CN102618689B - 一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法 - Google Patents
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Abstract
一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。将含P≤0.11%,Si0.3-0.5%,Mn0.3-0.6%,1260-1350℃的铁水入转炉;加入渣料,底吹氩气,流量≥0.07Nm3/t.min,顶吹氧气,氧气压力≤0.8MPa,熔池温度≤1450℃,前期吹炼时间7-10min,倒渣1/3-1/2;中期高枪位,补加渣料,钢液[C]0.30-0.60%,1520-1560℃,再次倒渣40%-60%;后期补加石灰2-5kg/t钢,冷却剂2-5kg/t钢,大气量底吹氩气搅拌≥1.5min,当终点C=0.025-0.08%,温度1600-1630℃时出钢;生产出磷含量≤ 50ppm的超低磷钢水。
Description
技术领域
本发明属于冶金工艺领域,特别是提供了一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。
背景技术
钢中的磷含量影响钢材的各种性能,比如低温韧性等,随着材料性能要求越来越高,超低磷钢的需求量日益提高,要求钢材中的磷含量≤50 ppm(质量分数,10-4%)。为了生产超低磷钢,需要更严格地控制炼钢流程的磷含量,目前转炉炼钢流程生产超低磷钢主要有两种模式,一种是单一转炉双渣法,但对铁水经过脱磷预处理,使入转炉的铁水磷含量≤0.07%,然后转炉采用双渣法冶炼,因为普通的双渣工艺脱磷率只能在93%左右,必须严格要求入转炉的铁水磷含量;另一种是由两座转炉采用双联法,即由一座转炉先脱除部分磷,再将钢水倒入另一座转炉脱碳升温和继续脱磷。这两种工艺模式都有一定的弊病,第一种方法需要铁水预脱磷,大大增加了铁水预处理的设备和生产成本,且普通的双渣法脱磷效果不稳定,只是利用前期的倒渣,没有充分满足前期脱磷的动力学条件,脱磷效果较差,很难达到脱磷率大于95%,即使入炉铁水条件良好,也很难稳定生产出P≤50ppm的钢水;另一种双联转炉的办法增加了一座专门的脱磷转炉,增加了设备投资和运行成本,增加了能耗,而且双联法不易生产组织。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。在脱磷热力学和动力学深入研究基础上,采用特殊的工艺方法,不严格要求入炉铁水条件,可在不经过铁水预脱磷的情况下,在一座转炉内使转炉脱磷率95%以上,从而在冶炼周期≤55min的情况下,生产出超低磷钢水,转炉终点时钢中磷含量稳定地≤50ppm,控制良好的话甚至可以≤30ppm。
本发明的技术方案是:一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法, 具体包括以下工艺: 入炉铁水条件:P≤0.11%,Si0.3-0.5%,Mn0.3-0.6%,温度1260℃-1350℃;将转炉冶炼过程分成以下三个阶段:前期加入渣料控制炉渣碱度R≥2.5,大流量底吹,氩气,流量≥0.07Nm3/t.min,小流量顶吹氧气,氧气压力≤0.8MPa,熔池温度≤1450℃,吹炼时间7-10min,倒渣1/3-1/2;中期采用高枪位操作,通过补加渣料控制炉渣碱度R≥3.5,控制钢液[C]含量的质量百分比为0.30-0.60%,熔池温度为1520-1560℃,在吹氧量占总需吹氧量的体积百分比75-90%,再次倒渣40%-60%;后期补加石灰2-5kg/t钢,冷却剂2-5kg/t钢,采用大气量底吹氩气搅拌,搅拌时间≥1.5min,然后采用低枪位操作,当终点C含量的质量百分比为0.025-0.08%时,熔池温度1600-1630℃时出钢;稳定地生产出磷含量≤50ppm的超低磷钢水。
本发明的优点在于:不需要增加设备,不另增加脱磷转炉,又不盲目地多次倒渣和增加渣量,成本低,并未过多延长转炉的冶炼周期、铁损少、脱磷率达95%以上,本发明的实施和推广可以提高钢水质量、节省能耗、简化工序,具有重大的社会和经济效益。
具体实施方式
本方法在公称容量120t转炉上进行了实施,共进行了4炉,将未铁水预脱磷的铁水倒入顶底复吹转炉中,并按以下步骤进行操作:
第一阶段:吹炼初期,加入大部分渣料,控制炉渣碱度R分别为2.5、2.8、2.5、2.6,底吹采取大流量搅拌模式,控制底吹气体流量分别为0.071Nm3/t.min、0.075Nm3/t.min、0.080Nm3/t.min、0.085Nm3/t.min,氧枪采用小氧气流量操作,控制氧气压力分别为0.72MPa、0.78MPa、0.73MPa、0.80MPa,控制前期的熔池温度分别为1440℃、1443℃、1330℃、1370℃,前期吹炼时间分别为8min、7min、10min、8min,然后倒出1/3的炉渣。
第二阶段:通过补加渣料控制炉渣碱度R分别为3.5、3.7、3.6、3.55,氧枪采用高枪位操作,控制钢液[C]分别为0.60%、0.45%、0.30%、0.50%,将熔池温度控制在1520℃、1540℃、1550℃、1560℃,当吹氧量占总需吹氧量的75-90%时,再次倒渣50%。
第三阶段:分别补加石灰2 kg/t钢、4kg/t钢、3 kg/t钢、5kg/t钢,补加冷却剂分别为2kg/t钢、5kg/t钢、4kg/t钢、2.2kg/t钢,采用大气量底吹搅拌,搅拌时间分别为90秒、110秒、100秒、120秒,然后采用低枪位操作,调整钢液熔池温度和碳含量,终点钢液[C]分别为0.075%、0.055%、0.025%、0.047%,熔池温度分别为1628℃、1600℃、1624℃、1612℃时出钢。
采用本发明工艺,可以生产出超低磷钢水,结果如表1所示。
表1 转炉超低磷生产工艺实例
序号 | 入炉铁水磷含量,wt% | 入炉铁水温度,℃ | 入炉铁水硅含量,wt% | 入炉铁水锰含量,wt% | 转炉终点磷含量,wt% | 脱磷率,% |
1 | 0.108 | 1280 | 0.37 | 0.31 | 0.0046 | 95.7 |
2 | 0.093 | 1341 | 0.46 | 0.32 | 0.0030 | 96.8 |
3 | 0.102 | 1265 | 0.34 | 0.48 | 0.0047 | 95.4 |
4 | 0.091 | 1261 | 0.35 | 0.39 | 0.0032 | 96.5 |
Claims (1)
1.一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的方法,其特征在于,具体包括以下工艺: 入炉铁水条件:P≤0.11%,Si0.3-0.5%,Mn0.3-0.6%,温度1260℃-1350℃;将转炉冶炼过程分成以下三个阶段:前期加入渣料控制炉渣碱度R≥2.5,大流量底吹氩气,流量为≥0.07Nm3/t.min,小流量顶吹氧气,氧气压力为≤0.8MPa,熔池温度≤1450℃,前期吹炼时间7-10min,倒渣1/3-1/2;中期采用高枪位操作,通过补加渣料控制炉渣碱度R≥3.5,控制钢液[C]0.30-0.60%,熔池温度1520-1560℃,在吹氧量占总需吹氧量的75-90%时,再次倒渣40%-60%;后期补加石灰2-5kg/t钢,冷却剂2-5kg/t钢,采用大气量底吹氩气搅拌,搅拌时间≥1.5min,然后采用低枪位操作,当终点C=0.025-0.08%时,熔池温度1600-1630℃时出钢;稳定地生产出磷含量≤50ppm的超低磷钢水。
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