CN109182642A - 一种采用单渣法冶炼低磷钢的工艺方法 - Google Patents
一种采用单渣法冶炼低磷钢的工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉采用单渣法冶炼低磷钢的方法,该方法包括:根据入炉铁水成分、温度以及终点钢液控制目标,确定废钢加入量;结合枪位控制条件,分别加入一次、二次造渣料;根据过程化渣效果,控制合适的终点温度、碱度、FeO含量以及其它的终渣成分,从而获得冶炼低磷钢的最佳工艺条件。本发明该方法操作简便易于现场操作人员掌握,冶炼周期相对较短,不仅易于实现转炉终点脱磷的目标,同时又能有效降低冶炼成本,能解决铁水波动较大和铁水磷含量较高的问题。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金炼钢冶炼控制领域,特别是指具体涉及一种采用单渣法冶炼低磷钢的工艺方法。
背景技术
钢中的磷对绝大多数钢种来说一般都是一种有害的元素,钢铁企业在新钢种的开发过程中往往由于磷含量过高成为限制性因素,因此炼钢过程中都希望把钢液中的磷尽量去除。由于高炉冶炼过程不能脱磷,在没有铁水预处理脱磷的情况下,钢液中的磷主要通过在转炉冶炼过程中去除。目前国内外转炉脱磷的方法主要有单渣法、双渣法(双渣+留渣法)、双联法。双联法由于需要分别在一个脱磷炉和脱碳炉中单独进行,所需设备成本和场地空间相对较大,目前国内仅有少数钢铁企业采用;和单渣法脱磷相比,采用双渣法脱磷冶炼周期相对较长,冶炼成本相对较高,因此采用双渣法脱磷主要针对一些对磷含量要求较高的低磷和超低磷钢种或者如入铁水硅含量较高的钢种(一般铁水[Si]>0.5)。对于一些以SPHC等为代表的常规普通钢种,用户对磷含量要求不是那么苛刻,或者铁水硅含量相对较低,一般采用往往采用单渣法脱磷。但是现有的一些钢铁企业铁水成分波动较大,造渣石灰质量相对较差,底吹搅拌效果较弱,造成单渣法脱磷效果较差,同时脱磷效果也往往不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用单渣法冶炼低磷钢的工艺方法,能够进行有效脱磷,从而得到钢铁磷含量最低能降低80ppm的低磷钢。
作为本发明的其中一方面,本发明提供一种采用单渣法冶炼低磷钢的方法,该方法包括:
S1,上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼;铁水中Si含量为0.35~0.60%,铁水中C含量为4.30~4.65%,铁水中P含量为0.088~0.130%,铁水中Mn含量为0.14~0.20%,铁水中S含量为0.027~0.043%;
S2,从开吹到前5min内加第一批造渣料,所述第一批造渣料包括冷料、白云石和石灰,冷料加入量为10.1~34.93kg/t,白云石加入量为12.71~15.83kg/t,石灰料加入量为26.9~56.7kg/t;每炉次第一次造渣料加入量为52.83~86.2kg/t;
S3,当供氧总量百分百达≥35%且第一批渣料化好后,再加入第二批渣料;所述第二批渣料包括冷料、白云石和石灰,冷料加入量为5.04~50.29kg/t,白云石加入量为0~9.12kg/t,石灰料加入量为0~24.71kg/t;每炉次总造渣料加入量为73.72~127.77kg/t;
S4,控制冶炼终点温度为1616℃~1664℃,冶炼终点炉渣中碱度为2.26~3.65,FeO含量为12~25%,MgO含量为5.85~8.02%,MnO含量为2.0~3.0%,P2O5含量为2.32~2.93%;冶炼终点的钢液C含量为0.30~0.09%,磷含量为 80~120ppm,脱磷率为88.5~93.7%。
通过控制铁水中Si、P、Mn和S为较低的含量范围,适用于使用单渣法进行冶炼。另外通过控制铁水中的Si含量,避免由于Si含量过低导致化渣效果差且渣量少而不利于脱磷,同时也避免Si含量过高导致无法迅速提高炉渣碱度,也不利于脱磷。铁水中形成的MnO有利于化渣和改善炉渣流动性,对于脱磷有利,能够提高脱磷率,但是过高会影响FeO以及P2O5活度,不利于脱磷反应的进行。
通过控制渣料的组成以及加入量,可以较好的提高脱磷效率和脱磷效果,获得低磷含量钢液。通过两次造渣可以有效地脱磷,降低钢液中的磷含量。本发明中通过优化造渣料的成分以及加入量以及加入方式,解决了由于铁水成分波动较大导致的脱磷效果不稳定问题,同时也有效地实现了脱磷,提高了脱磷率。在本发明中,kg/t指的是冶炼每吨钢需要加入的千克重量数。
进一步,所述冶炼终点炉渣碱度优选为2.5~3.5,进一步优选为2.8-3.2。虽然高碱度的炉渣有利于脱磷,但是碱度过高时,炉渣中固相比例上升,反而影响脱磷效果。在本发明的碱度范围内时,具有最佳的脱磷效果。进一步,炉渣中P2O5含量为2.5-2.7%,随着脱磷反应的进行,炉渣中P2O5含量逐渐升高,脱磷效果降低,在本发明中通过限制炉渣中P2O5含量,保证脱磷率。进一步,炉渣中氧化铁含量为20~25%,炉渣中氧化铁作为脱磷反应的氧化剂,氧化铁含量过低时,不利于脱磷反应进行,但含量过高也会导致脱磷效果降低,本发明中通过限定的氧化铁含量保证最佳的脱磷效果。另外,本发明中控制冶炼终点温度在1616℃~1664℃内时,对于脱磷反应的热力学条件有利,同时保证具有最佳的脱磷效率。因此,本发明通过控制冶炼终点温度以及炉渣的成分,解决了由于铁水成分波动较大导致的脱磷效果不稳定问题,同时也有效地实现了脱磷,提高了脱磷率。
进一步,铁水温度为1260~1370℃,废钢比例控制在4.00~12.00%。
进一步,整个冶炼过程采用高-低-高-低枪位,在第一次造渣期间采用恒定的高枪位,为2.2-2.5m,有助于前期化渣,当Si、Mn氧化结束后,为了提高热量,适当降低枪位,因此枪位降到1.9-2.2m之间,脱碳期碳氧反应激烈,防止熔池喷溅采用高枪位2.1-2.3m,冶炼后期为了加强搅拌,降低到1.4-1.5m。通过控制冶炼不同阶段的枪位,在进行冶炼的同时也有效地控制脱磷反应的进行,有效地提高了脱磷率,降低了钢液中的磷含量。
进一步,冶炼期间总供氧量为6200-7500Nm3,总供氧强度为2.0-2.6Nm3/t·h。
进一步,该方法在顶底复吹转炉中进行。在顶底复吹转炉中,可以对钢液进行充分的搅拌,提高搅拌效果,同时也有利于提高脱磷率,降低钢液中的磷含量。
进一步,所述冷料包括南非矿或铁皮球中的至少一种;白云石包括轻烧白云石或白云石块中的至少一种;石灰料包括石灰石或石灰中的至少一种。
作为本发明的其中另一方面,本发明提供一种使用上述的采用单渣法冶炼低磷钢的方法得到的低磷含量钢液。
本发明的有益之处在于:
本发明的该方法操作简便,易于现场操作人员掌握,冶炼周期相对较短,主要通过控制冶炼过程中冶炼终点温度、炉渣的成分和造渣料的加入方式、成分以及加入量,不仅易于实现转炉终点脱磷的目标,同时又能有效降低冶炼成本,能解决铁水波动较大和铁水磷含量较高的问题。
具体实施方式
下面将更详细地描述本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例1
一种采用单渣法在150t顶底复吹转炉冶炼低磷钢的方法,该方法包括:
S1,上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼;铁水量为150.8t,出钢量为144.73t。铁水温度为1272℃,铁水Si 含量为0.42%,铁水C含量为4.4%,铁水P含量为0.123%,铁水Mn含量为 0.2%,铁水S含量为0.043%,确定废钢加入量为17.25t。
S2,根据铁水和废钢加入量以及温度等条件,废钢比例控制在10.26%,结合现场供氧强度大小和枪位控制高低,整个冶炼过程采用高-低-高-低枪位,前期为了化渣,采用前期枪位在第一次造渣为采用恒定的高枪位为2.45m,当Si、 Mn氧化结束后,为了提高热量,适当降低枪位,因此枪位降到1.9-2.0m之间波动,脱碳期碳氧反应激烈,防止熔池喷溅采用高枪位2.2-2.3m,后期为了加强搅拌,枪位从2.2m降低到1.5m左右。造渣料分两次加入,从开吹到前5min 内加入第一次造渣料。第一批造渣料包括南非矿、轻烧白云石、铁皮球、白云石块、石灰石和石灰。其加入南非矿12.95kg/t,轻烧白云石13.08kg/t,铁皮球3.24kg/t,白云石块0kg/t,石灰石12.95kg/t,石灰25.75g/t。总供氧量为 6200-7500Nm3,总供氧强度为2.2Nm3/t·h。第一次造渣料的总加入量为71.75kg/t。
S3,当供氧总量百分比达到≥58.08%以后且第一批渣料化好后,进行二次造渣,即开吹4min后,加入第二次造渣料。第二次造渣料包括:南非矿13.84kg/t,轻烧白云石0kg/t,铁皮球7.11kg/t,白云石块2.58kg/t,石灰石6.9kg/t,石灰 0g/t。总造渣料加入量为102.18kg/t。
S4,控制冶炼终点温度为1616℃,冶炼终点炉渣中碱度为3.65,FeO含量为24.41%,MgO含量为7.39%,MnO含量为2.27%,P2O5含量为2.61%;冶炼终点的钢液C含量为0.09%,磷含量为100ppm。脱磷率为91.87%。
实施例2
S1,上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼;铁水量为152.8t,出钢量为150.79t。铁水温度为1350℃,铁水Si 含量为0.47%,铁水C含量为4.62%,铁水P含量为0.127%,铁水Mn含量为 0.2%,铁水S含量为0.038%,确定废钢加入量为7.4t。
S2,根据铁水和废钢加入量以及温度等条件,废钢比例控制在4.84%,整个冶炼过程采用高-低-高-低枪位,前期为了化渣,采用前期枪位在第一次造渣为采用恒定的高枪位为2.2m,当Si、Mn氧化结束后,为了提高热量,适当降低枪位,因此枪位降到1.8-1.9m之间波动,脱碳期碳氧反应激烈,防止熔池喷溅采用高枪位2.1-2.2m,后期为了加强搅拌,枪位从2.1m降低到1.4m左右。造渣料分两次加入,从开吹到前5min内加入第一次造渣料。第一批造渣料包括南非矿、轻烧白云石、铁皮球、白云石块、石灰石和石灰。其加入南非矿1.69kg/t,轻烧白云石0kg/t,铁皮球9.93kg/t,白云石块13.36kg/t,石灰石33.07kg/t,石灰6.73g/t。总供氧量为6917Nm3,总供氧强度为2.3Nm3/t·h。第一次造渣料的总加入量为64.78kg/t。
S3,当供氧总量百分比达到≥45.33%以后且第一批渣料化好后进行二次造渣,即开吹4min后,加入第二批渣料。第二次造渣料包括:南非矿52.32kg/t,轻烧白云石0kg/t,铁皮球3.97kg/t,白云石块0kg/t,石灰石0.07kg/t,石灰6.63g/t。总造渣料加入量为127.77kg/t。
S4,控制冶炼终点温度为1630℃,冶炼终点炉渣中碱度为3.21,FeO含量为24.93%,MgO含量为6.33%,MnO含量为2.33%,P2O5含量为2.62%;冶炼终点的钢液C含量为0.09%,磷含量为80ppm。脱磷率为93.70%。
实施例3
S1,上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼;铁水量为154.7t,出钢量为153.31t。铁水温度为1366℃,铁水Si 含量为0.39%,铁水C含量为4.48%,铁水P含量为0.106%,铁水Mn含量为 0.16%,铁水S含量为0.029%,确定废钢加入量为7.3t,分别向转炉兑入铁水和废钢量;
S2,根据铁水和废钢加入量以及温度等条件,废钢比例控制在4.72%,整个冶炼过程采用高-低-高-低枪位,在第一次造渣为采用恒定的高枪位为2.35m,吹氧时间为7min,然后脱碳期枪位降到2.1-2.2m之间波动,脱碳期碳氧反应激烈,防止熔池喷溅采用高枪位2.2m,后期为了加强搅拌,枪位从2.2m降低1.4m 左右。造渣料分两次加入,从开吹到前5min内加入第一次造渣料。加入第一批造渣料包括南非矿、轻烧白云石、铁皮球、白云石块、石灰石和石灰。其加入南非矿25.78kg/t,轻烧白云石0kg/t,铁皮球9.15kg/t,白云石块13.08kg/t,石灰石29.35kg/t,石灰0g/t。总供氧量为6676Nm3,总供氧强度为2.35Nm3/t·h。第一次造渣料的总加入量为77.35kg/t。
S3,当供氧总量百分比达到≥38.9%以后且第一批渣料化好后进行二次造渣,即开吹4min后,加入第二批渣料。第二次造渣料包括:南非矿18.29kg/t,轻烧白云石9.12kg/t,铁皮球0kg/t,白云石块0kg/t,石灰石3.2kg/t,石灰0g/t。总造渣料加入量为101.69kg/t。
S4,控制冶炼终点温度为1641℃,冶炼终点炉渣中碱度为2.84,FeO含量为12.83%,MgO含量为7.82%,MnO含量为2.04%,P2O5含量为2.32%;冶炼终点的钢液C含量为0.03%,磷含量为110ppm。脱磷率为89.62%。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种采用单渣法冶炼低磷钢的方法,其特征在于,该方法包括:
S1,上炉钢出完钢后,倒净炉渣,堵出钢口,兑铁水和加废钢,降枪供氧,开始吹炼;铁水中Si含量为0.35~0.60%,铁水中C含量为4.30~4.65%,铁水中P含量为0.088~0.130%,铁水中Mn含量为0.14~0.20%,铁水中S含量为0.027~0.043%;
S2,从开吹到前5min内加第一批造渣料,所述第一批造渣料包括冷料、白云石和石灰,冷料加入量为10.1~34.93kg/t,白云石加入量为12.71~15.83kg/t,石灰料加入量为26.9~56.7kg/t;每炉次第一次造渣料加入量为52.83~86.2kg/t;
S3,当供氧总量百分百达≥35%且第一批渣料化好后,再加入第二批渣料;所述第二批渣料包括冷料、白云石和石灰,冷料加入量为5.04~50.29kg/t,白云石加入量为0~9.12kg/t,石灰料加入量为0~24.71kg/t;每炉次总造渣料加入量为73.72~127.77kg/t;
S4,控制冶炼终点温度为1616℃~1664℃,冶炼终点炉渣中碱度为2.26~3.65,FeO含量为12~25%,MgO含量为5.85~8.02%,MnO含量为2.0~3.0%,P2O5含量为2.32~2.93%;冶炼终点的钢液C含量为0.30~0.09%,磷含量为80~120ppm,脱磷率为88.5~93.7%。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述冶炼终点炉渣碱度为2.5~3.5,进一步优选为2.8-3.2。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于:炉渣中P2O5含量为2.5-2.7%;炉渣中氧化铁含量为20~25%。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于:冶炼终点温度为1616℃~1664℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于:整个冶炼过程采用高-低-高-低枪位;在第一次造渣期间采用恒定的高枪位,为2.2-2.5m,当Si、Mn氧化结束后,枪位降到1.9-2.2m之间,在脱碳期采用高枪位,为2.1-2.3m,冶炼后期降低到1.4-1.5m。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于:冶炼期间总供氧量为6200-7500Nm3,总供氧强度为2.0-2.6Nm3/t·h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于:铁水温度为1260~1370℃,废钢比例控制在4.00~12.00%。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于:该方法在顶底复吹转炉中进行。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其特征在于:所述冷料包括南非矿或铁皮球中的至少一种;白云石包括轻烧白云石或白云石块中的至少一种;石灰料包括石灰石或石灰中的至少一种。
10.一种使用权利要求1-9中任一项采用单渣法冶炼低磷钢的方法得到的低磷含量钢液。
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CN109182642B (zh) | 2021-01-12 |
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