一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法技术

本发明专利技术公开了一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，所述方法包括铁水提钒、半钢脱磷预处理、转炉冶炼、出钢脱氧合金化工序；所述铁水提钒工序中铁水温度为1312～1396℃。本发明专利技术含钒铁水经提钒后温度升高，硅、钛、锰等元素被氧化为痕迹，为半钢脱磷创造了良好条件；通过折热态铝系浇余渣，减少了浇余中钢水的流失，从而有效的降低了钢铁料消耗；转炉冶炼采用双渣操作，在冶炼前期倒出部分炉渣，再重新造渣，控制合适的终点温度和碳含量，得到极低磷含量的钢水。本发明专利技术有效的解决了极低磷钢的生产技术问题，为开发高级别低磷钢打下坚实基础。

【技术实现步骤摘要】
一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法。
技术介绍
除易切削钢和炮弹钢外，磷是绝大多数钢种的有害元素，它显著降低钢的低温冲击性，增加钢的强度和硬度。随着现代工业发展和科技进步对钢的质量和使用性能要求越来越高，要求钢中[P]控制在较窄的范围内。例如，对于低温钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢，要求磷含量≤0.010%，甚至≤0.005%。由于承钢含钒铁水的特殊性，经提钒处理回收宝贵的钒资源，铁水中硅加钛被氧化为痕迹，部分碳被氧化，吹炼时炉渣组元减少，化渣困难，冶炼低磷钢仅能将磷含量控制在≤0.025%的水平，随着产品质量的提档升级，超低磷钢种的开发，控制[P]≤0.025%远远不够，极低磷含量的控制技术成为产品开发的瓶颈，针对中高磷含钒铁水，研究一种冶炼极低磷钢的方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，所述方法包括铁水提钒、半钢脱磷预处理、转炉冶炼、出钢脱氧合金化工序；所述铁水提钒工序中铁水温度为1312～1396℃。本专利技术所述铁水提钒工序，含钒铁水主要化学成分组成及质量百分含量为：C：3.85～4.86%、Si：0.10～0.29%、Ti：0.08～0.25%、Mn：0.23～0.45%、P：0.121～0.204%、S：0.025～0.079%、V：0.190～0.278%。本专利技术所述铁水提钒工序，提钒转炉装入铁水132～138t，铁水提钒后控制半钢温度为1350～1400℃，[Si]+[Ti]≤0.05%。本专利技术所述半钢脱磷预处理工序，采用混合喷吹，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉占48～52%，铁矿石粉占48～52%，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉按10:1～5:1比例混合；总混合喷吹速度为100～140kg/min。本专利技术所述半钢脱磷预处理工序，脱磷剂钝化石灰与萤石粉混合料消耗为9～11kg/t钢，铁矿石粉消耗为10～12kg/t钢。本专利技术所述半钢脱磷预处理工序，喷粉枪以氮气为载体，枪头距离包底200～400mm，脱磷氧枪流量控制18～22m3/min，喷吹枪位为1200～1500mm。本专利技术所述半钢脱磷预处理工序，半钢脱磷完毕，扒渣保证液面裸露面积≥90%，取样分析，控制半钢中[P]在0.020～0.050%之间，将半钢包开出，往包里折入热态铝系浇余渣12～20kg/t钢，为转炉冶炼前期快速化渣脱磷创造条件；所述热态铝系浇余渣成分要求满足CaO≥50%，Al2O3≥25%，P≤0.050%。本专利技术所述转炉冶炼工序，采用恒压变枪操作，前期加入造渣料总量的1/2，枪位控制在1500～1800mm，吹炼3～5min时将前期渣倒出2/3，再分批次加入剩余渣料重新造渣，枪位控制在1200～1800mm；造渣料石灰消耗35～40kg/t钢，轻烧白云石消耗10～15kg/t钢。本专利技术所述转炉冶炼工序，冶炼结束再次倒出炉渣的2/3，利用副枪TSO测温、取样，化验钢水成分，冶炼终点控制[C]含量在0.04～0.08%，温度≤1640℃，控制[P]含量≤0.005%。本专利技术所述出钢脱氧合金化工序，出钢过程随脱氧合金物料加入3～4kg/t钢粒度为5～20mm的小颗粒石灰，全程吹氩搅拌熔化小粒石灰使其对钢水进行渣洗，使用挡渣标与滑板进行双重挡渣，避免下渣回磷。本专利技术所述铁水提钒工序，将半钢装入异形脱磷半钢包内，保证净空≥1500mm(净空为半钢液面距包沿距离)。本专利技术所述铁水提钒工序，将半钢装入异形脱磷半钢包内，异形脱磷半钢包是在现有铁水包基础上，保持铁水包高度与两耳轴间距不变，以耳轴为分界线沿半钢包大小包嘴方向增加包身连接件直段宽度，增大包内容积，结构图见图1，其中铁水包上、下包身一体。保证净空≥1500mm，防止在脱磷处理时发生喷溅，造成较大铁损和污染环境；与炉内脱磷相比，半钢温度较低，从热力学条件分析，脱磷条件比钢水脱磷更优越。本专利技术设计思路：首先，含钒铁水经提钒处理得到半钢，较低的温度、较低硅加钛含量为半钢脱磷预处理创造了良好的条件；其次，经半钢脱磷预处理，得到磷含量较低的半钢，在半钢包里折入热态钢包铝系浇余渣，为冶炼半钢快速化渣创造条件；再次，转炉通过双渣操作，在冶炼前期倒出部分炉渣，再重新造渣，控制合适的终点温度和碳含量，得到极低磷含量的钢水；最后，在出钢脱氧合金化中使用低磷物料，并加入适量粒度为5～20mm小颗粒石灰对钢水进行渣洗，使用挡渣标和滑板双重挡渣技术措施，完成含钒铁水冶炼极低磷钢的目的。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术含钒铁水经提钒后温度升高，硅、钛、锰等元素被氧化为痕迹，为半钢脱磷创造了良好条件。2、本专利技术通过折热态铝系浇余渣，减少了浇余中钢水的流失，从而有效的降低了钢铁料消耗。3、本专利技术转炉冶炼采用双渣操作，在冶炼前期倒出部分炉渣，再重新造渣，控制合适的终点温度和碳含量，得到极低磷含量的钢水。4、本专利技术出钢脱氧合金化过程采取双重挡渣技术，避免下渣回磷，达到含钒铁水冶炼极低磷钢的效果。5、本专利技术有效的解决了极低磷钢的生产技术问题，随着科学技术的发展和产品质量的提档升级，为开发高级别低磷钢打下坚实基础。附图说明图1为异形脱磷半钢包结构图；其中，1-铁水包下包身，2-包身直段连接件，3-包底，4-包嘴，5-吊轴，6-耳轴，7-铁水包上包身。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例含钒铁水冶炼极低磷钢，含钒铁水主要化学成分组成及质量百分含量为：C：4.42%、Si：0.18%、Ti：0.15%、Mn：0.32%、P：0.172%、S：0.031%、V：0.242%；生产方法包括铁水提钒、半钢脱磷预处理、转炉冶炼、出钢脱氧合金化工序，具体工艺步骤如下所述：（1）铁水提钒工序：提钒转炉装入铁水134t，铁水提钒温度：1332℃，铁水提钒后控制半钢温度为1366℃，[Si]+[Ti]=0.03%，将半钢装入异形脱磷半钢包内，净空1550mm；（2）半钢脱磷预处理工序：采用混合喷吹，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉占48%，铁矿石粉占52%，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉按6:1比例混合；总混合喷吹速度为120kg/min；脱磷剂钝化石灰与萤石粉混合料消耗为9.7kg/t钢，铁矿石粉消耗为10.8kg/t钢；喷粉枪以氮气为载体，枪头距离包底200mm，脱磷氧枪流量控制19.8m3/min，喷吹枪位为1450mm；半钢脱磷完毕，扒渣保证液面裸露面积90%，取样送化验室分析，控制半钢中[P]为0.046%，将异形半钢包开出，往包里折入16kg/t钢的热态铝系浇余渣，成分质量分数为：CaO：53%，Al2O3：27%，P：0.040%；（3）转炉冶炼工序：采用恒压变枪操作，前期加入造渣料总量的1/2，枪位控制在1600mm，吹炼4min时将前期渣倒出2/3，再分批次加入剩余渣料重新造渣，枪位控制在1200mm；造渣料石灰消耗40kg/t钢，轻烧白云石消耗12kg/t钢；吹炼结束再次倒出炉渣的2/3，利用副枪TSO测温、取样，冶炼终点控制[C]含量为0.06%，温度1632℃，控制[P]含量为0.004%本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述方法包括铁水提钒、半钢脱磷预处理、转炉冶炼、出钢脱氧合金化工序；所述铁水提钒工序中铁水温度为1312～1396℃。

【技术特征摘要】
1.一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述方法包括铁水提钒、半钢脱磷预处理、转炉冶炼、出钢脱氧合金化工序；所述铁水提钒工序中铁水温度为1312～1396℃。2.根据权利要求1所述的一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述铁水提钒工序，含钒铁水主要化学成分组成及质量百分含量为：C：3.85～4.86%、Si：0.10～0.29%、Ti：0.08～0.25%、Mn：0.23～0.45%、P：0.121～0.204%、S：0.025～0.079%、V：0.190～0.278%。3.根据权利要求1所述的一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述铁水提钒工序，铁水提钒后控制半钢温度为1350～1400℃，[Si]+[Ti]≤0.05%。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述半钢脱磷预处理工序，采用混合喷吹，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉占48～52%，铁矿石粉占48～52%，脱磷剂钝化石灰粉与萤石粉按10:1～5:1混合；总混合喷吹速度为100～140kg/min。5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述半钢脱磷预处理工序，脱磷剂钝化石灰与萤石粉混合料消耗为9～11kg/t钢，铁矿石粉消耗为10～12kg/t钢。6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种含钒铁水冶炼极低磷钢的方法，其特征在于，所述半钢脱磷预处理工序，喷粉枪以氮气为载体，枪头距离包底200～400mm，脱磷氧枪流量控制18～22m3/min，喷吹枪位...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雨晨，段希海，杨坤，陈超，白银舰，钱润锋，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13