一种转炉冶炼低磷钢水的方法技术

本发明专利技术公开了一种转炉冶炼低磷钢水的方法，主要解决现有技术中用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺生产低磷钢水时存在生产成本高的技术问题。本发明专利技术提供的一种转炉冶炼低磷钢水的方法，包括以下步骤：向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼；转炉吹炼脱硅、脱磷；转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣；转炉吹炼脱碳；转炉冶炼终点的控制，转炉吹炼结束后出钢；转炉留渣；转炉溅渣护炉。本发明专利技术方法转炉脱硅、脱磷期脱磷率≥70％，转炉出钢钢水化学成分中w[P]≤0.0080％；降低了转炉冶炼低磷钢水的成本。

A method of smelting low phosphorus molten steel by converter

【技术实现步骤摘要】
一种转炉冶炼低磷钢水的方法
本专利技术涉及一种转炉冶炼钢水的方法，特别涉及一种转炉冶炼低磷钢水的方法，具体而言，涉及通过对转炉渣物相的控制冶炼低磷钢水的方法，属于钢的冶炼及连续铸造

技术介绍
磷元素一般被认为是钢中的有害元素，容易在晶界偏聚，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温韧性。并且随着用户对钢材质量的要求越来越高，对钢中磷含量的要求也越来越苛刻，降低钢中磷含量成了高附加值的低磷及超低磷钢材(如9Ni钢等)产品生产中的重要环节。目前国内外转炉炼钢过程中较低辅料消耗的脱磷方法主要有两种：一是转炉双联脱磷方法，该方法也是日本钢铁企业于20世纪80年代末开发的，如日本专利JP63195210A，该方法采用两座转炉进行冶炼，第一座转炉用于脱磷，第二座转炉对脱磷后的铁水进行脱碳处理，由于该方法仍需要将铁水从一座转炉倒入另一座转炉，造成了较大的热量损失，并且需要额外增加一座脱磷转炉，增加了投资的同时给生产组织带来了一定难度，在中国由于受到转炉数量的限制以及一些钢厂低磷钢比例不高，该方法仅在中国少数钢铁企业得到应用。另一种方法为用同一座转炉来实现脱磷和脱碳，如日本新日铁公司的MURC(Multi-refiningConverter)工艺的“留渣+双渣”冶炼工艺，该工艺流程为：加入废钢、兑入铁水→转炉脱硅、脱磷→排前期脱磷渣→吹炼脱碳升温→转炉出钢→留渣。其中，在脱硅、脱磷期取得高脱磷率是关键，普遍采用的方法包括：(1)延长脱磷阶段时间，如中国专利CN102618689A中脱磷期的时间为7～10min；(2)调整氧枪操作来提高脱磷率，如中国专利CN102776314A、CN103243192A等。部分钢铁企业针对铁水中磷含量为0.10％～0.14％，采用铁水预处理进行复合喷粉脱硫的工艺方案，对铁水不进行脱硅和脱磷；同时转炉的装备配备又不能满足转炉双联法脱磷的需求，不能满足转炉冶炼低磷钢水的要求。现有技术中，单座转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，转炉脱硅、脱磷期的脱磷率一般低于60％，当生产磷含量低于0.010％的钢种时，转炉辅料消耗较高，且存在转炉冶炼终点钢水中磷含量较高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种转炉冶炼低磷钢水的方法，主要解决现有技术中用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺生产低磷钢水时存在生产成本高的技术问题。本专利技术所述的低磷钢水为转炉出钢钢水化学成分中w[P]≤0.0080％。本专利技术的技术思路是通过转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，控制脱硅、脱磷期快速成渣，并控制炉渣中的液相和固相比例。一方面，利用炉渣中的液相，提高炉渣的流动性，加快渣-金界面的脱磷反应速率；另一方面，利用炉渣中的固相，主要是2CaO·SiO2相，与脱磷产物3CaO·P2O5反应形成固溶体，降低了液相炉渣中磷的含量，加快了脱磷反应进行，使得脱硅、脱磷期脱磷率达到70％以上，实现了脱硅、脱磷期的高效脱磷，极大地减轻了脱碳期的脱磷压力，降低了转炉辅料消耗和钢水磷含量。本专利技术采用的技术方案是，一种转炉冶炼低磷钢水的方法，包括以下步骤：1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75％～95％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.14％；2)转炉吹炼脱硅、脱磷,转炉脱硅、脱磷期的生石灰用量由留渣量和铁水硅含量确定，转炉脱硅、脱磷期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的25％～30％，供氧强度控制为2.7～3.5Nm3/(min·吨钢)；转炉脱硅、脱磷期的枪位控制为：基准枪位→低枪位→高枪位，先采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的4％～6％；接着采用低枪位，向转炉内加入转炉脱硅、脱磷期造渣剂，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的18％～22％；最后采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的4％～6％；转炉脱硅、脱磷期炉渣二元碱度为1.2～1.8，转炉脱硅、脱磷期炉渣中FeO质量百分含量为10％～25％，炉渣温度为1350～1400℃；3)转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣，控制倒渣率为50％～70％，排渣结束得到半钢钢水；4)转炉吹炼脱碳，转炉脱碳期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的70％～75％，供氧强度控制为3.0～4.0Nm3/(min·吨钢)；转炉脱碳期的枪位控制为：高枪位→基准枪位→低枪位，先采用高枪位，加强化渣，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的30％～35％；接着采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的28％～33％；最后采用低枪位，加强搅拌，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的5％～9％；生石灰的加入量为5～20kg/吨钢，轻烧镁球的加入量为5～10kg/吨钢；转炉冶炼终点炉渣的二元碱度为3.0～4.5，炉渣中MgO质量分数为8.0％～11.0％；5)转炉冶炼终点的控制，取样检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和钢水温度，检测到转炉吹炼终点钢水中w[C]≤0.08％、转炉吹炼终点钢水温度1620～1650℃时转炉吹炼结束，转炉吹炼结束后立即出钢，转炉吹炼结束后出钢；6)转炉留渣，转炉出钢结束后进行转炉留渣，留渣量为30～60kg/吨钢；7)转炉溅渣护炉，转炉留渣进行转炉溅渣护炉，转炉溅渣护炉作业时间为2.5～4.5min。重复本专利技术步骤，开始下一炉钢水的冶炼。本专利技术转炉脱硅、脱磷期吹炼时，生石灰的加入量为：max[(35.5W1-0.31W2),0]，单位为kg/吨钢，W1为铁水中硅元素的重量百分含量，W2为留渣量，单位为kg/吨钢。本专利技术转炉脱硅、脱磷期吹炼时，转炉脱硅、脱磷期造渣剂化学组分的重量百分比为：Al2O360％～70％、SiO220％～25％、CaO0～10％、MgO0～6％、TiO20～3％和H2O1％～6％，转炉脱硅、脱磷期造渣剂的加入量为3～7kg/吨钢。本专利技术所述的低枪位为：H0+H0*(0.05～0.10)，基准枪位为：H0+H0*(0.12～0.18)，高枪位为：H0+H0*(0.20～0.45)，H0为转炉内钢水面高度。本专利技术技术方案基于申请人的以下研究试验：采用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，利用上一炉留下的转炉终点渣，加快脱硅、脱磷期的快速成渣，并通过留渣量和铁水硅含量之间的关系，确定生石灰的用量，控制脱硅、脱磷期炉渣的二元碱度为1.2～1.8，使得渣中有足够量的2CaO·SiO2相，炉渣中的固相比例达到30％～60％；但2CaO·SiO2相较多后，炉渣的熔化温度和黏度会增大，影响渣-金界面脱磷反应的进行。因此在脱硅、脱磷期吹氧量达到4％～6％时，向转炉内加入转炉脱硅、脱磷期造渣剂，降低炉渣的熔化温度和黏度，提高炉渣的流动性，同时采用低枪位操作，进一步增强渣-金界面的脱磷反应速率。钢水中的磷逐步转移至液相炉渣中，钢水中的磷含量下降，液相炉渣中的磷含量升高。由于炉渣中有足够量的2CaO·SiO2相，与脱磷产物3CaO·P2O5反应形成固溶体，极大地降低了液相炉渣中磷的含量，使得渣-金界面的脱磷反应速率进一步加快了，使得脱硅、脱磷期脱磷率达到70％以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转炉冶炼低磷钢水的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：/n1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75％～95％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.14％；/n2)转炉吹炼脱硅、脱磷,转炉脱硅、脱磷期的生石灰用量由留渣量和铁水硅含量确定，转炉脱硅、脱磷期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的25％～30％，供氧强度控制为2.7～3.5Nm

【技术特征摘要】
1.一种转炉冶炼低磷钢水的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75％～95％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.14％；
2)转炉吹炼脱硅、脱磷,转炉脱硅、脱磷期的生石灰用量由留渣量和铁水硅含量确定，转炉脱硅、脱磷期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的25％～30％，供氧强度控制为2.7～3.5Nm3/(min·吨钢)；转炉脱硅、脱磷期的枪位控制为：基准枪位→低枪位→高枪位，所述的低枪位为：H0+H0*(0.05～0.10)，基准枪位为：H0+H0*(0.12～0.18)，高枪位为：H0+H0*(0.20～0.45)，H0为转炉内钢水面高度；先采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的4％～6％；接着采用低枪位，向转炉内加入转炉脱硅、脱磷期造渣剂，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的18％～22％；最后采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量质量百分比的4％～6％；转炉脱硅、脱磷期炉渣二元碱度为1.2～1.8，转炉脱硅、脱磷期炉渣中FeO质量百分含量为10％～25％，炉渣温度为1350～1400℃；
3)转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣，控制倒渣率为50％～70％，排渣结束得到半钢钢水；
4)转炉吹炼脱碳，转炉脱碳期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的70％～75％，供氧强度控制为3.0～4.0Nm3/(min·吨钢)；转炉脱碳期的枪位控制为：高枪位→基准枪位→低枪位，所述的低枪位为：H0+H0*(0.05～0.10)，基准枪位为：H0+H0*(0.12～0.18)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王多刚，虞大俊，郑毅，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32