專利名稱：低磷鋼水冶煉方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種低磷鋼的生產(chǎn)方法。
背景技術：
磷是鋼中常見的有害元素，容易在晶界偏析，弓l起鋼的低溫脆性和 回火脆性。高級優(yōu)質(zhì)鋼對鋼中磷含量的要求越來越嚴格，特別是對于低 溫用鋼、海洋用鋼、抗氫致裂紋鋼等，因此煉鋼生產(chǎn)中脫磷的問題一直 受到冶金界的高度關注。近年來，純凈鋼的冶煉受到世界各國的高度重
視，作為純凈鋼冶煉的一個重要部分，低磷鋼("[P]<0.01%)和超低磷 鋼(co[P]<0.003%)的生產(chǎn)是一個不可忽視的內(nèi)容。
磷在鋼液中能夠無限溶解，而它的氧化物P205在鋼中的溶解度很小，
因此要去除鋼中的磷，首先必須使磷氧化，并使其氧化產(chǎn)物能夠進入爐 渣，另外還要把磷的氧化物固定在爐渣中，不讓它再分解返回到鋼液內(nèi)。 現(xiàn)有的鋼水脫磷的真空處理方法，是在真空減壓脫氣條件下添加脫 磷劑去除鋼水中磷。中國專利"轉爐氧氮頂吹脫磷方法"(CN03128987.8) 是一種轉爐氧氮頂吹脫磷方法，利用轉爐頂槍具有二種氣源控制模式， 控制化渣，防止噴濺，提高脫磷的穩(wěn)定性及安全性。目前國內(nèi)外煉鋼廠 廣泛采用的二種煉鋼脫磷工藝生產(chǎn)低磷和極低磷鋼種 一是單爐雙渣法 (簡稱雙渣法)，是在一個轉爐冶煉周期中二次造渣，其中一次造渣進行 脫磷處理，完成脫磷處理后一次渣從轉爐中扒出，二次造渣主要進行脫 碳處理，該方法可生產(chǎn)出低磷鋼；二是雙爐雙渣法(簡稱雙聯(lián)法)，即在 一個轉爐造一次渣進行鐵水脫磷后，爐內(nèi)"半鋼"出鋼，倒入另一個轉 爐進行二次造渣進行脫碳處理，該工藝可生產(chǎn)低磷鋼和超低磷鋼。現(xiàn)在 日本住友金屬和歌山廠、日本新日鐵室蘭廠、韓國浦項光陽廠等均采用此法(也稱SRP)，寶鋼和鞍鋼也均采用轉爐雙聯(lián)法生產(chǎn)低磷和極低磷鋼
種。這二種方法均是在轉爐二次造渣，其中第一次造渣后進行低溫脫磷，
一般脫磷溫度控制在1350°C~1450°C，第二次造渣在同一轉爐或在第二個 轉爐進行脫碳。這兩種方法均利用熱力學原理，溫度低有利于鋼水磷向 渣中轉移。
單爐雙渣法和雙聯(lián)法均在轉爐內(nèi)完成脫磷處理，需在轉爐內(nèi)兩次大 量造渣，并都需在轉爐內(nèi)快速成渣，因此，常引入低熔點物質(zhì)作為快速 化渣劑，導致對轉爐爐襯造成傷害，而減少轉爐爐齡。另外，單爐雙渣 法和雙聯(lián)法均在轉爐內(nèi)兩次造渣，導致生產(chǎn)中占用轉爐時間長，影響轉 爐生產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種在轉爐內(nèi)一次 造渣的高效生產(chǎn)低磷鋼的冶煉方法。 .
本發(fā)明低磷鋼水的冶煉方法是這樣實現(xiàn)的，該方法包括轉爐冶煉和 鋼包精煉，其特點是轉爐冶煉的鋼水溫度》168(TC，鋼水中磷含量小于 0.012%,鋼水中活度氧控制在0.1%~0.13%;轉爐出鋼前，先在鋼包內(nèi)裝 入深脫磷劑；轉爐出鋼過程中進行擋渣控制，下渣量《3kg/噸鋼，并對鋼 包中的鋼水進行弱脫氧處理；出鋼結束后，再往鋼包中投入深脫磷劑； 然后，進行鋼包底吹氬氣攪拌；最后，用鋼包扒渣裝置清除鋼包中的鋼 渣。
本發(fā)明低磷鋼水冶煉方法先在鋼包內(nèi)裝入的深脫磷劑數(shù)量為3~4kg/ 噸鋼水，出鋼結束后，再往鋼包中投入的深脫磷劑數(shù)量為6-7kg/噸鋼； 在轉爐出鋼過程中還向鋼包投入金屬鋁粒，投入量為0.5kg/噸鋼，對鋼水 進行弱脫氧處理；本發(fā)明所述鋼包底吹氬氣攪拌的底吹氬氣應控制在 20 25NmVmin，底吹時間為4 6min;本發(fā)明所述用鋼包扒渣裝置清除鋼
4包中的鋼渣為95%以上，并加入造渣材料覆蓋于鋼水表面；本發(fā)明入轉 爐的鐵水磷含量<0.07%，轉爐出鋼水中磷含量<0.012°/。，最終處理后" [P]< 0.005%。
本發(fā)明所述的深脫磷劑可以是粉劑混合物，也可以是預融物顆粒， 該深脫磷劑的組成為(重量百分比)20%~40°/。的CaO， 20%~35%的FeO， 100/0 15。/。的Fe203， 10% 20的A1203， 3°/。~5%的Si02， 2%~3%的MnO， 2% 3%的MgO。
本發(fā)明提出的方法主要從動力學角度考慮，在轉爐冶煉后，高溫條 件下利用良好的動力學條件在整個系統(tǒng)磷處于低水平條件下，通過在鋼 包內(nèi)造高堿度、高溫度、低粘度、高活性熔渣，并施加以大功率攪拌， 提高渣"^I反應速度，使鋼水中磷向熔渣中轉移，并在反應趨緊平衡后， 利用扒渣設備將鋼包中鋼渣從鋼包中去除，實現(xiàn)鋼水深脫磷，生產(chǎn)低磷 鋼或超低磷鋼。
本發(fā)明提出的方法考慮到盡管低溫有利于改善磷在渣與鐵(鋼)分 配比， 一般都指定鐵本的合適脫磷溫度為135(TC左右，但在低溫狀態(tài)下， 反應速度慢、熔渣效果差、熔渣流動性不好、熔渣堿度低等不良影響。
本發(fā)明低磷鋼水冶煉方法主要包括-
1) 在一個轉爐中按目前常規(guī)處理工藝對鐵水進行脫磷、脫碳處理， 入爐鐵水溫度控制在1200°C~1380°C，其鐵水磷含量在0.07°/。以下，以冶 金白灰為主造渣，造渣量為40 50kg/噸鋼，進行氧氣頂吹冶煉，冶煉時 間為20 35min，控制冶煉重點鋼水溫度超過1680°C，鋼水中磷含量小于 0.012%，鋼水中活度氧控制在0.1% 0.13%;
2) 轉爐冶煉結束后，在出鋼過程中，進行擋渣控制，防止轉爐渣隨 鋼水進入鋼水包，控制下渣量小于3kg/噸鋼，出鋼前，在鋼包中裝入深 脫磷劑，裝入量為3 4kg/噸鋼水，在轉爐出鋼過程中向鋼包投入金屬鋁粒，投入量為0.5kg/噸鋼，對鋼水進行弱脫氧處理；
3)出鋼結束后，在鋼包中繼續(xù)投入深脫磷劑，投入量為6 7kg/噸鋼， 隨即進行鋼包底吹氬氣攪拌，底吹氬氣控制在20~25Nm3/min,底吹時間 為4 6min;
4)底吹氬氣結束后，利用鋼包扒渣裝置將鋼包中鋼渣扒出，需將鋼 包中鋼渣清除95%以上，之后加入造渣材料覆蓋于鋼水表面，處理后鋼 水"[ ]<0.005%。
本發(fā)明低磷鋼水冶煉方法與其它方法相比渣量減少20%以上，轉爐 冶煉周期縮短5%以上，因在轉爐內(nèi)僅進行一次造渣，對轉爐內(nèi)襯的侵蝕 也小，且在鋼水二次精煉中不產(chǎn)生回磷現(xiàn)象。
具體實施例方式
實施例1:
以500kg感應電爐深脫磷為例。
用中頻感應電爐熔化鋼水500kg， "[P]-0.0070%,鋼水溫度1678°C， 以冶金白灰、氧化鐵紅、鋁釩土為造渣劑，同時作為深脫磷劑，加入渣 總量為2.5kg，其成分為35%CaO， 30%FeO, 13%Fe203， 18°/。A1203， 2%Si02， l%MnO， l%MgO。利用感應電流攪拌，處理5min后，將坩堝 傾斜，將鋼渣從坩堝中扒出，扒出超過95%后，加入冶金白灰lkg造新 渣，覆蓋鋼水，鋼水"[P]從0.0070。/。降至0.0015%。
實施例2:
以180噸轉爐應用為例。
進轉爐鐵水co[p]-0.04。/。，在轉爐冶煉中，以冶金白灰、鐵皮球、輕 燒白云石為造渣劑，造渣量為8.9噸，冶煉時間30分鐘，出鋼量190噸， 轉爐出鋼水w[Ph0.008。/c,在鋼包中加入0.8噸深脫磷劑，出鋼結束后再 加入1.6噸深脫磷劑，脫磷劑成分為33%CaO， 29%FeO， 13°/0Fe2O3，
618%A1203， 3%Si02， 2°/。MnO， 2%MgO。鋼水溫度1675°C，進行氬氣底 吹攪拌，供氣強度為20Nm3/min，攪拌時間5min。然后進行扒渣處理， 將鋼包中鋼渣清除95%以上，并重新造渣，即完成全部脫磷處理，鋼水 co〖P]=0.004%。與"雙渣"法、"雙聯(lián)"法等脫磷工藝相比減少渣量消耗 6 7噸，耗時減少3~5min。
權利要求
1. 一種低磷鋼水冶煉方法，包括轉爐冶煉和鋼包精煉，其特征在于轉爐冶煉的鋼水溫度≥1680℃，鋼水中磷含量小于0.012％，鋼水中活度氧控制在0.1％～0.13％；轉爐出鋼前，先在鋼包內(nèi)裝入深脫磷劑；轉爐出鋼過程中進行擋渣控制，下渣量≤3kg/噸鋼，并對鋼包中的鋼水進行弱脫氧處理；出鋼結束后，再往鋼包中投入深脫磷劑；然后，進行鋼包底吹氬氣攪拌；最后，用鋼包扒渣裝置清除鋼包中的鋼渣。
2. 根據(jù)權利要求1所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于先在鋼包內(nèi)裝 入的深脫磷劑數(shù)量為3 4kg/噸鋼水，出鋼結束后，再往鋼包中投入的 深脫磷劑數(shù)量為6-7kg/噸鋼。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于在轉爐出 鋼過程中向鋼包投入金屬鋁粒，投入量為0.5kg/噸鋼，對鋼水進行弱 脫氧處理。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于鋼包底吹 氬氣攪拌的底吹氬氣控制在20 25NmS/min，底吹時間為4 6min。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于用鋼包扒 渣裝置清除鋼包中95%以上的鋼渣，并加入造渣材料覆蓋于鋼水表 面。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于入轉爐的 鐵水磷含量<0.07°/。，轉爐出鋼水中磷含量<0.012%，最終處理后co [P]<0.0050/。。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的低磷鋼水冶煉方法，其特征在于所述的深 脫磷劑可以是粉劑混合物或預融物顆粒，其組成(重量百分比)200/。~40%的CaO， 20%~35%的FeO， 10%~15°/0的Fe203， 10%~20% 的八1203， 3。/。 5。/。的Si02， 2%~3%的癒0， 2%~3%的MgO。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在轉爐內(nèi)一次造渣的高效生產(chǎn)低磷鋼水的冶煉方法。該方法包括轉爐冶煉和鋼包精煉，其特點是轉爐冶煉的鋼水溫度≥1680℃，鋼水中磷含量小于0.012％，鋼水中活度氧控制在0.1％～0.13％；轉爐出鋼前，先在鋼包內(nèi)裝入深脫磷劑；轉爐出鋼過程中進行擋渣控制，下渣量≤3kg/噸鋼，并對鋼包中的鋼水進行弱脫氧處理；出鋼結束后，再往鋼包中投入深脫磷劑；然后，進行鋼包底吹氬氣攪拌；最后，用鋼包扒渣裝置清除鋼包中的鋼渣。本發(fā)明低磷鋼水冶煉方法與其它方法相比渣量減少20％以上，轉爐冶煉周期縮短5％以上，因在轉爐內(nèi)僅進行一次造渣，對轉爐內(nèi)襯的侵蝕也小，且在鋼水二次精煉中不產(chǎn)生回磷現(xiàn)象。
文檔編號C21C5/28GK101423879SQ20071015792
公開日2009年5月6日 申請日期2007年10月31日 優(yōu)先權日2007年10月31日
發(fā)明者廖相巍, 張曉軍, 鎮(zhèn) 李, 李廣幫, 李德剛, 溫鐵光, 鵬 王, 黃玉平 申請人:鞍鋼股份有限公司