專利名稱：一種控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外大部分的煉鋼廠，鐵水的脫磷都在常規(guī)轉(zhuǎn)爐內(nèi)與脫碳同時進行，冶煉結(jié)束穩(wěn)定地保證[P] ^ 0. 006%比較困難；但常規(guī)轉(zhuǎn)爐冶煉可以采用廠內(nèi)自循環(huán)廢鋼，如中包鑄余、坯頭等，此類廢鋼硫含量低且質(zhì)量穩(wěn)定，轉(zhuǎn)爐出鋼可以保證較低的S含量，一般轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束可以達到[S] < 0.006%，但采用脫磷轉(zhuǎn)爐工藝，由于吹煉時間短，溫度低，廢鋼熔化困難，因此無法使用廠內(nèi)自循環(huán)廢鋼，需要選擇塊度合適，且硫含量低、質(zhì)量穩(wěn)定的廢鋼，才能同時保證轉(zhuǎn)爐終點S、P都能控制在較低的范圍。轉(zhuǎn)爐出鋼加鋁鐵脫氧和渣鈣質(zhì)也是一種比較常見的工藝，但是脫氧的目的主要是為了保證合金穩(wěn)定的收得率，提高鋼水純凈度和縮短精煉時間等，一般都只需要保證脫氧的效果，而對于鋼中的鋁含量未做具體要求，或者鋁含量的要求相對較低，一般都低于 0. 03%。而頂渣改質(zhì)渣料的加入量一般控制在3 ^(g/噸鋼，無法保證出鋼過程較大的脫硫量。另外，國內(nèi)大部分煉鋼廠，由于廢鋼需求量大，廢鋼管理等問題，[S] ( 0. 006%的鋼種大部分采用LF工藝生產(chǎn)，但LF精煉工藝無法脫H，且處理過程容易增N，且其夾雜物控制水平也要差于RH精煉工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)低磷、低硫鋼存在的上述不足，提供一種控制鋼水中磷、 硫和氫含量的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法包括以下步驟
步驟1 采用KR進行鐵水預(yù)處理脫硫；
鐵水的溫度為1280°C 1400°C，加入的脫硫劑為90%Ca0+10%CaF2，脫硫劑的加入量為每噸鐵水6Kg 10Kg，加入后進行攪拌，攪拌的時間為IOmin 15min ； 步驟2 將脫硫后的鐵水放入脫磷轉(zhuǎn)爐進行脫磷處理；
脫硫后的鐵水溫度為1250°C 1350°C，在鐵水中加入廢鋼進行脫磷處理，鐵水量為 295士2t對應(yīng)加入的廢鋼量為30士2t，同時脫磷轉(zhuǎn)爐采用頂吹氧氣、底吹氬氣的頂?shù)讖?fù)吹工藝冶煉；
步驟3 將脫磷后的鐵水放入脫碳轉(zhuǎn)爐進行冶煉后出鋼，并在出鋼時進行加鋁鐵脫氧和加渣料調(diào)節(jié)定渣堿度的操作；
脫磷后的鐵水溫度為1280°C 1380°C，脫磷后的鐵水中C的重量百分比含量3. 2% 3. 8%，脫碳轉(zhuǎn)爐采用頂吹氧氣、底吹氬氣的頂?shù)讖?fù)吹工藝冶煉，冶煉結(jié)束鋼水中C的重量百分比含量0. 3% 1. 2%，溫度為1660°C 1700°C ；步驟4:RH精煉；
在RH精煉裝置中進行脫氣精煉，精煉時要求真空度< 200 的時間>15分鐘，精煉結(jié)束鋼水溫度1570°C 1590°C。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，經(jīng)過步驟1處理后的鐵水中S重量百分比含量< 0.003%，鐵水扒渣率 >95%。進一步，所述步驟2中廢鋼的成分及配比為優(yōu)質(zhì)廢鋼中型廢鋼打包塊統(tǒng)料廢鋼渣鋼輕料廢鋼=7t:10t:4t:5t:5t:5t。本發(fā)明中所用的優(yōu)質(zhì)廢鋼，渣鋼和打包塊為首鋼京唐公司廠內(nèi)自循環(huán)廢鋼，優(yōu)質(zhì)廢鋼為中包鑄余、鑄坯切頭切尾、熱軋切頭切尾以及判廢鑄坯等；渣鋼為轉(zhuǎn)爐渣中回收的部分鋼，要求TFe ^ 90%，水份< 0. 5% ；打包塊為冷軋切邊、切頭切尾等經(jīng)打包后的廢鋼；中型廢鋼，統(tǒng)料廢鋼，輕料廢鋼參照國標GB 4223-2004的要求。進一步，經(jīng)過步驟2處理后的鐵水中P重量百分比含量彡0. 030%, S重量百分比含量;^ 0. 008%O進一步，經(jīng)過步驟3處理后的鐵水中P重量百分比含量彡0. 006%, S重量百分比含量彡 0. 010%O進一步，所述步驟3的出鋼過程中，采用鋼包在線氬氣底吹，底吹流量200 NL/ min 300NL/min，出鋼后在取樣位置采取雙路大氣量底吹氬氣3min，每路500 NL/min 600NL/min。進一步，所述步驟3中脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加鋁鐵具體為在出鋼量為2/5時，加入鋁鐵合金；在脫碳轉(zhuǎn)爐終點氧為400ppm時，鋁鐵合金的加入量為3. 5Kg/噸鋼；在脫碳轉(zhuǎn)爐終點氧為士 IOOppm時，鋁鐵合金的加入量為士0. 5 kg/噸鋼。進一步，所述步驟3中脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加渣料具體為在出鋼量為1/5時，加入小粒石灰和螢石，小粒石灰的粒度為IOmm 30mm，小粒石灰的加入量為^(g 6Kg /噸鋼，螢石的加入量為IKg Ig/噸鋼，加入小粒白灰和螢石進行鋼包頂渣鈣質(zhì)，保證出鋼后頂渣堿度彡 6，TFe 彡 1. 5%ο進一步，經(jīng)過步驟3處理后的鋼水中酸溶鋁含量達到0. 03% 0. 05%。進一步，經(jīng)過步驟4處理后的鋼水中的P重量百分含量彡0. 008%, S重量百分含量 (0. 006%, N體積比濃度彡35ppm, H體積比濃度彡1. 2ppm。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法通過鐵水預(yù)處理脫硫、脫磷，并采用低硫含量、易熔化廢鋼，保證轉(zhuǎn)爐終點P <60ppm，S^ IOOppm;轉(zhuǎn)爐出鋼過程通過控制加鋁量和渣料的加入量、加入時機，實現(xiàn)渣洗脫硫效果，保證精煉進RH站 P彡80ppm, S彡60ppm，通過RH本處理脫氣精煉后，實現(xiàn)冶煉低磷低磷(P彡80ppm)、低硫 (S彡60ppm)、低氫(H彡1.2ppm)鋼的目的。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。針對現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)低磷、低硫鋼的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)低磷(P ( SOppm),低硫鋼(S ^ 60ppm)的冶煉方法。該方法設(shè)計合理，能夠?qū)崿F(xiàn)比較穩(wěn)定的生產(chǎn)，且采用RH工藝可以同時保證較低的H、N含量及較高的鋼水潔凈度。本發(fā)明為保證轉(zhuǎn)爐冶煉低磷、低硫鋼，首先通過KR鐵水脫硫預(yù)處理，然后通過限定脫磷轉(zhuǎn)爐廢鋼配比，確保轉(zhuǎn)爐冶煉較低的S含量，通過控制轉(zhuǎn)爐出鋼過程鋁鐵和渣料的加入量、加入時機，保證鋼包中的S含量可以達到目標要求，另外脫磷轉(zhuǎn)爐+脫碳轉(zhuǎn)爐的冶煉工藝，可以穩(wěn)定地實現(xiàn)較低的磷含量，具體步驟及關(guān)鍵控制點如下
1)KR鐵水預(yù)處理脫硫
通過KR鐵水預(yù)處理脫硫，保證處理結(jié)束[S]彡0. 003%,鐵水扒渣率>95% ；
2)脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉
限定脫磷轉(zhuǎn)爐的廢鋼配比為優(yōu)質(zhì)廢鋼中型廢鋼打包塊統(tǒng)料廢鋼渣鋼輕料廢鋼=71101牡5151:5扒確保冶煉結(jié)束[卩]彡0.030%，[S] < 0.008%;
3)脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉
由于經(jīng)脫磷轉(zhuǎn)爐冶煉后的半鋼水P、S含量較低，且脫磷處理后鋼水Si含量低，脫碳轉(zhuǎn)爐堿度較高，因此可以實現(xiàn)脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后[P] ^ 0. 006% ；且由于脫碳轉(zhuǎn)爐不再加廢鋼，爐渣堿度高，回硫量小，可以實現(xiàn)冶煉結(jié)束后[S]彡0.010%;
4)脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加鋁鐵脫氧
出鋼2/5時加鋁鐵，轉(zhuǎn)爐終點氧為400ppm鋁鐵加入量為3. ^ig/噸鋼，轉(zhuǎn)爐終點氧士 IOOppm時，鋁鐵士 0. 5 kg/噸鋼，確保出鋼后的鋼水中酸溶鋁含量可達到0. 03 0. 05% ；
5)脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加小粒白灰和螢石
在出鋼量1/5時加入小粒石灰和螢石，小粒石灰的加入量為5. 5Kg /噸鋼，螢石的加入量為1. 5Kg/噸鋼，確保出鋼后頂渣堿度> 6 ；
6)出鋼在線底吹及爐后底吹攪拌
脫碳爐出鋼過程中，采用鋼包在線氬氣底吹，底吹流量200 300NL/min ；出鋼后在取樣位置采取雙路大氣量底吹氬氣3min，每路500 600NL/min ；
轉(zhuǎn)爐出鋼通過采取較大的鋁鐵加入量和渣料加入量，加入時間早，且通過出鋼在線底吹和爐后大氣量底吹攪拌確保了化渣效果，保證頂渣堿度> 6，TFe ^ 1. 5%，達到了較好的脫硫熱力學(xué)條件。另外，京唐公司為300t轉(zhuǎn)爐，出鋼量大，出鋼過程攪拌強烈，保證了比較理想的脫硫動力學(xué)條件，因此出鋼渣洗脫硫效果比較理想，但同時也會造成IOppm左右的回磷，因此出鋼后的鋼水可以達到P ( 80ppm, S ( 60ppm。RH采用本處理模式脫氣，真空度彡200Pa的時間>15分鐘，精煉過程渣鋼不再劇烈反應(yīng)，因此S、P含量無變化，通過RH本處理后鋼水的[N]彡35ppm, [H]彡1. 2ppm。以下實例采用KR鐵水預(yù)處理，300噸頂?shù)讖?fù)吹脫磷轉(zhuǎn)爐、脫碳轉(zhuǎn)爐和RH精煉進行冶煉。實施例1
1)KR鐵水預(yù)處理，進KR鐵水溫度1372°C，脫硫劑加入量2. 4t，攪拌時間lOmin，處理后硫含量0. 002%,鐵水溫度1348°C，扒渣率>95% ；
2)脫磷轉(zhuǎn)爐入爐鐵水重量^lt,廢鋼為優(yōu)質(zhì)廢鋼中型廢鋼打包塊統(tǒng)料廢鋼渣鋼輕料廢鋼=7t:10t:4t:5t:5t:5t，冶煉后[C] =3. 6%, [P]=0. 026%, [S] =0. 0073%，溫度 1345 0C ；3)脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉終點鋼水C=O.041%, [P]=0. 0058%, [S]=0. 0082%,終點氧580ppm，溫度 1685 °C ；
4)出鋼量1/5時加入小粒白灰1680Kg，螢石460Kg；
5)出鋼量2/5時加入鋁鐵1.32噸；
6)出鋼過程在線底吹流量300NL/min，出鋼后攪拌時間3min，流量每路600NL/min；
7)出鋼后取樣分析硫含量[P]=0.0069%, [S]=0. 0054%, [Als]=0. 043%，頂渣堿度 7. 1， 頂渣 TFe=O. 87% ；
8)RH極限真空度691 ，真空度彡200Pa的時間為18min，精煉結(jié)束[P]=0.0071%， [S]=0. 0052%, [N] =29ppm, [H] =0. 9ppm，鋼水溫度 15780C0實施例2
1)KR鐵水預(yù)處理，進KR鐵水溫度1368°C，脫硫劑加入量2. 3t，攪拌時間9min，處理后硫含量0. 001%,鐵水溫度1345°C，扒渣率>95% ；
2)脫磷轉(zhuǎn)爐入爐鐵水重量四沉，廢鋼為優(yōu)質(zhì)廢鋼中型廢鋼打包塊統(tǒng)料廢鋼渣鋼輕料廢鋼=7t:10t:4t:5t:5t:5t，冶煉后[C] =3. 5%, [P]=0. 028%, [S] =0. 0078%，溫度 1356 0C ；
3)脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉終點鋼水C=O. 035%，[P] =0.0052%，[S] =0. 009196，終點氧 610ppm，溫度 1678 0C ；
4)出鋼量1/5時加入小粒白灰1630Kg，螢石450Kg；
5)出鋼量2/5時加入鋁鐵1.37噸；
6)出鋼過程在線底吹流量300NL/min，出鋼后攪拌時間3min，流量每路600NL/min；
7)出鋼后取樣分析硫含量[P]=0.0064%, [S]=0. 0051%, [Als] =0. 047%，頂渣堿度 6. 9， 頂渣 TFe=O. 72% ；
8)RH極限真空度69Pa，真空度彡200Pa的時間為18min，精煉結(jié)束[P] =0. 0066%, [S]=0. 0053%, [N] =32ppm, [H]=l. lppm，鋼水溫度 15750C0以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1 采用KR進行鐵水預(yù)處理脫硫；鐵水的溫度為1280°C 1400°C，加入的脫硫劑為90%Ca0+10%CaF2，脫硫劑的加入量為每噸鐵水6Kg 10Kg，加入后進行攪拌，攪拌的時間為IOmin 15min ；步驟2 將脫硫后的鐵水放入脫磷轉(zhuǎn)爐進行脫磷處理；脫硫后的鐵水溫度為1250°C 1350°C，在鐵水中加入廢鋼進行脫磷處理，鐵水量為 295士2t對應(yīng)加入的廢鋼量為30士2t，同時脫磷轉(zhuǎn)爐采用頂吹氧氣、底吹氬氣的頂?shù)讖?fù)吹工藝冶煉；步驟3 將脫磷后的鐵水放入脫碳轉(zhuǎn)爐進行冶煉后出鋼，并在出鋼時進行加鋁鐵脫氧和加渣料調(diào)節(jié)定渣堿度的操作；脫磷后的鐵水溫度為1280°C 1380°C，脫磷后的鐵水中C的重量百分比含量3. 2% 3. 8%，脫碳轉(zhuǎn)爐采用頂吹氧氣、底吹氬氣的頂?shù)讖?fù)吹工藝冶煉，冶煉結(jié)束鋼水中C的重量百分比含量0. 3% 1. 2%，溫度為1660°C 1700°C ；步驟4:RH精煉；在RH精煉裝置中進行脫氣精煉，精煉時要求真空度< 200 的時間>15分鐘，精煉結(jié)束鋼水溫度1570°C 1590°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟1 處理后的鐵水中S重量百分比含量< 0. 003%，鐵水扒渣率>95%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，所述步驟2中廢鋼的成分及配比為優(yōu)質(zhì)廢鋼中型廢鋼打包塊統(tǒng)料廢鋼渣鋼輕料廢鋼 =7t:10t:4t:5t:5t:5to
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟2 處理后的鐵水中P重量百分比含量彡0. 030%, S重量百分比含量彡0. 008%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟3 處理后的鐵水中P重量百分比含量< 0. 006%, S重量百分比含量< 0. 010%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，所述步驟3 的出鋼過程中，采用鋼包在線氬氣底吹，底吹流量200 NL/min 300NL/min，出鋼后在取樣位置采取雙路大氣量底吹氬氣3min，每路500 NL/min 600NL/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，所述步驟 3中脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加鋁鐵具體為在出鋼量為2/5時，加入鋁鐵合金；在脫碳轉(zhuǎn)爐終點氧為 400ppm時，鋁鐵合金的加入量為3. 5Kg/噸鋼；在脫碳轉(zhuǎn)爐終點氧為士 IOOppm時，鋁鐵合金的加入量為士 0.5 kg/噸鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，所述步驟3 中脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼加渣料具體為在出鋼量為1/5時，加入小粒石灰和螢石，小粒石灰的粒度為IOmm 30mm，小粒石灰的加入量為^ig 6Kg /噸鋼，螢石的加入量為IKg Ig/噸鋼，加入小粒白灰和螢石進行鋼包頂渣鈣質(zhì)，保證出鋼后頂渣堿度> 6，TFe ( 1. 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟3 處理后的鋼水中酸溶鋁含量達到0. 03% 0. 05%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法，其特征在于，經(jīng)過步驟4處理后的鋼水中的P重量百分含量< 0. 008%, S重量百分含量< 0. 006%, N體積比濃度 ^ 35ppm, H 體積比濃度< 1. 2ppm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法。所述方法括以下步驟采用KR進行鐵水預(yù)處理脫硫；將脫硫后的鐵水放入脫磷轉(zhuǎn)爐進行脫磷處理；將脫磷后的鐵水放入脫碳轉(zhuǎn)爐進行冶煉；脫碳轉(zhuǎn)爐出鋼并進行加鋁鐵脫氧和加渣料調(diào)節(jié)定渣堿度的操作；RH精煉。本發(fā)明控制鋼水中磷、硫和氫含量的方法通過鐵水預(yù)處理脫硫、脫磷，并采用低硫含量、易熔化廢鋼，保證轉(zhuǎn)爐終點P≤60ppm，S≤100ppm；轉(zhuǎn)爐出鋼過程通過控制加鋁量和渣料的加入量、加入時機，實現(xiàn)渣洗脫硫效果，保證精煉進RH站P≤80ppm，S≤60ppm，通過RH本處理脫氣精煉后，實現(xiàn)冶煉低磷低磷、低硫、低氫鋼的目的。
文檔編號C21C7/10GK102367503SQ20111033700
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者關(guān)順寬, 單慶林, 吉立鵬, 張丙龍, 朱立新, 李向奎, 李永林, 王莉, 田志紅, 白巖江, 趙運堂, 高圣勇 申請人:首鋼總公司