CN106676233A - 预熔型复合脱磷剂及其制备方法和冶炼超低磷钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶炼的低磷钢领域，具体地说涉及一种预熔型复合脱磷剂，其按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物：30%~60%；氧化钙（CaO）：20%~50%；三氧化二铝（Al2O3）：0~10%；二氧化硅（SiO2）：0~10%；氧化镁（MgO）：0~10%；氟化钙（CaF2）：5%~30%。本发明还涉及该预熔型复合脱磷剂的制备方法。本发明进一步地涉及一种冶炼超低磷钢的方法。本发明所述的脱磷率可达80%以上，且可使钢液中磷含量控制在0.003%以下。
Description
技术领域
本发明涉及低磷钢的冶炼领域，具体地说涉及一种预熔型复合脱磷剂及其制备方法。本发明还涉及一种冶炼超低磷钢的方法。
背景技术
在钢铁的冶炼过程中，磷通常作为有害元素而需要加以控制。因为磷在钢中的偏析比较严重，使钢韧性变差，产生“冷脆”现象，尤其在低温条件下，更容易发生“冷脆”。
为了在低温寒冷条件下，使用或加工钢材不发生冷脆现象，钢中的磷一般应控制在0.012%以下。而纯净钢和超低磷钢中的磷必须控制在0.005%以下。
为达到此目的，大多钢厂采用“双渣法”，即在转炉冶炼中采用两次造渣或“两步法”即采取一座转炉将铁水脱磷后转到另一转炉中进行冶炼。这二种降低磷的方法，冶炼时间长，只能在转炉冶炼生产有富余的情况下进行。
另一种方法是对铁水进行预处理，即使用混铁车和铁水包对钢水进行“三脱”（脱硅、脱磷、脱硫）处理，此工艺目前在各钢厂广泛使用。但其不足之处是需用设备多、投资大、处理过程单耗高、温降大，且由于“三脱”后的铁水温度低，使转炉冶炼时加入的废钢量大大减少。
因此，为了生产低磷、超低磷钢，常规的转炉冶炼方法已经不能满足这些钢种对磷的要求，所以有待研究开发新型的脱磷剂以及相应的脱磷方法，从而实现生产超低磷钢。
中国国家知识产权局于2006年12月6日公开了名称为“转炉脱磷剂及其制备方法”（CN 1873031A）的发明专利申请，其中公来了所述的转炉脱磷剂是由氧化铁、氧化钙、三氧化二铝、二氧化硅、氧化镁在1000℃~1550℃的温度下预熔所得，并在转炉冶炼前期加入进行造渣脱磷。该脱磷剂虽采用高温预熔的方法进行生产，但其各项组分均为熔点较高的物质，所得脱磷剂不仅熔点较高，且成渣后粘度较大。另外，使用该脱磷剂后，停吹后钢中磷含量为0.004%~0.010%，无法达到冶炼超低磷钢中的需求。
此外，中国国家知识产权局于2008年12月24日公开了名称为“钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法”（CN 101328529A）的发明专利申请，其中公开了一种微合金钢、高碳钢及特殊钢生产超低磷钢的工艺方法，包括转炉出钢、初脱磷、深脱磷、扒渣、加热搅拌、脱氧合金化精炼处理、连铸等步骤。该方法虽可将脱磷后的磷含量控制在0.0030%以下，但需要经过出脱磷、终脱磷两次脱磷工序，且还需使用喂入包芯线的方式进行深脱磷，工艺复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种预熔型复合脱磷剂。该复合脱磷剂用于主要用于转炉炼钢，在转炉出钢过程中随钢流加入到钢包中，以对钢液起到深脱磷的效果。
本发明的目的还在于提供一种上述预熔型复合脱磷剂的制备方法。
本发明的目的还在于提供一种冶炼超低磷钢的方法，该方法包括在转炉出钢过程中将上述的预熔型复合脱磷剂随钢流加入到钢包中，从而达到冶炼超低磷钢的目的。
按照本发明的第一方面，其涉及一种预熔型复合脱磷剂，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物：30%~60%；氧化钙（CaO）：20%~50%；三氧化二铝（Al2O3）：0~10%；二氧化硅（SiO2）：0~10%；氧化镁（MgO）：0~10%；氟化钙（CaF2）：5%~30%。
由于受到原料等的限制，“三氧化二铁（Fe2O3）”和“氧化亚铁（FeO）”是以的混合物的形式而存在的。其中，在该混合物中，三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）之间的含量百分比为：三氧化二铁（Fe2O3）为0.5%-99.5%， 氧化亚铁（FeO）为99.5%-0.5% 。
按照本发明的第一方面的一个优选的实施例，该预熔型复合脱磷剂的组成为：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物：40%~50%；氧化钙（CaO）：30%~45%；三氧化二铝（Al2O3）：0~8%；二氧化硅（SiO2）：0~8%；氧化镁（MgO）：0~8%；氟化钙（CaF2）：5%~25%。
按照本发明的第一方面的更一个优选的实施例，该预熔型复合脱磷剂的组成为：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 40%；氧化钙（CaO）45%；三氧化二铝（Al2O3）4%；二氧化硅（SiO2）3%；氧化镁（MgO）2%；氟化钙（CaF2）6%。
按照本发明的第一方面的更一个优选的实施例，该预熔型复合脱磷剂的组成为：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 45%；氧化钙（CaO）40%；三氧化二铝（Al2O3）2%；二氧化硅（SiO2）3%；氧化镁（MgO）2%；氟化钙（CaF2）8%。
按照本发明的第一方面的更一个优选的实施例，该预熔型复合脱磷剂的组成为：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 50%；氧化钙（CaO）35%；三氧化二铝（Al2O3）4%；二氧化硅（SiO2）3%；氧化镁（MgO）2%；氟化钙（CaF2）6%。
按照本发明的第一方面的更一个优选的实施例，该预熔型复合脱磷剂的组成为：三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 55%；氧化钙（CaO）25%；三氧化二铝（Al2O3）4%；二氧化硅（SiO2）3%；氧化镁（MgO）2%；氟化钙（CaF2）11%。
按照本发明的第二方面，其涉及一种制备上述的预熔型复合脱磷剂的方法，其包括以下的步骤：
（1）将上述的组分粉碎、混合和/或造球，
（2）将所得的产物在1100℃~1600℃的温度区间内熔化；
（3）经冷却、破碎后，得到预熔型复合脱磷剂；
其中，所得到的预熔型复合脱磷剂粒度为1~30mm。
按照本发明的第三方面，其涉及一种冶炼超低磷钢的方法，该方法主要包括以下步骤：
（1）转炉出钢：转炉冶炼结束后，将转炉的终点磷含量控制在0.02%以下，出钢温度控制在1560℃~1660℃，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且在出钢过程中采用挡渣处理；
（2）转炉出钢深脱磷：在转炉出钢过程中随钢流向钢包中加入上述的预熔型复合脱磷剂，出钢完成后将钢包运送至吹氩站，对钢水进行吹氩搅拌；
（3）扒渣：利用扒渣机将脱磷处理后的钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂；
（4）脱氧合金化精炼处理：将钢包运送至精炼工位，进行脱氧、合金化、调温处理。
（5）连铸：采用全程保护浇铸。
按照本发明的第三方面的一个优选的实施例，其中所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球、挡渣锥或者阀板挡渣机中的任意一种方式实现。
按照本发明的第三方面的一个优选的实施例，其中其中在第（2）个步骤中，所述的预熔型脱磷剂是由出钢开始至出钢结束均匀地加入到钢包中，以与钢液混冲成渣，而进行深度脱磷。
按照本发明的第三方面的一个优选的实施例，其中所述的预熔型复合脱磷剂用量为3~10公斤/吨钢水，
本发明所述的预熔型复合脱磷剂组分合理，碱度高、熔点低，脱磷热力学条件良好，且在转炉出钢过程中加入，与钢水起到混冲作用，能够快速熔化造渣脱磷，动力学条件优秀，在出钢脱磷结束后，使用真空吸渣机或机械扒渣机进行清渣处理，确保了钢液在后期的精炼过程中无回磷现象发生，脱磷率可达80%以上，且可使钢液中磷含量控制在0.003%以下。
其次，本发明所述的预熔型复合脱磷剂能够稳定地控制钢液中磷含量。其在使用过程中效果明显、稳定，能够确保和/或提高钢水质量，降低冶炼成本，并且其制备工艺简单，利于使用、操作、运输和储存。
此外，本发明所述的深脱磷冶炼超低磷钢的方法主要应用于转炉出钢中。该方法在转炉出钢过程中将预熔型复合脱磷剂随着钢流加入到钢包中，从而对钢液起到深脱磷的作用，所述的复合脱磷剂具有很强的脱磷能力，能够稳定地控制钢液中磷含量，并在脱磷后经过扒渣、脱氧合金化、连铸等生产工艺。所述的方法效果明显、稳定，能够确保和/或提高钢水质量，降低冶炼成本，并且该方法操作简单，有利于钢厂的生产控制。
具体实施方式
实施例
1
（1）制备预熔型复合脱磷剂：
将三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物400kg；氧化钙（CaO）450kg；三氧化二铝（Al2O3）40kg；二氧化硅（SiO2）30kg；氧化镁（MgO）20kg；氟化钙（CaF2）60kg经过粉碎、混合和/或造球后，在1100℃~1600℃的高温下熔化，经冷却破碎后加工得到粒度为10~20mm的转炉出钢用预熔型复合脱磷剂950kg。
（2）冶炼超低磷钢：
转炉出钢温度控制在1560℃~1660℃之间，出钢时磷含量控制在0.02%以下，采用未脱氧、滑板挡渣技术进行挡渣处理出钢；从转炉出钢开始至出钢结束均匀向钢包中加入预熔型复合脱磷剂，其中钢水的量为105吨，预熔型复合脱磷剂加入的量为550kg，脱磷剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，吹氩结束后进行扒渣处理，扒渣结束后向钢水中加入钢包覆盖剂，随后将钢包运输至炉外精炼工位进行脱氧合金化处理，待钢水达到钢种要求后，进行全保护浇铸。
实施例
2
（1）制备预熔型复合脱磷剂：
将三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物450kg；氧化钙（CaO）400kg；三氧化二铝（Al2O3）20kg；二氧化硅（SiO2）30kg；氧化镁（MgO）20kg；氟化钙（CaF2）80kg经过粉碎、混合和/或造球后，在1100℃~1600℃的高温下熔化，经冷却破碎后加工得到粒度为15~20mm的转炉出钢用预熔型复合脱磷剂960kg。
（2）冶炼超低磷钢：
转炉出钢温度控制在1560℃~1660℃之间，出钢时磷含量控制在0.02%以下，采用未脱氧、滑板挡渣技术进行挡渣处理出钢；从转炉出钢开始至出钢结束均匀向钢包中加入预熔型复合脱磷剂，其中钢水的量为104吨，预熔型复合脱磷剂加入的量为500kg，脱磷剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，吹氩结束后进行扒渣处理，扒渣结束后向钢水中加入钢包覆盖剂，随后将钢包运输至炉外精炼工位进行脱氧合金化处理，待钢水达到钢种要求后，进行全保护浇铸。
实施例
3
（1）制备预熔型复合脱磷剂：
将三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物500kg；氧化钙（CaO）350kg；三氧化二铝（Al2O3）40kg；二氧化硅（SiO2）30kg；氧化镁（MgO）20kg；氟化钙（CaF2）60kg经过粉碎、混合和/或造球后，在1100℃~1600℃的高温下熔化，经冷却破碎后加工得到粒度为12~18mm的转炉出钢用预熔型复合脱磷剂950kg。
（2）冶炼超低磷钢：
转炉出钢温度控制在1560℃~1660℃之间，出钢时磷含量控制在0.02%以下，采用未脱氧、滑板挡渣技术进行挡渣处理出钢；从转炉出钢开始至出钢结束均匀向钢包中加入预熔型复合脱磷剂，其中钢水的量为102吨，预熔型复合脱磷剂加入的量为450kg，脱磷剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，吹氩结束后进行扒渣处理，扒渣结束后向钢水中加入钢包覆盖剂，随后将钢包运输至炉外精炼工位进行脱氧合金化处理，待钢水达到钢种要求后，进行全保护浇铸。
实施例
4
（1）制备预熔型复合脱磷剂：
将三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物550kg；氧化钙（CaO）250kg；三氧化二铝（Al2O3）40kg；二氧化硅（SiO2）30kg；氧化镁（MgO）20kg；氟化钙（CaF2）110kg经过粉碎、混合和/或造球后，在1100℃~1600℃的高温下熔化，经冷却破碎后加工得到粒度为15~18mm的转炉出钢用预熔型复合脱磷剂950kg。
（2）冶炼超低磷钢：
转炉出钢温度控制在1560℃~1660℃之间，出钢时磷含量控制在0.02%以下，采用未脱氧、滑板挡渣技术进行挡渣处理出钢；从转炉出钢开始至出钢结束均匀向钢包中加入预熔型复合脱磷剂，其中钢水的量为105吨，预熔型复合脱磷剂加入的量为450kg，脱磷剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，吹氩结束后进行扒渣处理，扒渣结束后向钢水中加入钢包覆盖剂，随后将钢包运输至炉外精炼工位进行脱氧合金化处理，待钢水达到钢种要求后，进行全保护浇铸。
采用本发明上述实施例用于转炉出钢深脱磷的工艺方法进行了冶炼试验，根据出钢终点磷含量的不同，脱磷量的不同，脱磷量在80%以上，钢液中磷含量控制在0.0030%或以下。
具体效果以下表所示：
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (10)
1.预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 30%~60%
氧化钙（CaO）
20%~50%
三氧化二铝（Al2O3）
0~10%
二氧化硅（SiO2）
0~10%
氧化镁（MgO）
0~10%
氟化钙（CaF2）
5%~30%。
2.根据权利要求1所述的预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 40%~50%
氧化钙（CaO）
30%~45%
三氧化二铝（Al2O3）
0~8%
二氧化硅（SiO2）
0~8%
氧化镁（MgO）
0~8%
氟化钙（CaF2）
5%~25%。
3.根据权利要求2所述的预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 40%
氧化钙（CaO）
45%
三氧化二铝（Al2O3）
4%
二氧化硅（SiO2）
3%
氧化镁（MgO）
2%
氟化钙（CaF2）
6%。
4.根据权利要求2所述的预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 45%
氧化钙（CaO）
40%
三氧化二铝（Al2O3）
2%
二氧化硅（SiO2）
3%
氧化镁（MgO）
2%
氟化钙（CaF2）
8%。
5.根据权利要求2所述的预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 50%
氧化钙（CaO）
35%
三氧化二铝（Al2O3）
4%
二氧化硅（SiO2） 3%
氧化镁（MgO）
2%
氟化钙（CaF2）
6%。
6.根据权利要求2所述的预熔型复合脱磷剂，其特征在于，该预熔型复合脱磷剂按重量百分比由以下组分以及不可避免的杂质组成：
三氧化二铁（Fe2O3）和氧化亚铁（FeO）的混合物 55%
氧化钙（CaO）
25%
三氧化二铝（Al2O3）
4%
二氧化硅（SiO2）
3%
氧化镁（MgO）
2%
氟化钙（CaF2）
11%。
7.一种制备如权利要求1至6中任意一种所述的预熔型复合脱磷剂的方法，其包括以下的步骤：
（1）将上述的组分粉碎、混合和/或造球，
（2）将所得的产物在1100℃~1600℃的温度区间内熔化；
（3）经冷却、破碎后，得到预熔型复合脱磷剂；
其中，所得到的预熔型复合脱磷剂粒度为1~30mm。
8.一种冶炼超低磷钢的方法，其特征在于：该方法主要包括以下步骤：
（1）转炉出钢：转炉冶炼结束后，将转炉的终点磷含量控制在0.02%以下，出钢温度控制在1560℃~1660℃，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且在出钢过程中采用挡渣处理；
（2）转炉出钢深脱磷：在转炉出钢过程中随钢流向钢包中加入如权利要求1至6中任意一种所述的预熔型复合脱磷剂，出钢完成后将钢包运送至吹氩站，对钢水进行吹氩搅拌；
（3）扒渣：利用扒渣机将脱磷处理后的钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂；
（4）脱氧合金化精炼处理：将钢包运送至精炼工位，进行脱氧、合金化、调温处理；
（5）连铸：采用全程保护浇铸。
9.根据权利要求8所述的一种冶炼超低磷钢的方法，其特征在于：
其中所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球、挡渣锥或者阀板挡渣机中的任意一种方式实现；
其中所述的预熔型脱磷剂由出钢开始至出钢结束均匀地加入到钢包中，以与钢液混冲成渣，进行深脱磷。
10.根据权利要求8或9中所述的一种冶炼超低磷钢的方法，其特征在于：所述的预熔型复合脱磷剂用量为3~10公斤/吨钢水。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170517 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |