專利名稱：一種超低磷鋼冶煉方法
技術領域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領域，具體地講，涉及一種超低磷鋼的頂?shù)讖痛缔D爐冶煉方法。
背景技術：
磷對多數(shù)鋼種來講是有害元素，需要在冶煉工藝過程中盡可能地去除。磷在鋼的凝固過程中易產生偏析，當鋼·中磷含量大于0. 015wt%時，磷的偏析急劇增加，顯著降低鋼的低溫沖擊韌性和回火韌性，提高鋼的脆性轉變溫度，造成冷脆，還使鋼的焊接性能惡化。管線鋼、油井管鋼、海洋平臺用鋼、低溫容器用鋼等均需要低磷含量，對于9Ni鋼等要求小于0. 003Wt%的超低磷。目前，采用常規(guī)工藝冶煉無法滿足超低磷鋼脫磷要求。工業(yè)上鐵水脫磷采用氧化脫磷的方法，脫磷劑普遍采用的是石灰基渣系脫磷劑。石灰基渣系原料來源廣，與磷的氧化物有很強的結合能力，在實際鋼鐵工業(yè)中應用廣泛，因其熔點高，所以需要與助熔劑配合使用。常用的助熔劑主要有螢石，螢石可以降低爐渣的黏度、熔化溫度，提高脫磷期爐渣的成渣速度，改善脫磷反應的動力學條件，但是螢石對轉爐爐襯侵蝕嚴重，還會對環(huán)境造成污染，所以應盡量避免使用螢石。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種使用新型脫磷劑來冶煉超低磷鋼的方法。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種超低磷鋼冶煉方法，該超低磷鋼冶煉方法采用頂?shù)讖痛缔D爐并以鐵水和廢鋼為原料。該超低磷鋼冶煉方法包括脫磷期和脫碳期，其中，在脫磷期，以脫磷劑和上爐鋼留下的脫碳渣作為造渣材料來進行脫磷冶煉，在脫磷期結束時倒掉40Wt% 60Wt%的脫磷渣，脫磷劑包括石灰、輕燒白云石和云母礦；在脫碳期，重新造渣來進行少渣吹煉，并且將產生的脫碳渣留下作為下爐鋼的造渣材料。根據(jù)本發(fā)明的實施例，加入的脫磷劑可以包括每噸鋼10 35kg的石灰、每噸鋼2 IOkg的輕燒白云石和每噸鋼2 8kg的云母礦。根據(jù)本發(fā)明的實施例，鐵水按重量百分比計可以包含4. 0 4. 5%的C、0. 25
0.60%的3丨、0. 20 0. 40%的]^、0. 10 0. 12% 的 P，鐵水的溫度為 1250°C 1320°C，鐵水與廢鋼的重量比為6 I 12 : I。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在脫磷期控制的工藝條件可以為氧槍槍位為I. 5 2. Om,吹氧強度為2. 4 3. ONmVt min,吹氧時間為250 500s，底吹強度為0. 01 0. 04Nm3/t min，底吹氣體為氮氣或氬氣，倒爐溫度為1350 1450°C，倒爐鐵水按重量百分比計包含2. 8 3. 5%的C、0. 01 0. 08%的Si、0. 03 0. 05%的P，倒爐脫磷渣的堿度為I. 8
2.5，MgO在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為3. 5 8%，TFe在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為10 20%。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在脫碳期加料重新造渣以進行少渣吹煉，并可以控制以下工藝條件氧槍槍位為I. 2 I. 8m,吹氧強度為2. 8 3. 5Nm3/1 min,吹氧時間為400 650s，底吹強度為0. 01 0. IONmVt ^min,底吹氣體為氮氣或氬氣，冶煉終點時鋼水溫度為1550 1620°C，冶煉終點時鋼水按重量百分比計包含0. 09 0. 4%的C、0. 003 0. 006%的P和0. 04 0. 08 %的Mn，冶煉終點時脫碳渣的堿度為3. I 3. 8，MgO在脫碳渣中的含量為4 10%，TFe在脫碳渣中的重量百分含量為12 22%。根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法可以在同一頂?shù)讖痛缔D爐中分開地完成脫磷操作和脫碳操作，并可以大大地減少造渣材料的消耗。
具體實施例方式現(xiàn)在，將參照具體實施例來詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法。根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法在同一座頂?shù)讖痛缔D爐內分開進行脫磷操作和 脫碳操作，即，該超低磷鋼冶煉方法包括主要進行脫磷操作的脫磷期和主要進行脫碳操作的脫碳期。具體地講，在脫磷期，將包含石灰、輕燒白云石和云母礦的脫磷劑加入轉爐內并與上爐鋼留下的脫碳渣一起作為造渣材料進行冶煉，并在脫磷期結束時進行倒渣處理以倒掉40 60wt%的脫磷洛。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例,加入的脫磷劑可包括每噸鋼10 35kg的石灰、每噸鋼2 IOkg的輕燒白云石和每噸鋼2 8kg的云母礦。在脫碳期，重新造渣來進行少渣吹煉，并且將產生的脫碳渣留作下爐鋼的脫磷期使用，即，將冶煉該爐鋼產生的脫碳渣用作冶煉下爐鋼的造渣材料。這里，少渣吹煉是指在脫磷期結束時將部分脫磷渣倒掉，從而使脫碳期在渣量大大減少的情況下進行冶煉。在脫碳期進行重新造渣的造渣材料可以包括生石灰、輕燒白云石和礦石，例如，鐵含量為45 60wt%的Fe2O3礦石。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在脫碳期結束(即，冶煉結束)時，可以進行濺渣護爐操作并將剩余的爐渣留作下爐鋼的造渣材料。通常，云母礦主要包含50 60wt 的Si02、3 5wt 的Fe203、15 20wt 的Al203、3 5wt % 的 Li20、4 6wt % 的 Na2O 和 3 6wt % 的 K2O0 云母礦中的 Li20、Na2O 和K2O可以提高渣的磷容量，同時是很好的助熔劑，可以降低爐渣熔點和黏度。因此，當脫磷劑中包含云母礦時，可以加快化渣，改善渣的流動性，改善脫磷動力學條件。因此，在脫磷期使用包含云母礦的脫磷劑可以實現(xiàn)脫磷目的，達到很好的脫磷效果。此外，將產生的脫碳渣留作下爐鋼的脫磷期使用可以充分地利用脫碳渣所攜帶的熱量并能為脫磷期帶來較高的FeO含量，從而可在脫磷期造流動性好的頂渣。當將產生的脫碳渣留作下爐鋼的脫磷期使用時，在脫磷期可以減少加入的造渣礦石(例如，鐵含量為45 60被％的Fe2O3礦石)，甚至可以不加入造渣礦石，因此，可以減少原料和輔料的消耗。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，冶煉時加入鐵水和廢鋼，其中，加入的鐵水按重量百分比可以包含 4. 0 4. 5% 的 C、0. 25 0. 60% 的 Si、0. 20 0. 40% 的 Mn、0. 10 0. 12%的P,鐵水的溫度可以為1250 320°C，鐵水與廢鋼的重量比可以為6 : I 12 : I。但本發(fā)明使用的鐵水不限于此，采用其它成分的鐵水也可以實現(xiàn)本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在脫磷期，可以將氧槍槍位控制在距離鐵水液面I. 5 2. Om范圍內，在實際操作中，可以根據(jù)化渣情況來控制槍位以提高化渣速度和渣中磷容量。可以將吹氧強度控制在2. 4 3. ONmVt min的范圍內，并可以將吹氧時間控制在250 500s的范圍內。底吹強度可以為0. 01 0. 04Nm3/t -min,這里，使用的底吹氣體可以為氮氣或氬氣。倒爐溫度可以為1350 1450°C，倒爐鐵水按重量百分比計包含2. 8
3.5%的C、0. 01 0. 08%的Si、0. 03 0. 05%的P，倒爐脫磷渣的堿度為I. 8 2. 5，MgO在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為3. 5 8%，TFe在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為10 20%。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，可以在開吹后4 8min進行倒爐以倒掉40 60wt%的脫磷渣。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在脫磷期結束后進行脫碳處理而進入脫碳期。在脫碳期重新加入造渣材料進行少渣吹煉，如上所述，加入的造渣材料可以包括生石灰、輕燒白云石和礦石，噸鋼加入的造渣材料可以包含6 18kg的生石灰、2 12kg的輕燒白云石和10 35kg的礦石。在脫碳期，可以將氧槍槍位控制在I. 2 I. 8m的范圍內以加強對熔池的攪拌，吹氧強度可以為2. 8 3. 5Nm3/1 min,吹氧時間可以為400 650s。底吹強度可以為0. 01-0. IONmVt min，底吹氣體可以為氮氣或氬氣。冶煉終點時鋼水溫度可以為1550 1620°C，冶煉終點時鋼水按重量百分比計包含0. 09 0. 4%的C、0. 003 0. 006%的P和0. 04 0. 08%的Mn，冶煉終點時脫碳渣的堿度為3. I 3. 8，MgO在脫碳渣中的含量為4 10%，TFe在脫碳渣中的重量百分含量為12 22%。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，在冶煉第一爐鋼而沒有上爐鋼留下的爐渣作為造渣材料的情況下，在脫磷期，加入的脫磷劑可以包括每噸鋼20-65kg的石灰、每噸鋼4 15kg的輕燒白云石、每噸鋼2 IOkg的云母礦和每噸鋼8 16kg的礦石，氧槍槍位可以為
I.55 2. 05m，其中，在脫磷期加入的石灰為加入的石灰總量的60 80%。在冶煉第一爐鋼時的其它工藝條件與上述的冶煉后續(xù)爐次的鋼時的工藝條件相同，因此，在此不再贅述。下面將參照實施例I至實施例4來詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法。根據(jù)實施例I至實施例4的超低磷鋼冶煉方法在同一頂?shù)讖痛缔D爐中將冶煉過 程分為脫磷期和脫碳期。在脫磷期使用包含生石灰、輕燒白云石和云母礦的脫磷劑以及上爐鋼留下的脫碳渣作為造渣材料進行脫磷冶煉，在脫磷期結束時進行倒渣以倒出40 60wt%的脫磷渣。在脫碳期重新造渣進行少渣冶煉，并將冶煉終點時的脫碳渣留下用作下爐鋼的造渣材料。采用上面描述的方法進行實施例I至實施例4。表I至表6示出了根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法的實施例I至實施例4的冶煉參數(shù)，其中，表I列出了冶煉原料，表2列出了脫磷期使用的脫磷劑以及供氧量和吹煉時間，表3列出了脫磷期結束時鐵水的成分，表4列出了脫磷期結束時渣的成分(其中，各成分的含量為質量百分含量)，表5列出了脫碳期時使用的造渣材料以及供氧量和吹煉時間，表6列出了冶煉終點時鋼的成分和溫度。表I各實施例的冶煉原料的量
權利要求
1.一種超低磷鋼冶煉方法，采用頂?shù)讖痛缔D爐并以鐵水和廢鋼為原料，其特征在于，所述超低磷鋼冶煉方法包括脫磷期和脫碳期，其中， 在脫磷期，以脫磷劑和上爐鋼留下的脫碳渣作為造渣材料來進行脫磷冶煉，在脫磷期結束時倒掉40 60%的脫磷渣，脫磷劑包括石灰、輕燒白云石和云母礦； 在脫碳期，重新造渣來進行少渣吹煉，并且將產生的脫碳渣留下作為下爐鋼的造渣材料。
2.如權利要求I所述的超低磷鋼冶煉方法，其特征在于，加入的脫磷劑包括每噸鋼10 35kg的石灰、每噸鋼2 IOkg的輕燒白云石和每噸鋼2 8kg的云母礦。
3.如權利要求I所述的超低磷鋼冶煉方法，其特征在于，鐵水按重量百分比計包含4. 0 4. 5%的 C、0. 25 0. 60%的 Si、0. 20 0. 40%的]^、0. 10 0. 12%的 P，鐵水的溫度為1250 1320°C，鐵水與廢鋼的重量比為6 I 12 : I。
4.如權利要求I所述的超低磷鋼冶煉方法，其特征在于，在脫磷期控制的工藝條件為 氧槍槍位為I. 5 2. Om,吹氧強度為2. 4 3. ONm3/1 min,吹氧時間為250 500s, 底吹強度為0. 01 0. 04Nm3/t min，底吹氣體為氮氣或氬氣， 倒爐溫度為1350 1450°C，倒爐鐵水按重量百分比計包含2. 8 3. 5%的C、0. 01 0.08%的 Si、0. 03 0. 05%的 P， 倒爐脫磷渣的堿度為I. 8 2. 5，MgO在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為3. 5 8%，TFe在倒爐脫磷渣中的重量百分含量為10 20%。
5.如權利要求I所述的超低磷鋼冶煉方法，其特征在于，在脫碳期加料重新造渣以進行少渣吹煉，并控制以下工藝條件 氧槍槍位為I. 2 I. 8m,吹氧強度為2. 8 3. 5Nm3/1 min,吹氧時間400 650s, 底吹強度為0. 01 0. IONmVt min，底吹氣體為氮氣或氬氣， 冶煉終點時鋼水溫度為1550 1620°C，冶煉終點時鋼水按重量百分比計包含0. 09 、0.4%的 C、0. 003 0. 006%的 P 和 0. 04 0. 08%的 Mn, 冶煉終點時脫碳渣的堿度為3. I 3. 8，MgO在脫碳渣中的含量為4 10%，TFe在脫碳渣中的重量百分含量為12 22%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超低磷鋼冶煉方法。該超低磷鋼冶煉方法采用頂?shù)讖痛缔D爐并以鐵水和廢鋼為原料。該超低磷鋼冶煉方法包括脫磷期和脫碳期，其中，在脫磷期，以脫磷劑和上爐鋼留下的脫碳渣作為造渣材料來進行脫磷冶煉，在脫磷期結束時倒掉40～60％的脫磷渣，脫磷劑包括石灰、輕燒白云石和云母礦；在脫碳期，重新造渣來進行少渣吹煉，并且將產生的脫碳渣留下作為下爐鋼的造渣材料。根據(jù)本發(fā)明的超低磷鋼冶煉方法可以在同一頂?shù)讖痛缔D爐中分開地完成脫磷操作和脫碳操作，并可以大大地減少造渣材料的消耗。
文檔編號C21C5/35GK102776314SQ20121025835
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權日2012年7月24日
發(fā)明者仇圣桃, 侯澤旺, 傅軍, 吳紹杰, 夏文勇, 廖鵬, 張菊根, 朱果靈, 王一成, 王明林, 秦哲, 羅仁輝, 袁玉軍, 袁靜, 趙和明, 趙敏森, 陳連軍 申請人:新余鋼鐵集團有限公司, 鋼鐵研究總院