專利名稱：一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬冶煉中雜質(zhì)的控制，具體屬于一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法。
背景技術(shù)：
鋼中氧化物夾雜以及磷含量對(duì)鋼的質(zhì)量和性能非常有害，克服這些缺陷首先需要通過(guò)煉鋼手段把鋼中氧含量、磷含量減少到用戶需要的水平，并抑制與脫磷同步的熔池過(guò)氧化、降低生產(chǎn)成本。
但煉鋼過(guò)程存在碳-磷反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)氧化，導(dǎo)致處于低氧位的高碳區(qū)不適合深脫磷；吹煉低碳鋼目標(biāo)溫度又對(duì)脫磷不利，脫磷過(guò)程還存在熔池過(guò)氧化，終點(diǎn)達(dá)到的高氧位不能滿足潔凈鋼對(duì)低氧化和抑制回硫的要求。另一方面，冶煉操作通常采用大渣量脫磷脫硫并添加螢石促進(jìn)化渣，導(dǎo)致含氟渣污染環(huán)境和物料消耗增高，也直接影響到鋼的質(zhì)量和成本。
為了克服煉鋼過(guò)程存在的這些問(wèn)題和缺點(diǎn)，鋼鐵企業(yè)對(duì)冶煉低氧、低磷潔凈鋼，提聞煉鋼生廣效率的技術(shù)和方法進(jìn)行了許多的研究探索。
經(jīng)初步檢索中國(guó)申請(qǐng)專利號(hào)為CN201010575366. 3的文獻(xiàn)中，公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的脫氧還原方法，其將P < 0.025%的脫磷鐵水兌入轉(zhuǎn)爐，吹入氧氣和氮?dú)?流量比I : 2. 53)脫碳升溫，分批加入高碳鉻鐵、錳鐵、石灰與輕燒白云石；在還原階段，加入純硅、螢石吹氮攪拌， 使渣中Cr203彡O. 5%。
中國(guó)申請(qǐng)專利號(hào)為C N201010577633. O的文獻(xiàn)，也公開(kāi)了一種頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的方法，其冶煉步驟包括鐵水兌入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐；加入鉻礦壓球進(jìn)行氧氣頂?shù)状祷虻獨(dú)獾状?；根?jù)鋼種加入錳鐵鉻鐵，頂吹氧和底吹氧或氬或氮?dú)?；碳含量O. 25 O. 45 %時(shí)停止頂吹氧；底吹氧O. 20 O. 60Nm3/t · min，底吹氬或氮?dú)?；停氧、只底吹氬或氮?dú)鈹嚢瑁?加入硅鐵，石灰或螢石還原；還原后補(bǔ)加合金調(diào)成分。
上述二種現(xiàn)有技術(shù)均側(cè)重頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼，目標(biāo)在于提高鉻的收得率，但其還原過(guò)程導(dǎo)致?tīng)t渣回磷，難以生產(chǎn)低磷鋼，需要采用預(yù)脫磷鐵水冶煉，整個(gè)流程生產(chǎn)成本聞。
中國(guó)申請(qǐng)專利號(hào)為CN200910264035. 5的文獻(xiàn)，提出了一種感應(yīng)爐煉鋼脫磷和脫硫的方法。該方法在爐料熔化后，采用石灰_氧化鐵_硼酐組成的脫磷劑對(duì)鋼液進(jìn)行脫磷處理；脫磷任務(wù)完成后，徹底除渣，使鋼水升溫至1500-1600°C范圍，再進(jìn)行脫氧合金化，然后添加脫硫劑進(jìn)行脫硫。該方法可將鋼水中的磷含量控制在O. 01%以下，但需要采用石灰-氧化鐵-硼酐組成的脫磷劑；由于沒(méi)有頂吹氧過(guò)程及排渣等步驟，不適用于把鐵水冶煉成鋼水的過(guò)程。
中國(guó)申請(qǐng)專利號(hào)為CN 97116979. 9的文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種鐵水預(yù)脫磷方法?；陧?shù)状倒δ艿娜萜鬟M(jìn)行頂吹氧和底吹氮冶煉，其特點(diǎn)主要在于添加化學(xué)成分為CaO 5(Γ70%、鐵氧化物15 35%和CaF2 5 15%的高堿度合成渣來(lái)脫磷。該方法的鐵水脫磷率達(dá)85 90%， 但增加了合成渣成本；未涉及選擇性排渣及惰性氣體頂?shù)状担踩菀讓?dǎo)致后期回磷和脫磷過(guò)氧化。
中國(guó)申請(qǐng)專利號(hào)為CN201110277431.9的文獻(xiàn)中，提出了一種實(shí)驗(yàn)用感應(yīng)爐煉鋼的方法，其通過(guò)對(duì)熔融金屬實(shí)施頂吹氧脫碳升溫、熔劑造渣以及底吹氮/氬氣攪拌，可以克服普通感應(yīng)爐冶煉功能和效率的不足。但該方案的不足還在于冶煉前期高碳脫磷困難、渣量負(fù)荷大、后期爐渣易回磷、過(guò)氧化，影響鋼的清潔度和收得率，單純提高底吹氣體流量還存在縮短底吹元件壽命問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種感應(yīng)爐內(nèi)采用頂?shù)状禑捗摿准耙种七^(guò)氧化的方法，可以解決深脫磷和熔池過(guò)氧化的不足，從而提高鋼水潔凈度和煉鋼效率，降低生產(chǎn)成本。
實(shí)現(xiàn)上述目的的措施一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟O裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 3. 5Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼 44 48Kg，加入的白云石數(shù)量為12 14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的34 36%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣排渣量為總渣量的50 70%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 3. 5 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的75%后，開(kāi)始從底部吹入氬氣或氮?dú)?，底吹?qiáng)度為每噸鋼O. 06 O. 10 NmVmin ;并且在頂部加入IS氣或氮?dú)馀c氧氣混合吹入,IS氣或氮?dú)獾捻敶祻?qiáng)度為每噸鋼O. 20 O. 25 NmVmin ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在2. 7 3. 2 ;7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.11 O. 13 NmVmin吹入氬氣或氮?dú)?，處? 5min 后結(jié)束底吹；8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
其特征在于冶煉低磷含氮鋼時(shí)，從底部吹入得為氮?dú)?，在頂部吹入的是氮?dú)馀c氧氣的混合氣體。
采用本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供了一種冶煉低磷及低氧鋼水的方法，可以克服碳-磷反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)氧化導(dǎo)致的脫磷及過(guò)氧化矛盾，經(jīng)低溫排渣減少脫磷負(fù)荷，采用氬或氮?dú)忭數(shù)状狄种迫鄢剡^(guò)氧化，使終點(diǎn)鋼水磷降至O. 0050^0. 0080 Wt. %，溶解氧含量< O. 060 wt. %，氮含量< O. 0020 wt. %，鋼質(zhì)清潔度大幅提高；冶煉過(guò)程采用非螢石造渣還消除了含氟渣對(duì)環(huán)境的污染。此外，采用氮?dú)忭數(shù)状的Ｊ将@得了氮含量大于O. 0050機(jī)％的含氮鋼生產(chǎn)效果，節(jié)約了氮化合金或氮化石4灰的成本。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述實(shí)施例I (為低磷低氧鋼)其冶煉步驟1)裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼44Kg,加入的白云石數(shù)量為12 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的34%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣，排渣量為總渣量的50%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的75%時(shí)，開(kāi)始從底部吹入氬氣，底吹強(qiáng)度為每噸鋼 O. 06 Nm3/min ;并且在頂部加入IS氣與氧氣混合吹入,IS氣的頂吹強(qiáng)度為每噸鋼O. 22 NmVmin ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2.7 ;7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.12 NmVmin吹入氬氣，處理3min后結(jié)束底吹；8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
經(jīng)檢測(cè)，終點(diǎn)鋼水磷含量為O. 0080 wt. %，溶解氧含量O. 060 wt. %，氮含量O. 0015Wt. % O
實(shí)施例2 (為低磷低氧鋼)其冶煉步驟1)裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.5 Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼48Kg,加入的白云石數(shù)量為14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的36%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣，排渣量為總渣量的70%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.5 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的78%時(shí)，開(kāi)始從底部吹入氬氣，底吹強(qiáng)度為每噸鋼 O. 10 Nm3/min ;并且在頂部加入IS氣與氧氣混合吹入,IS氣的頂吹強(qiáng)度為每噸鋼O. 25 NmVmin ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3.2 ;7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.13 NmVmin吹入氬氣，處理5min后結(jié)束底吹；8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
經(jīng)檢測(cè)，終點(diǎn)鋼水磷含量為O. 0050 wt. %，溶解氧含量O. 050 wt. %，氮含量O. 0012Wt. % O
實(shí)施例3 (為低磷低氧鋼)其冶煉步驟O裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.4 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼46 Kg,加入的白云石數(shù)量為13 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的35%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣排渣量為總渣量的60%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.4 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的76%時(shí)，開(kāi)始從底部吹入氬氣，底吹強(qiáng)度為每噸鋼 O. 075 Nm3/min ;并且在頂部加入氮?dú)馀c氧氣混合吹入，氮?dú)獾捻敶祻?qiáng)度為每噸鋼O. 22 NmVmin ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3.0 ;7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.12 NmVmin吹入氬氣，處理4 min后結(jié)束底吹； 經(jīng)檢測(cè)，終點(diǎn)鋼水磷含量為O. 0070此％，溶解氧含量O. 0450此％，氮含量O. 0020Wt. % O
實(shí)施例4 (為低磷低氧含氮鋼)其冶煉步驟1)裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼45 Kg,加入的白云石數(shù)量為12 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的34%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣，排渣量為總渣量的60%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的76%時(shí)，開(kāi)始從底部吹入氮?dú)?，底吹?qiáng)度為每噸鋼O.08NmVmin ;并且在頂部加入氮?dú)馀c氧氣混合吹入，氮?dú)獾捻敶祻?qiáng)度為每噸鋼O. 21 Nm3/min ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2.8 ;7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.11 NmVmin吹入氮?dú)猓幚? min后結(jié)束底吹；8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
經(jīng)檢測(cè)，終點(diǎn)鋼水磷含量為O. 0060 wt. %，溶解氧含量O. 052 wt. %，氮含量O. 0050Wt. % O
實(shí)施例5 (為低磷低氧含氮鋼)其冶煉步驟O裝料熔化；2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.5 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼48Kg,加入的白云石數(shù)量為14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的36%時(shí)，停止頂吹氧；3)進(jìn)行排渣，排渣量為總渣量的70%；4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.5 NmVmin ；5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的78%時(shí)，開(kāi)始從底部吹入氮?dú)?，底吹?qiáng)度為每噸鋼O.090 Nm3/min ;并且在頂部加入氮?dú)馀c氧氣混合吹入，氮?dú)獾捻敶祻?qiáng)度為每噸鋼O. 23 NmVmin ；6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3. I ；7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.13 NmVmin吹入氮?dú)?，處? min后結(jié)束底吹；8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
經(jīng)檢測(cè)，終點(diǎn)鋼水磷含量為O. 0075 wt. %，溶解氧含量O. 050 wt. %，氮含量O. 0060Wt. % O
上述實(shí)例是實(shí)施例的典型舉例，但并非是對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的限定。
權(quán)利要求
1.一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟 1)裝料熔化； 2)進(jìn)行頂吹氧冶煉供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 3. 5Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼44 48 Kg，加入的白云石數(shù)量為12 14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的34 36%時(shí)，停止頂吹氧； 3)進(jìn)行排渣排渣量為總渣量的50 70%； 4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強(qiáng)度為每噸鋼3.3 3. 5 NmVmin ； 5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的75%后，開(kāi)始從底部吹入氬氣或氮?dú)?，底吹?qiáng)度為每噸鋼 O.06 O. 10 NmVmin ;并且在頂部加入IS氣或氮?dú)馀c氧氣混合吹入,IS氣或氮?dú)獾捻敶祻?qiáng)度為每噸鋼O. 20 O. 25 NmVmin ； 6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù))/ (SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在2. 7 3. 2 ; 7)增大底吹強(qiáng)度，按照每噸鋼O.11 O. 13 NmVmin吹入氬氣或氮?dú)?，處? 5min后結(jié)束 底吹； 8)進(jìn)行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
2.如權(quán)利要求I所述的一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其特征在于冶煉低磷含氮鋼時(shí)，從底部吹入的為氮?dú)?，在頂部吹入的是氮?dú)馀c氧氣的混合氣體。
全文摘要
一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟裝料熔化；頂吹氧冶煉，當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的34～36%時(shí)，停止頂吹氧；排渣；繼續(xù)頂吹氧；當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時(shí)間的75%后，開(kāi)始從底部吹入氬氣或氮?dú)?；?dāng)冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時(shí)，結(jié)束頂吹；增大底吹強(qiáng)度；常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。本發(fā)明可以克服碳-磷反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)氧化導(dǎo)致的脫磷及過(guò)氧化矛盾，通過(guò)低溫排渣減少脫磷負(fù)荷，采用惰性氣體頂?shù)状狄种迫鄢剡^(guò)氧化，使終點(diǎn)鋼水磷含量降至0.0050~0.0080wt.%，溶解氧含量小于0.060wt.%，氮含量小于0.0020wt.%，鋼質(zhì)清潔度大幅提高；冶煉過(guò)程采用非螢石造渣還消除了含氟渣對(duì)環(huán)境的污染。
文檔編號(hào)C21C7/068GK102925629SQ201210449148
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者區(qū)鐵, 朱萬(wàn)軍, 楊成威, 曹同友, 齊江華 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司