鋼水脫磷劑及其鋼水脫磷精煉方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋼水脫磷劑及其鋼水脫磷精煉方法。所述鋼水脫磷方法包括順序進(jìn)行的以下步驟：在轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)，保證鋼水終點(diǎn)氧活度≥500ppm，并在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中隨鋼流加入脫磷劑5～8kg/t鋼，其中，脫磷劑按重量計(jì)由85～90份的石灰和10～15份的螢石構(gòu)成，且總量為100份；對(duì)鋼水進(jìn)行LF鋼包精煉，電加熱熔化爐渣，同時(shí)以流量為80～150Nm3/h氬氣對(duì)鋼水進(jìn)行底吹攪拌，以給予鋼水和脫磷渣足夠的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)空間，隨后進(jìn)行扒渣。本發(fā)明的有益效果包括：能夠?qū)D(zhuǎn)爐冶煉脫磷后的鋼水進(jìn)行脫磷處理，從而有效的避免的轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水的回磷現(xiàn)象，而且脫磷效果良好。
【專利說(shuō)明】鋼水脫磷劑及其鋼水脫磷精煉方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼水脫磷【技術(shù)領(lǐng)域】，具體來(lái)講，涉及一種用于對(duì)轉(zhuǎn)爐出鋼鋼水進(jìn)行脫 磷的鋼水脫磷劑，以及一種使用該鋼水脫磷劑的鋼水脫磷精煉方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵中所含磷、硫等有害雜質(zhì)直接關(guān)系到鋼鐵的性能，其中鋼中磷的存在會(huì)降低 鋼的塑性，當(dāng)鋼中的磷含量高時(shí)，鋼材易于發(fā)生"冷脆現(xiàn)象"，而在冶金生產(chǎn)中，通過(guò)脫磷降 低鋼中的磷含量，鋼的塑性韌性將得到提高，可以大幅度改善鋼材的機(jī)械性能。
[0003] 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)鋼鐵材料性能的要求日益提高，這意味著對(duì)鋼中雜 質(zhì)含量的控制越來(lái)越嚴(yán)格。努力脫除鋼中的雜質(zhì)，生產(chǎn)低雜質(zhì)含量的鋼材即純凈鋼，是鋼鐵 企業(yè)一項(xiàng)重要任務(wù)。而要達(dá)到純凈鋼的特殊要求，必需在鋼鐵生產(chǎn)中采用二次精煉。
[0004] 在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，因?yàn)槠渚邆涞牧己玫拿摿谉崃W(xué)條件，因此，出鋼時(shí)鋼水中磷 的含量較低，脫磷率可達(dá)到90 %左右，但由于轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)帶渣及鋼水合金化等原因，熱力學(xué) 條件發(fā)生改變，此時(shí)出現(xiàn)回磷現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼水中磷含量增大，而純凈鋼中的超低磷鋼要求鋼 中的磷含量[P]達(dá)到< 0.005% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的水平，有必要對(duì)鋼水進(jìn)行處理以避免回磷現(xiàn) 象。
[0005] 專利文獻(xiàn)CN 102618689 B公開了一種高效低成本轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超低磷鋼水的工 藝技術(shù)方法。該方法將含 P 彡 〇· 11%，Si(X3-0.5%，Mn(X3-(X6%，1260-1350°C 的鐵 水入轉(zhuǎn)爐；加入渣料，底吹氬氣，流量彡〇. 〇7Nm3/t.min，頂吹氧氣，氧氣壓力彡0. 8MPa， 熔池溫度< 1450°C，前期吹煉時(shí)間7-10min，倒渣1/3-1/2 ;中期高槍位，補(bǔ)加渣料，鋼液 [C]0. 30-0. 60 %，1520-1560°C，再次倒渣40 % -60 % ;后期補(bǔ)加石灰2-5kg/t鋼，冷卻劑 2-5kg/t鋼，大氣量底吹氬氣攪拌彡1. 5min，當(dāng)終點(diǎn)C = 0· 025-0. 08%，溫度1600-1630°C 時(shí)出鋼；生產(chǎn)出磷含量< 50ppm的超低磷鋼水。然而，該方法在實(shí)際使用過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)爐 出鋼時(shí)帶渣及鋼水合金化等原因，熱力學(xué)條件發(fā)生改變，此時(shí)出現(xiàn)回磷現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼水中磷 含量增大，因此實(shí)際作用有限。
[0006] 專利文獻(xiàn)CN 101319262 A公開了一種鋼水爐外精煉脫磷生產(chǎn)超低磷鋼的工藝方 法。該工藝方法包括如下步驟：①轉(zhuǎn)爐出鋼：溫度在1550°C?1660°C，磷含量在0. 02%以 下，采用未脫氧、擋渣處理出鋼；②初脫磷：轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)隨鋼流向鋼包中加入脫磷熔劑，力口 入量5?20kg/t ;③深脫磷：調(diào)節(jié)下料管與下降管位置，使之處于下料管的異側(cè)，鋼包運(yùn)至 RH工位，抽真空，從RH高位料倉(cāng)投入復(fù)合球體，循環(huán)0. 1?15min ;④扒渣：破真空、扒渣， 加鋼包覆蓋劑；⑤加熱攪拌：在精煉爐進(jìn)行加熱攪拌，加熱溫度控制在1580?1620°C ;⑥ 脫氧、合金化精煉處理：⑦連鑄：連鑄采用全程保護(hù)澆注。該工藝方法由于在加入脫磷劑之 后，直接加入RH工位進(jìn)行處理，由于不可避免的要發(fā)生碳氧反應(yīng)脫氧，因此在還原性氣氛 下會(huì)發(fā)生回磷，實(shí)際使用效果很有限。
[0007] 專利文獻(xiàn)CN 101104876 A公開了一種鋼水爐外脫磷生產(chǎn)超低磷鋼的方法。該方法 按照以下步驟進(jìn)行：①轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)以重量百分比終點(diǎn)磷含量小于0.013%出鋼，在出鋼時(shí) 隨鋼流向鋼包內(nèi)加入脫磷熔劑；②出鋼時(shí)采用擋渣出鋼，未脫氧出鋼；③出鋼完后，將鋼包 內(nèi)的脫磷渣扒除；④扒渣后再進(jìn)行加熱、脫氧合金化、脫硫等精煉處理；⑤然后進(jìn)行連鑄。 本發(fā)明利用出鋼過(guò)程中脫磷，不增加脫磷處理時(shí)間，使用方便，脫磷效率高、處理時(shí)間短、脫 磷效果穩(wěn)定，可以滿足不同超低磷含量鋼水的脫磷要求。該工藝方法僅僅在出鋼過(guò)程加入 脫磷劑，未經(jīng)過(guò)任何后工序吹氬攪拌就扒渣，實(shí)際脫磷效果有限。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。
[0009] 例如，本發(fā)明的目的之一在于與轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼工藝相適合的能夠避免轉(zhuǎn)爐冶煉后 鋼水回磷，從而確保鋼水脫磷效果的鋼水脫磷精煉方法。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種鋼水脫磷精煉方法。所述鋼水脫 磷方法包括順序進(jìn)行的以下步驟：在轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)，保證鋼水終點(diǎn)氧活度> 500ppm，并在 轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中隨鋼流加入脫磷劑5?8kg/t鋼，其中，脫磷劑按重量計(jì)由85?90份的石 灰和10?15份的螢石構(gòu)成，且總量為100份；對(duì)鋼水進(jìn)行LF鋼包精煉，電加熱熔化爐渣， 同時(shí)以流量為80?150Nm 3/h氬氣對(duì)鋼水進(jìn)行底吹攪拌，以給予鋼水和脫磷渣足夠的動(dòng)力 學(xué)反應(yīng)空間，隨后進(jìn)行扒渣。
[0011] 本發(fā)明的另一方面提供了一種鋼水脫磷劑。所述鋼水脫磷劑的成分按重量計(jì)由 85?90份的石灰和10?15份的螢石構(gòu)成，且總量為100份。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果包括：能夠?qū)D(zhuǎn)爐冶煉脫磷后的鋼水進(jìn)行脫 磷處理，從而有效的避免的轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水的回磷現(xiàn)象，而且脫磷效果良好。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的鋼水脫磷劑及其鋼水脫磷精 煉方法。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，鋼水脫磷劑的成分按重量計(jì)由85?90份的石 灰和10?15份的螢石構(gòu)成，且總量為100份。優(yōu)選地，鋼水脫磷劑的成分可以由87?89 份的石灰和11?13份的螢石構(gòu)成。
[0015] 其中，石灰的粒度均小于30mm，且其中粒度為5?20mm的比例不小于80 %。例如， 石灰的成分按質(zhì)量百分比計(jì)可以為彡95%的CaO、以及余量的CaC03。螢石中可含有按質(zhì)量 百分比計(jì)彡97%的CaF 2，以及余量的Fe203。
[0016] 在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述鋼水脫磷精煉方法包括順序進(jìn)行的以下 步驟：
[0017] 在轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)，保證鋼水終點(diǎn)氧活度> 500ppm，并在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中加入脫磷 劑5?8kg/t鋼，其中，脫磷劑按重量計(jì)由85?90份的石灰和10?15份的螢石構(gòu)成，且 總量為100份；
[0018] 對(duì)鋼水進(jìn)行LF鋼包精煉，電加熱熔化爐渣，同時(shí)以流量為80?150Nm3/h氬氣對(duì) 鋼水進(jìn)行底吹攪拌，以給予鋼水和脫磷渣足夠的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)空間，隨后進(jìn)行扒渣。
[0019] 優(yōu)選地，鋼水脫磷方法將轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)時(shí)的鋼水終點(diǎn)氧活度控制為> 650ppm，例 如，鋼水終點(diǎn)氧活度控制為700?lOOOppm。優(yōu)選地，LF精煉步驟的氬氣流量可以為100? 130Nm3/h。優(yōu)選地，鋼水脫磷劑的成分可以由87?89份的石灰和11?13份的螢石構(gòu)成。 優(yōu)選地，脫磷劑在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中隨鋼流加入6?7kg/t鋼。
[0020] 這里，電加熱熔化爐渣和底吹攪拌的時(shí)間可以為2?5min。
[0021] 本發(fā)明的鋼水脫磷精煉方法也可包括在扒渣步驟之后，采用LF鋼包精煉步驟的 電加熱功能，根據(jù)扒渣后的鋼水溫度以及鋼種的目標(biāo)溫度或精煉后續(xù)工序（例如，RH精煉） 等要求對(duì)鋼水進(jìn)行升溫，以及升溫后進(jìn)行的再次精煉（例如，RH精煉）。
[0022] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的鋼水脫磷精煉方法可以通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：① 在轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)，保證鋼水終點(diǎn)氧活度> 500ppm，在出鋼過(guò)程中加入脫磷劑5?8kg/t鋼。 ②然后鋼水搬入LF電加熱工序，采用電加熱將爐渣熔化，同時(shí)大氬氣量對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌， 給予鋼水和脫磷渣足夠的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)空間。③然后進(jìn)行扒渣操作。④然后根據(jù)鋼水溫度情 況在LF工序通過(guò)電極進(jìn)行升溫達(dá)到鋼種要求溫度及進(jìn)行其他精煉處理。⑤搬出LF工序后， 鋼水再經(jīng)過(guò)正常的RH工序處理，成分、溫度合格后再上鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。
[0023] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體示例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0024] 示例 1
[0025] 某廠210t轉(zhuǎn)爐，出鋼量210t，鋼水中氧活度實(shí)測(cè)900ppm，鋼水中磷含量為 0.025%。在出鋼過(guò)程中，隨鋼流加入脫磷劑7kg/t鋼，脫磷劑中小粒石灰（粒度均小于 30_，粒徑為5?20mm的比例為90% )比例為89wt%，螢石比例為llwt%。在LF工序，電 加熱化漁、吹氦處理4min,吹氦流量為130Nm3/h。然后進(jìn)行扒漁操作。然后根據(jù)鋼水溫度 情況在LF工序通過(guò)電極進(jìn)行升溫達(dá)到鋼種要求溫度及進(jìn)行其他精煉處理。LF處理結(jié)束，鋼 水中磷含量降低至0.002%，脫磷率達(dá)到92%。搬出LF工序后，鋼水再經(jīng)過(guò)正常的RH工序 處理，成分、溫度合格后再上鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。
[0026] 示例 2
[0027] 某廠210t轉(zhuǎn)爐，出鋼量210t，鋼水中氧活度實(shí)測(cè)800ppm，鋼水中磷含量為 0.020%。在出鋼過(guò)程中，隨鋼流加入脫磷劑8kg/t鋼，脫磷劑中小粒石灰（粒度均小于 30_，粒徑為5?20mm的比例為90% )比例為86wt%，螢石比例為14wt%。在LF工序，電 加熱化漁、吹氦處理3min,吹氦流量為100Nm3/h。然后進(jìn)行扒漁操作。然后根據(jù)鋼水溫度 情況在LF工序通過(guò)電極進(jìn)行升溫達(dá)到鋼種要求溫度及進(jìn)行其他精煉處理。LF處理結(jié)束，鋼 水中磷含量降低至0.001 %，脫磷率達(dá)到95%。搬出LF工序后，鋼水再經(jīng)過(guò)正常的RH工序 處理，成分、溫度合格后再上鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。
[0028] 示例 3
[0029] 某廠210t轉(zhuǎn)爐，出鋼量210t，鋼水中氧活度實(shí)測(cè)lOOOppm，鋼水中磷含量為 0.022%。在出鋼過(guò)程中，隨鋼流加入脫磷劑6kg/t鋼，脫磷劑中小粒石灰（粒度均小于 30_，粒徑為5?20mm的比例為90% )比例為87wt%，螢石比例為13wt%。在LF工序，電 加熱化漁、吹氦處理4min,吹氦流量為90Nm3/h。然后進(jìn)行扒漁操作。然后根據(jù)鋼水溫度情 況在LF工序通過(guò)電極進(jìn)行升溫達(dá)到鋼種要求溫度及進(jìn)行其他精煉處理。LF處理結(jié)束，鋼水 中磷含量降低至〇. 0025%，脫磷率達(dá)到88. 6%。搬出LF工序后，鋼水再經(jīng)過(guò)正常的RH工 序處理，成分、溫度合格后再上鑄機(jī)進(jìn)行澆鑄。
[0030] 對(duì)比例：
[0031] 某廠210t轉(zhuǎn)爐采用常用的轉(zhuǎn)爐"雙渣法"冶煉成品彡0.005%的鋼種。雖然轉(zhuǎn)爐 在消耗大量輔料及深吹嚴(yán)重的情況下，將轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水磷含量控制在0. 004%，但由于回磷 及合金增磷，使得鋼水在出完后鋼中磷含量達(dá)到〇. 0075 %，后續(xù)沒(méi)有任何脫磷操作，最終只 有改鋼或回爐，損失較大。
[0032] 綜上所述，本發(fā)明通過(guò)控制轉(zhuǎn)爐出鋼氧活度，并在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中加了脫磷 齊?，隨后經(jīng)過(guò)LF大攪拌及扒渣，能夠使鋼水磷含量大大降低，解放了轉(zhuǎn)爐在冶煉超低磷 (< 0.005%)時(shí)的負(fù)擔(dān)。本發(fā)明中，脫磷劑中所含有的螢石，其作用對(duì)難熔的石灰（熔點(diǎn) 2198Κ)而言是助熔劑，有降低爐渣熔點(diǎn)的作用，而且還會(huì)降低爐渣粘度，使渣的流動(dòng)性提 高，改善脫磷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性。因此說(shuō)，本發(fā)明能夠?qū)D(zhuǎn)爐冶煉脫磷后的鋼水進(jìn)行脫磷處 理，從而有效的避免的轉(zhuǎn)爐冶煉后鋼水的回磷現(xiàn)象，而且脫磷效果良好（例如，脫磷率可達(dá) 86%以上，脫磷后鋼水的磷含量可低至0. 001 % )。
[0033] 盡管上面已經(jīng)結(jié)合示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清 楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1. 一種鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述鋼水脫磷方法包括順序進(jìn)行的以下步 驟： 在轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)，保證鋼水終點(diǎn)氧活度> 500ppm，并在轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程中隨鋼流加入脫 磷劑5?8kg/t鋼，其中，脫磷劑按重量計(jì)由85?90份的石灰和10?15份的螢石構(gòu)成， 且總量為100份； 對(duì)鋼水進(jìn)行LF鋼包精煉，電加熱熔化爐渣，同時(shí)以流量為80?150Nm3/h氬氣對(duì)鋼水 進(jìn)行底吹攪拌，以給予鋼水和脫磷渣足夠的動(dòng)力學(xué)反應(yīng)空間，隨后進(jìn)行扒渣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述鋼水脫磷方法將轉(zhuǎn)爐 吹煉終點(diǎn)時(shí)的鋼水終點(diǎn)氧活度控制為> 650ppm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述氬氣的流量為100? 130Nm3/h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述電加熱熔化爐渣和底 吹攪拌的時(shí)間為2?5min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述石灰的粒度小于30mm， 且其中粒度為5?20mm的比例不小于80%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼水脫磷精煉方法，其特征在于，所述脫磷劑的成分由87? 89份的石灰和11?13份的螢石構(gòu)成。
7. -種鋼水脫磷劑，其特征在于，所述鋼水脫磷劑的成分按重量計(jì)由85?90份的石灰 和10?15份的螢石構(gòu)成，且總量為100份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼水脫磷劑，其特征在于，所述石灰的粒度小于30_，且其中 粒度為5?20mm的比例不小于80%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼水脫磷劑，其特征在于，所述鋼水脫磷劑的成分由87?89 份的石灰和11?13份的螢石構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】C21C7/064GK104195290SQ201410467933
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】梁新騰, 曾建華, 李揚(yáng)洲, 龔洪君, 楊森祥, 杜利華, 喻林, 陳均, 何為, 陳路 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司