一種極低磷鋼冶煉方法
2023-05-11 03:09:31 1
專利名稱：一種極低磷鋼冶煉方法
技術領域：
轉爐煉鋼領域；
背景技術：
本發明一種極低磷鋼冶煉新工藝屬於轉爐煉鋼領域，主要涉及轉爐脫 磷預處理與轉爐雙渣冶煉。磷在鋼中是一種易偏析元素，當鋼中磷含量大於0. 015%時，磷的偏析急劇增加， 並促使偏析帶硬度增加，同時，磷還惡化焊接性能，顯著降低鋼的低溫衝擊韌性，提高鋼的 脆性轉變溫度。目前國內寬厚板生產領域生產的管線鋼、海洋平臺用鋼、油井管鋼、低溫容 器用鋼等均需要低磷含量。對於9M鋼等極低磷鋼冶煉採用常規工藝無法滿足極低磷鋼脫 磷要求。低磷鋼冶煉工藝通常分為兩種一種是基於爐外精煉的深脫磷工藝，另外一種是 基於轉爐爐內的深脫磷工藝。本工藝屬於基於爐內的脫磷工藝。對於磷含量要求嚴格的鋼種，轉爐終點磷含量越低越好。在國內目前申請的專利 中，一般轉爐出鋼磷含量控制範圍在質量百分比為0. 005% 0.015%範圍內，屬於低磷 鋼、超低磷鋼冶煉範疇；本專利脫磷工藝轉爐終點磷含量質量百分比控制在0. 003%以內， 屬於極低磷鋼冶煉範疇。國內其他專利如首鋼總公司的「一種低碳鋼轉爐低磷鋼水冶煉方法」採用雙渣法 冶煉，與本專利的最大不同在於採用流程與採用鐵水條件不同，及供氧、造渣制度等基本吹 煉製度均有本質區別。本專利採用爐內處理的低磷鐵水，鐵水磷含量低於0.010%，而「一 種低碳鋼轉爐低磷鋼水冶煉方法」採用磷含量在0. 070%左右的鐵水進行處理。對於採用 供氧方面的不同體現在本專利冶煉初期採用極低的供氧流量低於1. 5Nm3/min. t，而「一種 低碳鋼轉爐低磷鋼水冶煉方法」採用2. 5Nm3/min. t以上的供氧流量等。對於其他專利如攀鋼集團研究院有限公司「一種半鋼冶煉低磷鋼的生產方法」，其 轉爐終點磷含量控制在0.006%左右。首先磷含量控制範圍不同，其次採用鐵水條件也不 同，如本專利採用脫磷鐵水，而「一種半鋼冶煉低磷鋼的生產方法」採用鐵水作為吹煉原料。 另外本專利主要通過調整供氧制度進行鐵水脫磷預處理的手段，輔助手段為造渣制度，而 「一種半鋼冶煉低磷鋼的生產方法」專利中敘述「主要是通過調整單渣法轉爐冶煉的造渣參 數實現的」，實現手段與目的各不相同，對於頂吹氧氣供氣強度也不相同，本專利供氣強度 明顯低於「一種半鋼冶煉低磷鋼的生產方法」的供氣強度。對於其他專利，無論是工藝、造渣、供氧等基本制度，還是採用的鐵水原材料等都 存在更大本質上的差異。本專利涉及的脫磷工藝採用較低氧氣流量，單渣、雙渣期供氧強度採用傳統工藝 供氧強度都與其他廠家工藝存在不同，如脫磷預處理時採用較大的礦石加入量，脫磷預處 理期結束，鐵水碳含量控制在3. 0%左右，磷含量控制在0. 010%左右，脫磷結束溫度控制 在1300°C 1400°C左右，並且脫磷預處理後進行單渣或雙渣冶煉。該發明主要特點為體現 在在同一座轉爐內進行鐵水脫磷處理，倒渣後，若採用雙渣冶煉，可以最大程度降低鋼渣回 磷。因此，該工藝優點是，採用低磷鐵水進行單渣或雙渣冶煉，吹煉平穩、反應速度快、效率 高可以生產極低磷鋼。
發明內容
為克服現有技術中的不足，本發明提供一種以轉爐爐內鐵水脫磷預處理與雙渣冶 煉生產極低磷鋼的生產方法，轉爐終點磷含量低於0. 0030%,以具有頂底復吹功能的轉爐 為處理容器，採用底吹氬氣、氮氣，頂吹氧氣進行冶煉其特徵為(1)在轉爐內進行鐵水脫磷預處理後，倒渣後進行單渣或雙渣冶煉；(2)採用造渣劑主要由A、B組成，A的主要組成成分質量百分比為Ca0:70% 90%,Si02+CaF2+Mg0 ( 30%:渣系 B 主要組成質量百分比 Fe0+Fe203 65 75%,Si02 ( 1， CaO 0-5%, MgO 0-2%, A1203 :0~1%, P ^ 0. 02%, TMn :0~1%, Ti02 :0~1%, C :0~1%, S (0. 01%，水份:l-8%,(3)鐵水脫磷預處理結束溫度在1300°C 1400°C ；轉爐終點溫度在1650°C 1720°C ；(4)脫磷預處理期頂吹供氧氣強度1. 2 1. 5Nm3/min. t，脫磷預處理後吹煉頂吹 供氧氣強度 3. 0-3. 5Nm3/min. t ；(5)底部供氣至頂吹供氧質量百分比70%之前，底吹供氮氣強度0.03 0.3Nm3/ min. t ；後頂吹供氧質量百分比30%，底吹供氬強度0. 03 0. 3Nm3/min. t，在頂吹供氧質量 百分比30% 60%期間內，採用低供氣強度，其他時間採用高供氣強度；(6)要求入轉爐鐵水[Si]含量質量百分比在0.50%以下；(7)脫磷預處理期礦石加入量在2kg/t以上，廢鋼比質量百分比在5% -10% ；(8)脫磷期結束碳質量百分含量控制在2. 5% 3. 5%左右；(9)雙渣冶煉頭批渣白灰加入量在20kg/t_40kg/t之間，雙渣冶煉時螢石加入量 在5kg/t-10kg/t之間，起泡沫渣後提槍倒渣，倒渣量在總渣量1/4以上(10)雙渣冶煉前，爐內加入矽鐵0 3kg/t，使預處理後鐵水矽含量質量百分比達 到0 0. 20%之間。脫磷預處理時採用A與B混合使用，混合比例按照質量比1 1 2 1，在轉爐 內自然混合。吹煉結束若採用單渣法冶煉，白灰加入量在10kg/t鋼_50kg/t鋼，頂吹供氣強度 在 3. 0-3. 5Nm3/min. t。採用該工藝的優點如下1、脫磷預處理後鐵水磷含量低與未進行鐵水預處理的爐次比較，鐵水磷含量低，可達到0. 010%左右；2、轉爐終點磷含量低轉爐出鋼磷含量可以低於25ppm;3、可以生產極低磷鋼生產成品磷含量在20ppm-50ppm的極低磷鋼，如9Ni鋼等高級鋼。實施方式試驗採用鐵水轉爐脫磷預處理後雙渣冶煉。脫磷預處理採用4孔低槍位進行吹 煉，在轉爐內進行脫磷預處理，目標將磷含量脫至0.015%以下，碳含量控制在3.0%左右； 對脫磷後的鐵水採用雙渣法進行冶煉。試驗前提前更換4孔脫磷槍，頂吹供氧流量按照開吹前0. 5分鐘流量10000Nm7h，過程9000Nm3/h 10000Nm7h控制；吹煉時間按9 11分 鐘左右，即按供氧量1500m3控制，供氧量作為停吹標誌；目標碳含量3. 0%左右；開吹煉槍 位按0. 80米控制，第0. 5分鐘後提槍至1. 00米吹煉至3分鐘，流量9000Nm3/h，3分鐘時降 低槍位到0. 9米吹煉至5分鐘，流量9500Nm3/h，5分鐘後降低槍位至0. 8米到吹煉結束，流 量10000Nm7h ；脫磷期爐渣鹼度在2. 5左右；根據鐵水矽含量調整白灰加入量3. 5 5. 5 噸，礦石2. 5 3. 0噸、螢石500公斤以上，白灰分批加入，開吹加入第一批、3分鐘時加入第 二批；礦石分多批加入，第一批加入量1 2噸，後1 2噸分多次加入，脫磷預處理後結束 目標溫度按1350°C控制；脫磷預處理結束倒渣量在2/3以上，更換普通氧槍後繼續吹煉。脫磷預處理結束後採用正常流量22000m3/h氧槍後雙渣冶煉；頭批渣白灰加入量 2噸左右，不加輕燒；加入礦石、螢石500kg IOOOkg化渣，倒渣時倒出渣量在1/3以上，二 批渣加入白灰3 4噸，吹煉過程中化好渣。終點低溫控制，目標拉碳溫度1650°C。實施例試驗鐵水裝入量在100噸，板邊加入量分別為8、9噸，；鐵水情況如下表1 所示，渣料A、B加入量如下表2所示。表1鐵水成分質量百分含量％
權利要求
一種極低磷鋼的冶煉方法，轉爐終點磷含量質量百分比低於0.0030％，以具有頂底復吹功能的轉爐為處理容器，採用底吹氬氣、氮氣，頂吹氧氣進行冶煉其特徵為(1)在轉爐內進行鐵水脫磷預處理後，倒渣後進行單渣或雙渣冶煉；(2)採用造渣劑主要由A、B組成，A的主要組成成分質量百分比為CaO70％～90％，SiO2+CaF2+MgO≤30％渣系B主要組成質量百分比FeO+Fe2O365～75％，SiO2≤1，CaO0 5％，MgO0 2％，Al2O30 1％，P≤0.02％，TMn0 1％，TiO20 1％，C0 1％，S≤0.01％，水份1 8％，(3)鐵水脫磷預處理結束溫度在1300℃～1400℃；轉爐終點溫度在1650℃～1720℃；(4)脫磷預處理期頂吹供氧氣強度1.2～1.5Nm3/min.t，脫磷預處理後吹煉頂吹供氧氣強度3.0 3.5Nm3/min.t；(5)底部供氣至頂吹供氧70％之前，底吹供氮氣強度0.03～0.3Nm3/min.t；後頂吹供氧質量百分比30％，底吹供氬強度0.03～0.3Nm3/min.t，在頂吹供氧質量百分比30％～60％期間內，採用低供氣強度，其他時間採用高供氣強度；(6)要求入轉爐鐵水[Si]含量質量百分比在0.50％以下；(7)脫磷預處理期礦石加入量在2kg/t以上，廢鋼質量百分比在5％ 10％；(8)脫磷期結束碳質量百分含量控制在2.5％～3.5％左右；(9)雙渣冶煉頭批渣白灰加入量在20kg/t 40kg/t之間，雙渣冶煉時螢石加入量在5kg/t 10kg/t之間，起泡沫渣後提槍倒渣，倒渣量在總渣量1/4以上。(10)雙渣冶煉前，爐內加入矽鐵0～3kg/t，使預處理後鐵水矽含量質量百分比達到0～0.20％之間。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於脫磷預處理時採用A與B混合使用，混合 比例按照質量比1 1 2 1，在轉爐內自然混合。
3.根據權利要求1所述方法，其特徵在於吹煉結束若採用單渣法冶煉，白灰加入量在 10kg/t 鋼-50kg/t 鋼，頂吹供氣強度在 3. 0-3. 5Nm3/min. t。
全文摘要
本發明是一種極低磷鋼冶煉方法，主要涉及在轉爐內進行脫磷預處理然後進行雙渣或單渣吹煉生產低磷鋼的方法，採用頂吹氧氣與底吹氮、氬相結合的復吹工藝。在脫磷預處理時採用超低頂吹氧槍流量控制，根據不同的鐵水條件，通過大礦石加入量，較少的少廢鋼裝入量，控制吹煉結束溫度在1300℃-1400℃左右，碳含量控制在2.5％-3.5％左右，脫磷預處理後吹煉採用正常頂吹3.0-3.5Nm3/min.t供氣強度，吹煉結束溫度控制在1650℃-1720℃左右，採用此種新工藝，可以使脫磷預處理結束鐵水磷含量降低到0.010％左右，轉爐終點磷含量可以降低到25ppm以下。
文檔編號C21C7/064GK101993980SQ201010570010
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者劉洋, 危尚好, 呂延春, 姜中行, 張振江, 朱志遠, 李戰軍, 王文軍, 王海寶, 王立峰, 田志紅, 石樹東 申請人:首鋼總公司