JP2021511436A; WO2020113911A1; JP6945055B2

Abstract

Bereitgestellt ist ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, das das technische Gebiet vom Eisen- und Stahlschmelzen betrifft, wobei eine Stahlschmelze zunächst mit Kalk gemischt wird, um eine basische Schlacke zu bilden; Sauerstoff dann zum Durchblasfrischen eingesetzt wird, um die Oxidierbarkeit der basischen Schlacke zu verbessern; und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel schließlich zugegeben wird, wobei Phosphate beim Freigeben einer großen Menge von Kohlenmonoxidgas auf Grund der Oxidation von Kohlenstoff eingefangen werden, so dass die basische Schlacke fast schäumt und durch die Öffnung der Stahlschmelze austritt, wodurch es keine Bedingung für die Rephosphorisierung von Phosphor zurück in die Stahlschmelze mehr gibt. Bei diesem Verfahren zum Entschlacken werden einfache und erleichterte Bedienung ermöglicht, vergleichsweise niedrige Anforderungen werden an die Einrichtungen gestellt, und eine bessere Entphosphorungswirkung wird erzielt; und daher ist dieses Verfahren auf die Produktion eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, anwendbar. Bereitgestellt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, umfassend: ein obiges Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken. Durch dieses Herstellungsverfahren wird eine gute Entphosphorungswirkung erzielt, während die Herstellungskosten niedrig sind, und ein Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, kann wirksam hergestellt werden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung mit der Nr. 2018114635554 , eingereicht am 3. Dezember, 2018 bei dem chinesischen Patentamt mit dem Titel „Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt“, deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft das technische Gebiet vom Eisen- und Stahlschmelzen, und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt.
Technischer Hintergrund
Phosphor in Stahl ist in Ferrit gelöst, und Phosphor ist stabil anwesend in einem flüssigen Stahl in Form von Fe₂P und Fe₃P, die während der Kristallbildung leicht zu segregieren sind; während Phosphor die Zähigkeit von Stahl, insbesondere die Anlasszähigkeit und die Kälteschlagzähigkeit, erheblich verringern kann, nämlich die Kaltbrüchigkeit von Stahl erhöhen kann. Aus diesem Grund werden vergleichsweise höhere Anforderungen an den Phosphorgehalt mancher Stahltypen gestellt, wie z.B. Tiefziehstahl, Einsatzstahl für Anwendung in Automobilen, Stahl mit ultraniedrigem Kohlenstoffgehalt, Qualitätspipelinestahl usw.
Für die Entphosphorung gibt es normalerweise drei Methoden: 1. Entphosphorung durch die Vorbehandlung von flüssigem Eisen; 2. Duplex-Entphosphorung in einem Konverter; und 3. Entphosphorung außerhalb eines Ofens für eine Stahlschmelze. Folgende Entphosphorungswirkungen werden normalerweise erzielt: 1. bei Entphosphorung durch die Vorbehandlung von flüssigem Eisen wird ein Entphosphorungsniveau von 0,01-0,02% erzielt; 2. durch Duplex-Entphosphorung in einem Konverter wird ein Entphosphorungsniveau niedriger als 0,01% erzielt; und 3. ein Wert niedriger als 0,01% wird durch Entphosphorung außerhalb eines Ofens für eine Stahlschmelze erzielt. Bei Prozessen zur Herstellung von Stahl mit niedrigem Phosphorgehalt handelt es sich normalerweise auch um Entphosphorung durch die Vorbehandlung von flüssigem Eisen, Duplex-Entphosphorung in einem Konverter, und Entphosphorung außerhalb eines Ofens für eine Stahlschmelze. Jedoch sind die Entphosphorungswirkungen im allgemeinen gering, die bei Herstellungsprozessen nach dem Stand der Technik erzielbar sind, wobei der Phosphorgehalt W(P) in einer entphosphorten Stahlschmelze größer als 0,005% ist, und es schwer ist, eine Wirkung von W(P) ≦ 0,003% zu erreichen, d.h. das Niveau, das von einem Qualitätsstahl an Entphosphorung gestellt wird, ist kaum erzielbar. Um entphosphorten Qualitätsstahl zu erhalten, sind die Investitionen in teure Einrichtungen zu erhöhen, der Eisenverbrauch bzw. Stromverbrauch pro Tonne von Stahl zu erhöhen, und vergleichsweise hohe Herstellungskosten zu bezahlen.
Gegenstand der Offenbarung
Der vorliegenden Offenbarung liegt eine Aufgabe zugrunde, z.B. ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereitzustellen, wobei einfache und erleichterte Bedienung ermöglicht wird, vergleichsweise niedrige Anforderungen an die Einrichtungen gestellt werden, und eine bessere Entphosphorungswirkung erzielt wird.
Der vorliegenden Offenbarung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, z.B. ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereitzustellen, bei dem die Herstellungskosten niedrig sind, eine gute Entphosphorungswirkung verwirklicht wird, und ein Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt von W(P) ≦ 0,003% wirksam herstellbar ist.
Der vorliegenden Offenbarung liegt eine weitere Aufgabe zugrunde, z.B. einen Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereitzustellen, der mittels eines Verfahrens zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach dieser Offenbarung entschlackt wird.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, umfassend:

Zugeben von Kalk zusammen mit einer Stahlschmelze beim Einführen der Stahlschmelze in eine Stahlwerkspfanne, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden;
Einblasen von Sauerstoff in die Stahlwerkspfanne an deren Oberteil und Einblasen von Argon an deren Unterteil zum Durchblasfrischen;
Kippen der Stahlwerkspfanne, so dass sich die Oberfläche der Stahlschmelze an die Öffnung der Stahlwerkspfanne annähert; und
Zugeben eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, so dass die basische Schlacke schäumt und durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne austritt.

Die vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, umfassend: ein obiges Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken.
Die vorliegende Offenbarung stellt ferner einen Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, der mittels eines Verfahrens zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach dieser Offenbarung entschlackt wird.
Günstige Auswirkungen:

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, wobei eine Stahlschmelze zunächst mit Kalk gemischt wird, um eine basische Schlacke zu bilden; Sauerstoff dann zum Durchblasfrischen eingesetzt wird, um die Oxidierbarkeit der basischen Schlacke zu verbessern; und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel schließlich zugegeben wird, wobei Phosphate beim Freigeben einer großen Menge von Kohlenmonoxidgas auf Grund der Oxidation von Kohlenstoff eingefangen werden, so dass die basische Schlacke fast schäumt und durch die Öffnung der Stahlschmelze austritt, wodurch es keine Bedingung für die Rephosphorisierung von Phosphor zurück in die Stahlschmelze mehr gibt. Bei diesem Verfahren zum Entschlacken werden einfache und erleichterte Bedienung ermöglicht, vergleichsweise niedrige Anforderungen werden an die Einrichtungen gestellt, und eine bessere Entphosphorungswirkung wird erzielt; und daher ist dieses Verfahren auf die Produktion eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, anwendbar.

Die vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, umfassend: ein obiges Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken. Durch dieses Herstellungsverfahren wird eine gute Entphosphorungswirkung erzielt, während die Herstellungskosten niedrig sind, und ein Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, kann wirksam hergestellt werden.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Um Aufgaben, technische Lösungen und Vorteile der Ausführungsbeispiele dieser Offenbarung klarer zu machen, sind die technischen Lösungen in Ausführungsbeispielen dieser Offenbarung folgend klar und umfassend zu beschreiben. Beispiele, für die keine spezifische Bedingungen aufgeschrieben werden, werden nach herkömmlichen Bedingungen oder den vom Hersteller empfohlenen Bedingungen durchgeführt. Verwendete Reagenzien oder Instrumente, für die kein Hersteller angegeben wird, sind herkömmliche Produkte, die im Handel erhältlich sind.
Im Folgenden sind ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung detailliert zu beschreiben.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, umfassend:

S1: Zugeben von Kalk zusammen mit einer Stahlschmelze beim Einführen der Stahlschmelze in eine Stahlwerkspfanne, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden.

Dabei beträgt die zugegebene Menge von Kalk, nach Masse der Stahlschmelze, 0,5 bis 3 kg/t; und bevorzugt beträgt die zugegebene Menge von Kalk 0,7 bis 1 kg/t. Die Zugabe von Kalk kann einerseits frühzeitige Verschlackung begünstigen, und andererseits die Schlacke in basische Schlacke umwandeln, so dass die Absorption von Phosphor verstärkt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen könnte die bestehende Schlacke zuerst abgestreift werden oder durch eine Schlackenabsetzmethode in dem Konverter oder dem Zwischenfrequenzofen behalten werden, bevor die Stahlschmelze in dem Konverter oder in dem Zwischenfrequenzofen in die Stahlwerkspfanne eingeführt wird, und der Zweck liegt darin, die phosphorhaltige Schlacke im Voraus zu entfernen und dadurch die Arbeitsbelastung zum anschließenden Entschlacken zu reduzieren.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das in dieser Offenbarung bereitgestellte Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt ferner:

S2: Einblasen von Sauerstoff in die Stahlwerkspfanne an deren Oberteil und Einblasen von Argon an deren Unterteil zum Durchblasfrischen.

Um anschließenden Kippvorgang zu erleichtern, kann die Stahlwerkspfanne zunächst zu einer Stahlwerkspfanne-Durchblasstation mit einer Kippfunktion angehoben werden, und dann wird eine selbstverzehrende beschichtete Sauerstofflanze zum Oberwind-Sauerstoffblasen verwendet. Dabei beträgt die Intensität der Sauerstoffversorgung beim Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne 50 bis 300 NL/(min·t), und der Druck beträgt 0,5 bis 2,0 MPa; bevorzugt beträgt die Intensität der Sauerstoffversorgung 100 bis 150 NL/(min·t), und der Druck beträgt 0,8 bis 1,2 MPa. Durch das Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne kann die Umgebung der Stahlschmelze in eine oxidierende Umgebung umgewandelt werden, so dass der Phosphor in basische Schlacke oxidiert wird, und daher ein Kalziumphosphat 4CaO*P₂O₅ entsteht.
Der Druck für das Argonblasen am Unterteil der Stahlwerkspfanne beträgt 0,3 bis 0,8 MPa; und bevorzugt beträgt der Druck 0,4 bis 0,6 MPa. Durch das Einblasen vom Argongas am Unterteil der Stahlwerkspfanne kann das Rühren der Stahlschmelze verstärkt werden, um eine rapidere Oxidation von Phosphor und dann dessen Eintreten in die basische Schlacke zu begünstigen.
Optional kann Flussspat während des Durchblasvorgangs zur Regelung der Viskosität der basischen Schlacke zugegeben werden, so dass die basische Schlacke den Phosphor besser absorbieren, was eine nachfolgende Be- bzw. Verarbeitung besser begünstigt. Bevorzugt beträgt die zugegebene Menge von Flussspat, nach Masse der Stahlschmelze, 0,5 bis 3 kg/t; und bevorzugt beträgt die zugegebene Menge von Flussspat 1 bis 1,5 kg/t. Vorzugsweise findet die Zugabe von Flussspat in 2 Minuten nach dem Beginn des Sauerstoff- und Argonblasens statt, und zu diesem Zeitpunkt beginnt der Phosphor, einer Oxidationsreaktion zu unterliegen und sich mit der basischen Schlacke zu verbinden, wobei durch die Zugabe von Flussspat eine bessere Wirkung erzielt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen dauert das Durchblasen 10 bis 30 Minuten, und nach dem Durchblasen beträgt der FeO-Gehalt in der basischen Schlacke 10% bis 30%; und bevorzugt dauert das Durchblasen 15 bis 20 Minuten, und nach dem Durchblasen beträgt der FeO-Gehalt in der basischen Schlacke 15% bis 20%. Dann kann nächster Schritt zum Schlackenabzug stattfinden, wenn der FeO-Gehalt in der basischen Schlacke in den obigen Bereich fällt, d.h. die Voraussetzung für die Entphosphorung durch Oxidation erfüllt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das in einem Beispiel dieser Offenbarung bereitgestellte Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt ferner:

S3: Kippen der Stahlwerkspfanne, so dass sich die Oberfläche der Stahlschmelze an die Öffnung der Stahlwerkspfanne annähert.
S4: Zugeben eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, so dass die basische Schlacke schäumt und durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne austritt.

Das Kippen der Stahlwerkspfanne dient nachfolgendem reibungslosem Abzug der geschäumten basischen Schlacke, und der Abstand zwischen der Oberfläche der Stahlschmelze und der Öffnung der Stahlwerkspfanne sollte angemessen sein, weil ein zu großer Abstand zu unvollständigem Abzug der basischen Schlacke führen könnte, und ein Rückstand der basischen Schlacke zurückgelassen werden könnte. Im Gegensatz dazu könnte ein zu geringer Abstand zwischen der Oberfläche der Stahlschmelze und der Öffnung der Stahlwerkspfanne zu Verlusten der Stahlschmelze während des Entschlackens führen, was die Ausbeute beeinträchtigt. Vorzugsweise wird die Stahlwerkspfanne gekippt, so dass die Oberfläche der Stahlschmelze um 50 bis 200 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne ist, und weiter bevorzugt ist die Oberfläche der Stahlschmelze um 80 bis 120 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne.
Darüber hinaus ist die Stahlwerkspfanne um 10 bis 35 Grade gekippt; bevorzugt ist die Stahlwerkspfanne um 20 bis 30 Grade gekippt. Die Stahlwerkspfanne wird in Richtung auf die Öffnung der Stahlwerkspfanne gekippt, was dazu beiträgt, dass die Schlacke beim heftigen Entstehen der geschäumten Schlacke nur durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne austritt, ohne unkontrolliert herum zu überfluten. Es ist bemerkenswert, dass die Neigungswinkel der Stahlwerkspfanne nicht zu groß sein sollte, um es zu vermeiden, dass das Überfluten der Stahlschmelze einen Sicherheitsunfall verursacht.
In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel mindestens eines von Calciumcarbid und Aufkohlungsmittel. Im Falle, dass Calciumcarbid als das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel ausgewählt wird, beträgt die Korngröße von Calciumcarbid 5 bis 20 mm, und nach Masse der Stahlschmelze beträgt die zugegebene Menge von Calciumcarbid 0,3 bis 0,7 kg/t; bevorzugt beträgt die zugegebene Menge von Calciumcarbid 0,5 bis 0,6 kg/t. Im Falle, dass ein Aufkohlungsmittel als das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel ausgewählt wird, beträgt die Korngröße des Aufkohlungsmittels 0,5 bis 1 mm, und nach Masse der Stahlschmelze beträgt die zugegebene Menge des Aufkohlungsmittels 0,2 bis 0,5 kg/t; bevorzugt wird Aktivkohle als das Aufkohlungsmittel verwendet, und die zugegebene Menge der Aktivkohle beträgt 0,3 bis 0,4 kg/t. Das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel kann mit FeO in der basische Schlacke reagieren, wobei eine große Menge von Mikroblasen aus CO-Gas augenblicklich erzeugt wird, die ermöglicht, dass die Schlacke augenblicklich einer heftigen schäumenden Reaktion unterliegt, und gerichtet durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne schnell austritt, wodurch der Zweck zum Entschlacken erreicht wird. Außerdem sind Dämpfe von leichtschmelzbaren Metallen, wie z.B. Zink, Blei, Zinn, die eine schädigende Auswirkung auf Eisen bzw. Stahl hat, leicht von dem CO-Gas mitzubringen, wodurch der flüssige Stahl gereinigt wird, so dass die Festigkeit und die Zähigkeit von Qualitätsstahl erheblich verbessert werden. Darüber hinaus wird CO nach dem Austreten aus dem Flüssigkeitsspiegel weiter in CO₂ oxidiert, wodurch die Verschmutzung der Luft und eine Gesundheitsbeschädigung vom Bedienpersonal vermieden werden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen stellt die vorliegende Offenbarung ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, das ein obiges Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken umfasst.
Nach dem Abschluss des Entschlackens wird die Stahlwerkspfanne von dem gekippten Zustand in die Grundstellung zurückgeführt, und dann wird Aluminium zu der Stahlschmelze zugegeben, und das Gemisch wird beim Argonblasen für 2 bis 4 Minuten gerührt, wodurch ein Desoxidationsfrischen vervollständigt wird; und nach dem Abschluss des Frischens kann ein Stahlblock oder ein stranggegossenes Vorprofil vergossen werden. Vorzugsweise wird Aluminium in einer Menge von 0,2 bis 0,4 kg/t zugegeben.
In einer oder mehreren Ausführungsformen stellt die vorliegende Offenbarung ferner einen Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, der mittels eines Verfahrens zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt wie oben beschrieben entschlackt wird.
In einer oder mehreren Ausführungsformen ist der Phosphorgehalt in dem Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%.
Folgend sind die Merkmale und die Eigenschaften der vorliegenden Offenbarung anhand der Beispiele weiter detailliert zu beschreiben.
Beispiel 1
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, das spezifisch folgende Produktionsschritte umfasst:

In S1 wurde eine in einem Konverter oder einem Zwischenfrequenzofen geschmolzene Stahlschmelze nach dem Schlackenabstreifen in eine Stahlwerkspfanne eingeführt, und beim Einführen der Stahlschmelze in die Stahlwerkspfanne wurde Kalk in einer Menge von 0,8 kg/t mit dem Stahlfluss zugegeben, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden.
In S2 wurde die Stahlwerkspfanne zu einer Stahlwerkspfanne-Durchblasstation mit einer Kippfunktion angehoben, und eine selbstverzehrende beschichtete Sauerstofflanze wurde zum Oberwind-Sauerstoffblasen verwendet, wobei die Intensität der Sauerstoffversorgung 120 NL/(min·t) betrug, und der Druck 0,9 MPa betrug. Gleichzeitig wurde ein Argongas am Unterteil der Stahlwerkspfanne zum Rühren eingeblasen, wobei der Druck des Argongases 0,45 MPa betrug.
In S3 wurden Kugeln aus Flussspat in einer Menge von 1,2 kg/t nach dem zweiminutigen Sauerstoff- und Argonblasen einmal zugegeben, wobei das Flussspat als Verschlackungsmittel zur Regelung der Viskosität der Schlacke diente, die gesamte Durchblaszeitdauer unter Steuerung 18 Minuten betrug, und der FeO-Gehalt in der Schlacke im oberen Teil der Stahlwerkspfanne angemessen 18% betrug.
In S4 wurde die Stahlwerkspfanne gekippt, wobei nach der Menge des geladenen Stahls der gekippte Winkel 20° betrug, und die Oberfläche der Stahlschmelze um 100 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne war, der Druck von Argon auf 0,5 MPa eingestellt wurde und die Menge von Sauerstoff 130 NL/(min·t) betrug, und die Rührintensität der Stahlschlacke verstärkt wurde.
In S5 wurde CaC in einer Menge von 0,56 kg/t der Stahlwerkspfanne zugegeben, so dass CaC rapid mit FeO reagierte, wobei eine große Menge von Mikroblasen aus CO-Gas augenblicklich erzeugt wurde, die ermöglichte, dass die Schlacke augenblicklich einer heftigen schäumenden Reaktion unterlagt, und gerichtet durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne schnell austrat, wobei die Entschlackungsrate größer als 95% war.
In S6 wurde das Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne nach dem Abführen von Phosphor gestoppt, und die Stahlwerkspfanne wurde von dem gekippten Zustand in die Grundstellung zurückgeführt, und dann wurden Aluminiumpartikeln in einer Menge von 0,3 kg/t dem flüssigen Stahl zugegeben, und das Desoxidationsfrischen wurde nach drei Minuten dauerndem Argonblasen vervollständigt.
In S7 wurde ein Stahlblock oder ein stranggegossenes Vorprofil nach dem Abschluss des Frischens vergossen.

Beispiel 2
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, das spezifisch folgende Produktionsschritte umfasst:

In S1 wurde eine in einem Konverter oder einem Zwischenfrequenzofen geschmolzene Stahlschmelze nach dem Schlackenabstreifen in eine Stahlwerkspfanne eingeführt, und beim Einführen der Stahlschmelze in die Stahlwerkspfanne wurde Kalk in einer Menge von 1,0 kg/t mit dem Stahlfluss zugegeben, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden.
In S2 wurde die Stahlwerkspfanne zu einer Stahlwerkspfanne-Durchblasstation mit einer Kippfunktion angehoben, und eine selbstverzehrende beschichtete Sauerstofflanze wurde zum Oberwind-Sauerstoffblasen verwendet, wobei die Intensität der Sauerstoffversorgung 140 NL/(min·t) betrug, und der Druck 1,1 MPa betrug; und ein Argonblasvorgang wurde unter Argonversorgung am Unterteil der Stahlwerkspfanne verwirklicht, wobei der Druck von Argon 0,5 MPa betrug.
In S3 wurden Kugeln aus Flussspat in einer Menge von 1,4 kg/t nach dem dreiminutigen Sauerstoff- und Argonblasen einmal zugegeben, wobei das Flussspat als Verschlackungsmittel zur Regelung der Viskosität der Schlacke diente, die gesamte Durchblaszeitdauer unter Steuerung 20 Minuten betrug, und der FeO-Gehalt in der Schlacke im oberen Teil der Stahlwerkspfanne angemessen 20% betrug.
In S4 wurde die Stahlwerkspfanne gekippt, wobei nach der Menge des geladenen Stahls der gekippte Winkel 25° betrug, und die Oberfläche der Stahlschmelze um 120 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne war.
In S5 wurde Aktivkohle in einer Menge von 0,4 kg/t der Stahlwerkspfanne zugegeben, wobei eine große Menge von Mikroblasen aus CO-Gas augenblicklich erzeugt wurde, die ermöglichte, dass die Schlacke augenblicklich einer heftigen schäumenden Reaktion unterlagt, und gerichtet durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne schnell austrat, wobei die Entschlackungsrate größer als 95% war.
In S6 wurde das Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne nach dem Abführen von Phosphor gestoppt, und die Stahlwerkspfanne wurde von dem gekippten Zustand in die Grundstellung zurückgeführt, und dann wurden Aluminiumpartikeln in einer Menge von 0,3 kg/t dem flüssigen Stahl zugegeben, und das Desoxidationsfrischen wurde nach 2,5 Minuten dauerndem Argonblasen vervollständigt.
In S7 wurde ein Stahlblock oder ein stranggegossenes Vorprofil nach dem Abschluss des Frischens vergossen.

Beispiel 3
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, das spezifisch folgende Produktionsschritte umfasst:

In S1 wurde eine in einem Konverter oder einem Zwischenfrequenzofen geschmolzene Stahlschmelze nach dem Schlackenabstreifen in eine Stahlwerkspfanne eingeführt, und beim Einführen der Stahlschmelze in die Stahlwerkspfanne wurde Kalk in einer Menge von 3,0 kg/t mit dem Stahlfluss zugegeben, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden.
In S2 wurde die Stahlwerkspfanne zu einer Stahlwerkspfanne-Durchblasstation mit einer Kippfunktion angehoben, und eine selbstverzehrende beschichtete Sauerstofflanze wurde zum Oberwind-Sauerstoffblasen verwendet, wobei die Intensität der Sauerstoffversorgung 300 NL/(min·t) betrug, und der Druck 2,0 MPa betrug; und ein Argonblasvorgang wurde unter Argonversorgung am Unterteil der Stahlwerkspfanne verwirklicht, wobei der Druck von Argon 0,8 MPa betrug.
In S3 wurden Kugeln aus Flussspat in einer Menge von 0,5 kg/t nach dem dreiminutigen Sauerstoff- und Argonblasen einmal zugegeben, wobei das Flussspat als Verschlackungsmittel zur Regelung der Viskosität der Schlacke diente, die gesamte Durchblaszeitdauer unter Steuerung 30 Minuten betrug, und der FeO-Gehalt in der Schlacke im oberen Teil der Stahlwerkspfanne angemessen 28% betrug.
In S4 wurde die Stahlwerkspfanne gekippt, wobei nach der Menge des geladenen Stahls der gekippte Winkel 10° betrug, und die Oberfläche der Stahlschmelze um 200 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne war.
In S5 wurde Aktivkohle in einer Menge von 0,7 kg/t der Stahlwerkspfanne zugegeben, wobei eine große Menge von Mikroblasen aus CO-Gas augenblicklich erzeugt wurde, die ermöglichte, dass die Schlacke augenblicklich einer heftigen schäumenden Reaktion unterlagt, und gerichtet durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne schnell austrat, wobei die Entschlackungsrate größer als 95% war.
In S6 wurde das Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne nach dem Abführen von Phosphor gestoppt, und die Stahlwerkspfanne wurde von dem gekippten Zustand in die Grundstellung zurückgeführt, und dann wurden Aluminiumpartikeln in einer Menge von 0,4 kg/t dem flüssigen Stahl zugegeben, und das Desoxidationsfrischen wurde nach vier Minuten dauerndem Argonblasen vervollständigt.
In S7 wurde ein Stahlblock oder ein stranggegossenes Vorprofil nach dem Abschluss des Frischens vergossen.

Beispiel 4
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, das spezifisch folgende Produktionsschritte umfasst:

In S1 wurde eine in einem Konverter oder einem Zwischenfrequenzofen geschmolzene Stahlschmelze nach dem Schlackenabstreifen in eine Stahlwerkspfanne eingeführt, und beim Einführen der Stahlschmelze in die Stahlwerkspfanne wurde Kalk in einer Menge von 0,5 kg/t mit dem Stahlfluss zugegeben, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden.
In S2 wurde die Stahlwerkspfanne zu einer Stahlwerkspfanne-Durchblasstation mit einer Kippfunktion angehoben, und eine selbstverzehrende beschichtete Sauerstofflanze wurde zum Oberwind-Sauerstoffblasen verwendet, wobei die Intensität der Sauerstoffversorgung 50 NL/(min·t) betrug, und der Druck 0,5 MPa betrug; und ein Argonblasvorgang wurde unter Argonversorgung am Unterteil der Stahlwerkspfanne verwirklicht, wobei der Druck von Argon 0,3 MPa betrug.
In S3 wurden Kugeln aus Flussspat in einer Menge von 3 kg/t nach dem dreiminutigen Sauerstoff- und Argonblasen einmal zugegeben, wobei das Flussspat als Verschlackungsmittel zur Regelung der Viskosität der Schlacke diente, die gesamte Durchblaszeitdauer unter Steuerung 10 Minuten betrug, und der FeO-Gehalt in der Schlacke im oberen Teil der Stahlwerkspfanne angemessen 12% betrug.
In S4 wurde die Stahlwerkspfanne gekippt, wobei nach der Menge des geladenen Stahls der gekippte Winkel 35° betrug, und die Oberfläche der Stahlschmelze um 50 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne war.
In S5 wurde Aktivkohle in einer Menge von 0,3 kg/t der Stahlwerkspfanne zugegeben, wobei eine große Menge von Mikroblasen aus CO-Gas augenblicklich erzeugt wurde, die ermöglichte, dass die Schlacke augenblicklich einer heftigen schäumenden Reaktion unterlagt, und gerichtet durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne schnell austrat, wobei die Entschlackungsrate größer als 95% war.
In S6 wurde das Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne nach dem Abführen von Phosphor gestoppt, und die Stahlwerkspfanne wurde von dem gekippten Zustand in die Grundstellung zurückgeführt, und dann wurden Aluminiumpartikeln in einer Menge von 0,2 kg/t dem flüssigen Stahl zugegeben, und das Desoxidationsfrischen wurde nach zwei Minuten dauerndem Argonblasen vervollständigt.
In S7 wurde ein Stahlblock oder ein stranggegossenes Vorprofil nach dem Abschluss des Frischens vergossen.

Zusammenfassend stellt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, wobei eine Stahlschmelze zunächst mit Kalk gemischt wird, um eine basische Schlacke zu bilden; Sauerstoff dann zum Durchblasfrischen eingesetzt wird, um die Oxidierbarkeit der basischen Schlacke zu verbessern; und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel schließlich zugegeben wird, wobei Phosphate beim Freigeben einer großen Menge von Kohlenmonoxidgas auf Grund der Oxidation von Kohlenstoff eingefangen werden, so dass die basische Schlacke fast schäumt und durch die Öffnung der Stahlschmelze austritt, wodurch es keine Bedingung für die Rephosphorisierung von Phosphor zurück in die Stahlschmelze mehr gibt. Bei diesem Verfahren zum Entschlacken werden einfache und erleichterte Bedienung ermöglicht, vergleichsweise niedrige Anforderungen werden an die Einrichtungen gestellt, und eine bessere Entphosphorungswirkung wird erzielt; und daher ist dieses Verfahren auf die Produktion eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, anwendbar.
Die vorliegende Offenbarung stellt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, umfassend: ein obiges Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken. Durch dieses Herstellungsverfahren wird eine gute Entphosphorungswirkung erzielt, während die Herstellungskosten niedrig sind, und ein Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, kann wirksam hergestellt werden.
Obig ist nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung, und dient daher nicht zur Beschränkung der Offenbarung, und für den Fachmann könnte die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise geändert und modifiziert werden. Beliebige Änderungen, gleichwertige Substitutionen und Weiterbildungen, die innerhalb des Geists und des Prinzips der Offenbarung gemacht werden, sollten in den Schutzumfang der Offenbarung fallen.
Industrielle Anwendungsmöglichkeit
Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt bereit, wobei eine Stahlschmelze zunächst mit Kalk gemischt wird, um eine basische Schlacke zu bilden; Sauerstoff dann zum Durchblasfrischen eingesetzt wird, um die Oxidierbarkeit der basischen Schlacke zu verbessern; und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel schließlich zugegeben wird, wobei Phosphate beim Freigeben einer großen Menge von Kohlenmonoxidgas auf Grund der Oxidation von Kohlenstoff eingefangen werden, so dass die basische Schlacke fast schäumt und durch die Öffnung der Stahlschmelze austritt, wodurch es keine Bedingung für die Rephosphorisierung von Phosphor zurück in die Stahlschmelze mehr gibt. Bei diesem Verfahren zum Entschlacken werden einfache und erleichterte Bedienung ermöglicht, vergleichsweise niedrige Anforderungen werden an die Einrichtungen gestellt, und eine bessere Entphosphorungswirkung wird erzielt; und daher ist dieses Verfahren auf die Produktion eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, d.h. mit einem Phosphorgehalt niedriger als 0,003%, anwendbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 2018114635554 [0001]

Claims

Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Zugeben von Kalk zusammen mit einer Stahlschmelze beim Einführen der Stahlschmelze in eine Stahlwerkspfanne, um frühzeitig zu verschlacken und eine basische Schlacke zu bilden; Einblasen von Sauerstoff in die Stahlwerkspfanne an deren Oberteil und Einblasen von Argon an deren Unterteil zum Durchblasfrischen; Kippen der Stahlwerkspfanne, so dass sich die Oberfläche der Stahlschmelze an die Öffnung der Stahlwerkspfanne annähert; und Zugeben eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, so dass die basische Schlacke schäumt und durch die Öffnung der Stahlwerkspfanne austritt.
Verfahren zum Entschlacken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Masse der Stahlschmelze, die zugegebene Menge von Kalk 0,5 bis 3 kg/t beträgt; und bevorzugt die zugegebene Menge von Kalk 0,7 bis 1 kg/t beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Sauerstoffversorgung beim Sauerstoffblasen am Oberteil der Stahlwerkspfanne 50 bis 300 NL/(min·t) beträgt, und der Druck 0,5 bis 2,0 MPa beträgt; bevorzugt die Intensität der Sauerstoffversorgung 100 bis 150 NL/(min·t) beträgt, und der Druck 0,8 bis 1,2 MPa beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck für das Argonblasen am Unterteil der Stahlwerkspfanne 0,3 bis 0,8 MPa beträgt; und bevorzugt der Druck 0,4 bis 0,6 MPa beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Flussspat während des Durchblasvorgangs zur Regelung der Viskosität der basischen Schlacke zugegeben wird; bevorzugt die zugegebene Menge von Flussspat, nach Masse der Stahlschmelze, 0,5 bis 3 kg/t beträgt; und bevorzugt die zugegebene Menge von Flussspat 1 bis 1,5 kg/t beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchblasen 10 bis 30 Minuten dauert, und nach dem Durchblasen der FeO-Gehalt in der basischen Schlacke 10% bis 30% beträgt; und bevorzugt das Durchblasen 15 bis 20 Minuten dauert, und nach dem Durchblasen der FeO-Gehalt in der basischen Schlacke 15% bis 20% beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlwerkspfanne gekippt wird, so dass die Oberfläche der Stahlschmelze um 50 bis 200 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne ist; und bevorzugt die Oberfläche der Stahlschmelze um 80 bis 120 mm niedriger als die Öffnung der Stahlwerkspfanne ist.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlwerkspfanne um 10 bis 35 Grade gekippt wird; bevorzugt die Stahlwerkspfanne um 20 bis 30 Grade gekippt wird.
Verfahren zum Entschlacken nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel mindestens eines von Calciumcarbid und Aufkohlungsmittel umfasst.
Verfahren zum Entschlacken nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel Calciumcarbid umfasst, wobei die Korngröße von Calciumcarbid 5 bis 20 mm beträgt, und nach Masse der Stahlschmelze die zugegebene Menge von Calciumcarbid 0,3 bis 0,7 kg/t beträgt, und bevorzugt die zugegebene Menge von Calciumcarbid 0,5 bis 0,6 kg/t beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel ein Aufkohlungsmittel umfasst, wobei die Korngröße des Aufkohlungsmittels 0,5 bis 1 mm beträgt, und nach Masse der Stahlschmelze die zugegebene Menge des Aufkohlungsmittels 0,2 bis 0,5 kg/t beträgt.
Verfahren zum Entschlacken nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Aktivkohle als das Aufkohlungsmittel verwendet wird, und die zugegebene Menge der Aktivkohle 0,3 bis 0,4 kg/t beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach einem der Ansprüche 1-12 und Frischen sowie Blockgießen nach dem Entschlacken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischschritt umfasst: Zurückführen der Stahlwerkspfanne von dem gekippten Zustand in die Grundstellung nach dem Abschluss des Entschlackens, Zugeben von Aluminium zu der Stahlschmelze, und Rühren für 2 bis 4 Minuten während des Argonblasens, um so ein Desoxidationsfrischen zu vervollständigen.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Blockgießen einen Schritt zum Vergießen der Stahlschmelze zu einem Stahlblock oder einem stranggegossenen Vorprofil nach dem Abschluss des Frischens umfasst, und vorzugsweise Aluminium in einer Menge von 0,2 bis 0,4 kg/t zugegeben wird.
Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt mittels eines Verfahrens zum Entschlacken während der Herstellung eines Stahls mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach einem der Ansprüche 1-12 entschlackt wird.
Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Phosphorgehalt bei dem Stahl mit ultraniedrigem Phosphorgehalt niedriger als 0,003% ist.