一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法

摘要

一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。将含P≤0.11%，Si0.3-0.5%，Mn0.3-0.6%，1260-1350℃的铁水入转炉；加入渣料，底吹氩气，流量≥0.07Nm

说明书

技术领域

本发明属于冶金工艺领域，特别是提供了一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。

背景技术

钢中的磷含量影响钢材的各种性能，比如低温韧性等，随着材料性能要求越来越高，超低磷钢的需求量日益提高，要求钢材中的磷含量≤50 ppm（质量分数，10^-4%）。为了生产超低磷钢，需要更严格地控制炼钢流程的磷含量，目前转炉炼钢流程生产超低磷钢主要有两种模式，一种是单一转炉双渣法，但对铁水经过脱磷预处理，使入转炉的铁水磷含量≤0.07%，然后转炉采用双渣法冶炼，因为普通的双渣工艺脱磷率只能在93%左右，必须严格要求入转炉的铁水磷含量；另一种是由两座转炉采用双联法，即由一座转炉先脱除部分磷，再将钢水倒入另一座转炉脱碳升温和继续脱磷。这两种工艺模式都有一定的弊病，第一种方法需要铁水预脱磷，大大增加了铁水预处理的设备和生产成本，且普通的双渣法脱磷效果不稳定，只是利用前期的倒渣，没有充分满足前期脱磷的动力学条件，脱磷效果较差，很难达到脱磷率大于95%，即使入炉铁水条件良好，也很难稳定生产出P≤50ppm的钢水；另一种双联转炉的办法增加了一座专门的脱磷转炉，增加了设备投资和运行成本，增加了能耗，而且双联法不易生产组织。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法。在脱磷热力学和动力学深入研究基础上，采用特殊的工艺方法，不严格要求入炉铁水条件，可在不经过铁水预脱磷的情况下，在一座转炉内使转炉脱磷率95%以上，从而在冶炼周期≤55min的情况下，生产出超低磷钢水，转炉终点时钢中磷含量稳定地≤50ppm，控制良好的话甚至可以≤30ppm。

本发明的技术方案是：一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法， 具体包括以下工艺： 入炉铁水条件：P≤0.11%，Si0.3-0.5%，Mn0.3-0.6%，温度1260℃-1350℃；将转炉冶炼过程分成以下三个阶段：前期加入渣料控制炉渣碱度R≥2.5，大流量底吹,氩气，流量≥0.07Nm³/t.min，小流量顶吹氧气，氧气压力≤0.8MPa，熔池温度≤1450℃，吹炼时间7-10min，倒渣1/3-1/2；中期采用高枪位操作，通过补加渣料控制炉渣碱度R≥3.5，控制钢液[C]含量的质量百分比为0.30-0.60%，熔池温度为1520-1560℃，在吹氧量占总需吹氧量的体积百分比75-90%，再次倒渣40%-60%；后期补加石灰2-5kg/t钢，冷却剂2-5kg/t钢，采用大气量底吹氩气搅拌，搅拌时间≥1.5min，然后采用低枪位操作，当终点C含量的质量百分比为0.025-0.08%时，熔池温度1600-1630℃时出钢；稳定地生产出磷含量≤50ppm的超低磷钢水。

本发明的优点在于：不需要增加设备，不另增加脱磷转炉，又不盲目地多次倒渣和增加渣量，成本低，并未过多延长转炉的冶炼周期、铁损少、脱磷率达95%以上，本发明的实施和推广可以提高钢水质量、节省能耗、简化工序，具有重大的社会和经济效益。

 

具体实施方式

本方法在公称容量120t转炉上进行了实施，共进行了4炉，将未铁水预脱磷的铁水倒入顶底复吹转炉中，并按以下步骤进行操作：

第一阶段：吹炼初期，加入大部分渣料，控制炉渣碱度R分别为2.5、2.8、2.5、2.6，底吹采取大流量搅拌模式，控制底吹气体流量分别为0.071Nm³/t.min、0.075Nm³/t.min、0.080Nm³/t.min、0.085Nm³/t.min，氧枪采用小氧气流量操作，控制氧气压力分别为0.72MPa、0.78MPa、0.73MPa、0.80MPa，控制前期的熔池温度分别为1440℃、1443℃、1330℃、1370℃，前期吹炼时间分别为8min、7min、10min、8min，然后倒出1/3的炉渣。

第二阶段：通过补加渣料控制炉渣碱度R分别为3.5、3.7、3.6、3.55，氧枪采用高枪位操作，控制钢液[C]分别为0.60%、0.45%、0.30%、0.50%，将熔池温度控制在1520℃、1540℃、1550℃、1560℃，当吹氧量占总需吹氧量的75-90%时，再次倒渣50%。

第三阶段：分别补加石灰2 kg/t钢、4kg/t钢、3 kg/t钢、5kg/t钢，补加冷却剂分别为2kg/t钢、5kg/t钢、4kg/t钢、2.2kg/t钢，采用大气量底吹搅拌，搅拌时间分别为90秒、110秒、100秒、120秒，然后采用低枪位操作，调整钢液熔池温度和碳含量，终点钢液[C]分别为0.075%、0.055%、0.025%、0.047%，熔池温度分别为1628℃、1600℃、1624℃、1612℃时出钢。

采用本发明工艺，可以生产出超低磷钢水，结果如表1所示。

 

表1 转炉超低磷生产工艺实例

序号入炉铁水磷含量，wt%入炉铁水温度，℃入炉铁水硅含量，wt%入炉铁水锰含量，wt%转炉终点磷含量，wt%脱磷率，%10.10812800.370.310.004695.720.09313410.460.320.003096.830.10212650.340.480.004795.440.09112610.350.390.003296.5