CN104232830A - 转炉低温冶炼超低磷钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉低温冶炼超低磷钢的方法。该方法的冶炼条件为：在35t顶吹转炉进行超低磷钢冶炼，铁水32～33t、废钢2.5～3t，氧枪工作氧气流量为6500～7800Nm³/h，铁水中[P]0.120～0.150％，具体操作包括：1)高效脱磷步骤；2)倒渣摇炉步骤；3)快速升温步骤；4)出钢操作步骤，采用留钢出钢的方式，留钢量为1t，出钢后钢包中[P]≤0.0050％。本发明具有如下有益效果：1)本发明在单座转炉完成超低磷钢冶炼，与双联法相比工艺路线简单、冶炼周期控制合理、可操作性强，易于控制。2)本发明生产成本低，钢损小，仅依靠低温及双渣完成了超低磷冶炼。

Description

转炉低温冶炼超低磷钢的方法

技术领域

本发明涉及一种转炉低温冶炼超低磷钢的方法，属于钢铁生产技术领域。

背景技术

近年来，纯净钢、超纯净钢的生产技术获得迅速发展，采用新工艺尽可能降低钢中杂质元素的含量特别是磷、硫含量是纯净钢冶炼工艺研究的主要内容，磷是钢中的有害元素，容易在晶界偏析，引起钢的低温脆性和回火脆性。高级优质钢对磷量的要求越来越严格，特别是对于低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢(用作长期界外作业的重轨、天然气、石油输送管道以及石油精炼设备等)，要求[P]＜0.010％甚至0.005％。超低磷钢一般指钢中[P]≤50×10^-6的钢，冶炼超低磷钢要从炼钢工艺的各个环节(铁水预处理脱磷、转炉炉内脱磷、出钢过程钢水脱磷、防止出钢回磷)入手，尽可能降低钢中的磷含量。目前，转炉冶炼实现超低磷钢比较成熟的方法为两座转炉联合作业(即双联法)，但许多炼钢企业是采用传统的炉机匹配模式，如按照双联法冶炼超低磷钢，会打乱炼钢厂整体生产组织模式，且双联法增加了倒灌次数，温降及铁损均较大。发挥转炉深脱磷潜力，是许多无法实现双联法冶炼超低磷钢的炼钢企业工艺技术攻关的目标。

国内外对超低磷钢的工艺研究的报道较多，例如，仇圣桃等公开了一种超低磷钢冶炼方法(申请号：CN201210258353.2)，该方法采用双渣及留渣操作工艺冶炼得到超低磷钢，但该方法对炼钢具体操作上没有脱磷方法的描述。黄一新等公开了“一种转炉生产超低磷钢冶炼工艺”(申请号：CN201010266559.0)，该方法采用多次倒渣及控制温度来实现低磷，存在可操作性差的问题。余志祥等公开了一种生产超低磷钢的控制磷的方法(申请号：CN02115419.8)，该方法侧重于对脱磷剂的开发利用及炼钢后道工序控制回磷。另外国内外许多文章、专利等提出转炉脱磷方法，都只是理论及思路方面，没有明确可行的炼钢操作方法，关于转炉如何通过有效的枪位控制及搭配合理的氧枪流量、合理的冶炼熔剂用量来实现转炉深脱磷，基本没有可操作性强的描述。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种转炉低温冶炼超低磷钢的方法。

为解决上述技术问题，本发明设计的顶吹转炉低温冶炼超低磷钢的方法，通过采用全程低温冶炼及冶炼过程造双渣，将冶炼终点P的重量比浓度控制为[P]≤0.004％，出钢则采用留钢的方式彻底杜绝下渣，有效抑制了出钢回磷，出钢后钢包P≤0.0050％，从而实现转炉超低磷冶炼。

本发明方法的冶炼条件为：在35t顶吹转炉进行超低磷钢冶炼，铁水32～33t、废钢2.5～3t，氧枪工作氧气流量为6500～7800Nm³/h，铁水中[P]0.120～0.150％，其具体操作为：

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量为6500～7000Nm³/h；开吹1min内，吹炼枪位800～900mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min内，分2～4批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1100～1200mm；4～7min内，枪位提至1200～1300mm，并2～4分批次加入铁矿石总计500Kg；7min时，倒炉测温、取样；高效脱磷期结束时，温度控制为1450～1480℃，[C]控制为1.70～2.00％，[P]控制为0.025～0.035％；

2)倒渣摇炉期：倒去炉渣总量的1/3-1/2后，抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内，缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7600～7800Nm³/h，吹炼枪位700～900mm，加入石灰600～800kg，镁球300kg，铁矿石700kg；吹炼4min后倒炉，倒炉温度控制为1530～1550℃，倒炉[C]0.060～0.090％，倒炉[P]≤0.008％，点吹30～50s后出钢，出钢温度1550～1570℃，出钢[C]≤0.040％，出钢[P]≤0.0040％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷，留钢量为1t，出钢后钢包中[P]≤0.0050％；

所述铁矿石的[TFe]≥55％，[SiO₂]≤15％，杂质元素[P]、[S]≤0.10％，所述[P]、[C]、[S]、[TFe]和[SiO₂]分别为P、C、S、TFe和SiO₂的重量百分比含量。

本发明具有如下有益效果：

1)本发明在单座转炉完成超低磷钢冶炼，与双联法冶炼超低磷钢对比工艺路线简单、冶炼周期控制合理、可操作性强，易于控制。

2)本发明生产成本低，钢损小，仅依靠低温及双渣完成了超低磷冶炼。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

本发明的转炉低温冶炼超低磷钢的方法，其冶炼条件为：在35t顶吹转炉进行超低磷钢冶炼，铁水32～33t、废钢2.5～3t，氧枪工作氧气流量为6500～7800Nm³/h，铁水中[P]0.120～0.150％，具体操作步骤为：

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：高效脱磷期采用低供氧强度，吹氧流量为6500～7000Nm³/h；开吹1min内，吹炼枪位800～900mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min内，分2～4批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1100～1200mm；4～7min内，枪位提至1200～1300mm，并2～4分批次加入铁矿石总计500Kg，减缓升温速率进而降低脱碳速率；7min时，倒炉测温、取样；高效脱磷期结束时，温度控制为1450～1480℃，[C]控制为1.70～2.00％，[P]控制为0.025～0.035％；

2)倒渣摇炉期：倒去炉渣总量的1/3-1/2后，抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内，缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7600～7800Nm³/h，吹炼枪位700～900mm，渣量加入石灰600～800kg，镁球300kg，铁矿石700kg；吹炼4min后倒炉，倒炉温度控制为1530～1550℃，倒炉[C]0.060～0.090％，倒炉[P]≤0.008％，点吹30～50s后出钢，出钢温度1550～1570℃，出钢[C]≤0.040％，出钢[P]≤0.0040％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷，留钢量为1t，出钢后钢包[P]≤0.0050％；

所述铁矿石的[TFe]≥55％，[SiO₂]≤15％，杂质元素[P]、[S]≤0.10％，所述[P]、[C]、[S]、[TFe]和[SiO₂]分别为P、C、S、TFe和SiO₂的重量百分比含量。

实施例1

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量6500Nm³/h；开吹1min内，吹炼枪位800mm，主要任务为升温及熔解废钢；吹炼1～4min期间，分3批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1100mm；4～7min期间，枪位提至1200mm，并分3批次加入铁矿石总计500Kg减缓升温速率进而降低脱碳速率；7min后倒炉测温、取样，前期结束温度1450℃。前期结束[C]2.00％，[P]0.035％；

2)倒渣摇炉期：倒去35％炉渣后，抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内，缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7600Nm³/h，吹炼枪位700mm，加入石灰600kg，镁球300kg，铁矿石700kg。吹炼4min倒炉，倒炉温度1530℃，倒炉[C]0.080％，倒炉[P]0.009％，点吹30s后出钢，出钢温度1550℃，出钢[C]0.040％，出钢[P]0.0040％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷(留钢量1t)，出钢后钢包[P]0.0050％。

实施例2

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量6600Nm³/h；开吹1min内，吹炼枪位820mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min分3批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1120mm；4～7min枪位提至1220mm，并分3批次加入铁矿石总计500Kg减缓升温速率进而降低脱碳速率，7min倒炉测温、取样，前期结束温度1460℃。前期结束[C]2.00％，[P]0.033％；

2)倒渣摇炉期：倒去40％炉渣后抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7650Nm³/h，吹炼枪位750mm，加入石灰650kg，镁球300kg，铁矿石700kg。吹炼4min倒炉，倒炉温度1535℃，倒炉[C]0.085％，倒炉[P]0.0078％，点吹35s后出钢，出钢温度1555℃，出钢[C]0.038％，出钢[P]0.0038％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷(留钢量1t)，出钢后钢包[P]≤0.0048％。

实施例3

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量6700Nm³/h；开吹1min内吹炼枪位840mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min分3批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1140mm；4～7min枪位提至1240mm，并分3批次加入铁矿石总计500Kg减缓升温速率进而降低脱碳速率，7min倒炉测温、取样，前期结束温度1465℃。前期结束[C]1.80％，[P]0.030％；

2)倒渣摇炉期：倒去45％炉渣后抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7700Nm³/h，吹炼枪位800mm，加入石灰700kg，镁球300kg，铁矿石700kg。吹炼4min倒炉，倒炉温度1540℃，倒炉[C]0.080％，倒炉[P]≤0.0075％，点吹40s后出钢，出钢温度1560℃，出钢[C]0.036％，出钢[P]0.0036％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷(留钢量1t)，出钢后钢包[P]≤0.0046％。

实施例4

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量6900Nm³/h；开吹1min内吹炼枪位860mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min分3批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1160mm；4～7min枪位提至1260mm，并分3批次加入铁矿石总计500Kg减缓升温速率进而降低脱碳速率，7min倒炉测温、取样，前期结束温度1470℃。前期结束[C]1.75％，[P]0.028％；

2)倒渣摇炉期：倒去40％炉渣后抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7750Nm³/h，吹炼枪位850mm，加入石灰750kg，镁球300kg，铁矿石700kg。吹炼4min倒炉，倒炉温度1545℃，倒炉[C]0.075％，倒炉[P]0.075％，点吹45s后出钢，出钢温度1565℃，出钢[C]0.034％，出钢[P]≤0.035％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷(留钢量1t)，出钢后钢包[P]0.0045％。

实施例5

1)高效脱磷期(低供氧抑制脱碳升温)：采用低供氧强度，吹氧流量7000Nm³/h；开吹1min内吹炼枪位900mm，主要任务为升温及熔解废钢；1～4min分3批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1200mm；4～7min枪位提至1300mm，并分3批次加入铁矿石500Kg减缓升温速率进而降低脱碳速率，7min倒炉测温、取样，前期结束温度1480℃。前期结束[C]1.70％，[P]0.025％；

2)倒渣摇炉期：倒去40％炉渣后抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位，前后摇炉的目的为防止炉渣结坨而造成二次下枪点不着火；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7800Nm³/h，吹炼枪位900mm，加入石灰800kg，镁球300kg，铁矿石700kg。吹炼4min倒炉，倒炉温度1550℃，倒炉[C]0.06％，倒炉[P]≤0.008％，点吹50s后出钢，出钢温度1570℃，出钢[C]0.030％，出钢[P]≤0.0030％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷(留钢量1t)，出钢后钢包[P]≤0.0040％。

将实施例1～5中出钢[P]、钢包[P]的含量与LF炉常规的低硫钢冶炼方法相应值进行对比，结果见表1：

表1  实施例1～5中出钢[P]、钢包[P]的含量与LF炉常规的低磷钢冶炼方法相应值

处理模式	出钢[P]，％	钢包[P]，％
			实施例1	0.0040	0.0050
实施例2	0.0038	0.0048
			实施例3	0.0036	0.0046
实施例4	0.0035	0.0045
			实施例5	0.0030	0.0040
常规冶炼方法	≥0.010	≥0.013

对实施例1～5的结果分析后，可以发现：采用本发明可将转炉出站[P]控制在0.0050％以内。而不按本方法生产，采用常规冶炼方法，转炉出站[P]≥0.013％。

Claims (1)

1.一种转炉低温冶炼超低磷钢的方法，其特征在于：该方法的冶炼条件为：在35t顶吹转炉进行超低磷钢冶炼，铁水32～33t、废钢2.5～3t，氧枪工作氧气流量为6500～7800Nm³/h，铁水中[P]0.120～0.150％，具体操作步骤为：

1)高效脱磷期：采用低供氧强度，吹氧流量为6500～7000Nm³/h；开吹1min内，吹炼枪位800～900mm；1～4min内，分2～4批次加入石灰总计1500Kg及铁矿石总计500Kg，同时将枪位提至1100～1200mm；4～7min内，枪位提至1200～1300mm，并2～4分批次加入铁矿石总计500Kg，减缓升温速率进而降低脱碳速率；7min时，倒炉测温、取样；高效脱磷期结束时，温度控制为1450～1480℃，[C]控制为1.70～2.00％，[P]控制为0.025～0.035％；

2)倒渣摇炉期：倒去炉渣总量的1/3-1/2后，抬炉至炉体偏离烟罩中心线±30°范围内，缓慢前后摇炉1min后将炉体摇回至零位；

3)快速升温期：开吹，氧气流量7600～7800Nm³/h，吹炼枪位700～900mm，加入石灰600～800kg，镁球300kg，铁矿石700kg；吹炼4min后倒炉，倒炉温度控制为1530～1550℃，倒炉[C]0.060～0.090％，倒炉[P]≤0.008％，点吹30-50s后出钢，出钢温度1550～1570℃，出钢[C]≤0.040％，出钢[P]≤0.0040％；

4)出钢操作：戴挡渣帽出钢，采用留钢出钢的方式防止出钢过程下渣回磷，留钢量为1t，出钢后钢包[P]≤0.0050％；

所述铁矿石的[TFe]≥55％，[SiO₂]≤15％，杂质元素[P]、[S]≤0.10％，所述[P]、[C]、[S]、[TFe]和[SiO₂]分别为P、C、S、TFe和SiO₂的重量百分比含量。