一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法技术

本发明专利技术公开了一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法，优化冶炼留渣工艺，执行100%留渣操作，执行主原料的装入冶炼渣料加入量按照2.8～3.0控制；供氧强度增加吨钢0.2m3/min，冶炼过程中向炉内加入尾渣及污泥球团：500kg/批次，尾渣其成分及质量百分比含量为：CaO 44%、SiO215.3%、MnO 2.72%、FeO 14.85%、P2O51.39%、MgO 5.43%、Al2O311.8%、R 2.88；污泥球团其成分及质量百分比含量为：Tfe 45

【技术实现步骤摘要】
一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法


[0001]本专利技术涉及一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法。

技术介绍

[0002]中高碳钢产品主要用于机械制造、航空航天和汽车制造等行业，使用条件特殊，与普碳钢、超低碳钢等其他钢种相比，中高碳钢产品生产难点来自于用户使用的高要求和内部铸坯缺陷的敏感性，主要表现为钢材的高纯净度、铸坯裂纹控制、酸轧焊接轧制等几个方面，对钢中非金属夹杂物、偏析等要求苛刻。也促使钢铁企业在生产中不断的优化工艺流程，以获得高质量的产品。八钢自45#、55#、60#、65#、70#钢种开发以来，一直努力通过转炉工艺调整来提高转炉终点碳含量，降低钢液中的氧、氮含量，获得纯净度较高的钢水。
[0003]新疆八一钢铁股份有限公司第一炼钢厂150t转炉产线投产于2012年，建有150t顶底复吹转炉一座，150tLF精炼炉一座，150mm
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150mm小方坯（10机10流）连铸机一台。炼钢具体的工艺流程为：铁水倒罐站—KR脱硫站—转炉—LF精炼炉—方坯连铸机。
[0004]八钢炼铁分公司拥有2500m3高炉三座，COREX
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3000一座，受原材料影响，八钢铁水成分中磷含量与同类型企业有着较大的差异，尤其是在铁水的磷含量上。150t转炉所使用的铁水磷含量较高，为了实现中高碳钢的稳定生产，必须进行转炉终点高拉碳的工艺研究。
[0005]高拉碳法冶炼中高碳钢在许多钢铁企业中均有研究及应用，但高拉碳出钢工艺存在终点磷难以控制，冶炼喷溅严重，终点难判断等问题。r/>[0006]具体分析如下:中后期吹炼，脱碳速度随钢中碳含量的减少而直线下降，渣中（FeO）含量增加，是高效去磷的关键阶段。提高终点碳含量，供氧时间缩短，后期脱磷时间也缩短，影响转炉去磷率。采用高拉碳时，此时供氧量大约在85%～90%，此时终点碳在0.5%～0.8%，终点磷在0.03%
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0.04%。终点碳高，碳氧反应剧烈，炉渣（FeO）降低至10%以下，降低磷在钢渣间分配系数 Lp， 影响转炉去磷率，脱磷率低是高碳出钢的主要制约因素。
[0007]转炉“去磷留碳”主要用于高磷铁水留碳出钢的工艺生产。对于中高碳钢的冶炼来说，转炉终点高拉碳实现的前提是在冶炼过程中将磷尽可能的去除，同时一次倒炉时将炉内部分炉渣倒出，进行二次补吹时高枪位化渣，达到高氧化铁脱磷的目的，其根本就是利用了脱磷与温度、脱磷与氧化铁的基本原理。
[0008]由（2）式可知，温度对脱磷反应的影响非常显著，当温度由1680℃降低至1350℃时，脱磷反应平衡常数可大幅度增加6个数量级。
[0009]由（3）式可知，炉渣（FeO）对脱磷反应的影响非常显著氧化铁较高（15
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20%）时，去磷率较高；虽然150t转炉自中高碳钢开发以来一直采取“高拉补吹”方式进行终点留碳操作，但受制于双渣过程中脱磷率偏低的影响，转炉终点碳含量的控制维持在0.08～0.20%，炉内自由氧在200～400ppm。由于转炉出钢终点的碳含量偏低，导致出钢过程中需要加入大量的增碳剂（碳锰球、碳粉）和脱氧合金，钢水到达LF工序后成分碳不够均匀，钢水需要进行长时间的处理，延长了精炼周期，使得炉机节奏难以匹配，方坯的恒拉速率难以保证的同时增加了夹杂物产生的风险，恶化了产品质量。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法，通过转炉
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LF精炼炉
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方坯连铸生产系列中高碳钢钢种，通过转炉一次倒炉终点高拉碳，二次高枪位补吹化渣去磷留碳工艺，实现转炉终点出钢[C]≥0.30%目的。
[0011]为了实现转炉中高碳钢终点的高拉碳工艺，转炉在二次补吹出钢工艺上进行了调整。具体为，一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法，相关控制参数如下：1）首先优化冶炼留渣工艺，执行100%留渣操作，利于吹炼初期脱磷；2）其次依照《150t转炉热平衡计算表》计算出铁水和废钢加入量，执行主原料的装入，冶炼渣料加入量按照2.8～3.0控制；3）在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加吨钢0.2m3/ min，进一步增加熔池的搅拌力；4）为了解决供氧强度造成的FeO含量偏低问题，在冶炼过程中视炉渣的返干程度，在炉渣轻微返干时向炉内加入1～2批，500kg/批次的尾渣或者粗灰球团，以增加炉渣中的FeO含量，减弱炉渣返干程度；在炉渣返干比较严重时，采取向炉内连续加入1～2批次的500kg尾渣和500kg粗灰球团，以减弱炉渣的返干程度，提高冶炼过程中去磷率，促使冶炼过程脱磷效果得到保证；所用的尾渣其成分及质量百分比含量为：CaO 44%、SiO
2 15.3%、MnO 2.72%、FeO 14.85%、P2O
5 1.39%、MgO 5.43%、Al2O
3 11.8%、R 2.88；所用的污泥球团其成分及质量百分比含量为：Tfe 45
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50%、CaO 7
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10%、SiO
2 ≤5%、S ≤0.2%、P≤0.1%、H2O≤ 0.5%；5）将第一次倒炉的终点目标温度控制在1560～1580℃，转炉终渣碱度按照2.8～3.0控制；6）二次补吹通过高枪位低流量：枪位较正常拉碳枪位高1000mm～1200mm,氧气流量为正常供氧流量60%～70%，化渣40秒～60秒，后逐步降枪至正常枪位后提枪倒炉，实现留碳快速脱磷目的，达到终点出钢[C]≥0.30%，[P]≤0.010%。
[0012]本专利技术通过转炉高拉碳出钢，一方面，炉内钢水的氧含量降低，脱氧合金加入量减少，钢水脱氧产物减少；另一方面，转炉脱氧合金化合金减少后可减弱合金增氮。钢水到达LF炉工位，钢水成分均匀，LF炉调整碳含量和送电时间缩短20
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25%，减少了LF炉钢水的裸露吸氮，同时在保证节奏的情况下可延长LF钢包吹氩时间5～10min，又促进了氧化夹杂物的上浮。实现高拉碳出钢后，连铸铸坯中全氧含量较原工艺降低34.5%，氮含量较原工艺降低16.9%，改善了中高碳钢的产品质量。
具体实施方式
[0013]一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法，1）、首先优化冶炼留渣工艺，执行100%留渣操作，利于吹炼初期脱磷；2）、其次依照《150t转炉热平衡计算表》计算出铁水和废钢加入量，执行主原料的装入，冶炼渣料加入量按照2.8～3.0控制；3）、在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加吨钢0.2m3/ min，进一步增加熔池的搅拌力；4）、为了解决供氧强度造成的FeO含量偏低问题，在冶炼过程中视炉渣的返干程度，在炉渣轻微返干时可以向炉内加入1～2批，500kg/批次的尾渣或者粗灰球团，以增加炉渣中的FeO含量，减弱炉渣返干程度；在炉渣返干比较严重时，采取向炉内连续加入1～2批次的500kg尾渣和500kg粗灰球团，以减弱炉渣的返干程度。提高冶炼过程中去磷率，促使冶炼过程脱磷效果得到保证；所用的尾渣其成分及质量百分比含量为：CaO 44%、SiO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法，其特征在于相关控制参数如下：1）首先优化冶炼留渣工艺，执行100%留渣操作，利于吹炼初期脱磷；2）其次依照《150t转炉热平衡计算表》计算出铁水和废钢加入量，执行主原料的装入，冶炼渣料加入量按照2.8～3.0控制；3）在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加吨钢0.2m3/ min，进一步增加熔池的搅拌力；4）为了解决供氧强度造成的FeO含量偏低问题，在冶炼过程中视炉渣的返干程度，在炉渣轻微返干时向炉内加入1～2批，500kg/批次的尾渣或者粗灰球团，以增加炉渣中的FeO含量，减弱炉渣返干程度；在炉渣返干比较严重时，采取向炉内连续加入1～2批次的500kg尾渣和500kg粗灰球团，以减弱炉渣的返干程度，提高冶炼过程中去磷率，促使冶炼过程脱磷效果得到保证；所用的尾渣其成分及质量百分比含量为：CaO 44%、SiO
2 15.3%、MnO 2.72%、FeO 14.85%、P2O
5 1.39%、MgO 5.43%、Al2O
3 11.8%、R 2.88；所用的污泥球团其成分及质量百分比含量为：Tfe 45
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【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，韩东亚，许勇伟，
申请(专利权)人：新疆八一钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：