一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝的製作方法

2023-07-28 21:07:21 5

本發明屬於復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼技術領域，特別是涉及一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝。

背景技術：

鋼中雜質元素的去除和夾雜物的控制一直是冶金工作者最為關心的問題。磷可以顯著降低鋼的低溫衝擊韌性，提高鋼的韌脆轉變溫度，使鋼發生冷脆，惡化焊接性能等，因此，儘可能的降低鋼中磷含量已成為焊絲鋼、簾線鋼、管線鋼等高級別鋼種的首要任務之一。對於採用轉爐煉鋼的企業來說，脫磷主要在轉爐工序完成，因此脫磷是轉爐冶煉的主要任務。

對於低磷鋼種，轉爐需採用深脫磷工藝。目前，轉爐深脫磷方法主要有單渣法、雙渣法及雙聯法。單渣法冶煉低碳鋼終點磷只能穩定能控制到0.008%以上（高碳鋼只能穩定在0.01%以上）的水平，再進一步深脫磷難度較大。傳統的雙渣法冶煉低碳鋼終點磷一般都在0.005%以上。對於成品磷要求≤0.005%的超低磷鋼種，不論是單渣法還是傳統的雙渣法基本都無法實現穩定生產。目前，國內外生產超低磷鋼較為穩定的方法主要是採用雙聯法。雙聯法即一座轉爐脫磷，另一座轉爐進行脫碳和升溫，兩座轉爐雙聯組織生產,以達到有效改善鋼的質量和縮短冶煉周期的目的。雙聯法生產穩定，並且冶煉周期短，但是對配套工藝設備要求較高，需要進行廠房設備改造，為此許多企業無法採用此法。對於廠房設備不能滿足雙聯法以及超低磷鋼產品生產量較少的企業，必須考慮採用新的冶煉方法在同一座轉爐中完成深脫磷。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，可將轉爐終點磷穩定控制在≤0.004%，從而穩定實現單爐冶煉超低磷低碳鋼的目標。

本發明解決以上技術問題的技術方案是：

一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，其特徵在於：包括以下步驟：

㈠按照鐵水比85%-90%向轉爐內裝入鐵水和廢鋼；

㈡底吹制度：底吹氣體採用氮氬切換，供氧80%前採用氮氣，80%之後自動切換為氬氣，供氧40%前與80%後轉爐底吹強度為0.1Nm3/min/t，其餘時刻的底吹強度為0.03-0.05 Nm3/min/t；

㈢吹煉第一階段，即吹煉開始到倒渣時刻：稱量頭批渣料，頭批渣料包括：25-35kg/噸鋼石灰，4-6kg/噸鋼鎂球和返礦總量的40%-50%；點火成功後，加入頭批料，第1min內氧氣流量採用20000 Nm3/h -21000 Nm3/h，槍位採用正常化渣槍位1800 mm -2000mm；開吹1min後，氧氣流量調整為13000Nm3/h，槍位逐漸調整至1300mm，之後恆槍位、恆流量吹煉至倒渣；

㈣倒渣時機：倒渣時刻設定為吹煉開始後8 min -10min，倒渣量≥總渣量的60%，倒渣時刻控制目標：溫度1350-1380℃，P重量百分比＜0.04%，C重量百分比:2.8-3.0%；

㈤吹煉第二階段，即倒渣後：高槍位1700 mm -1800 mm開吹，氧氣流量調整為18000Nm3/h，二批料加入石灰15-30kg/噸鋼，鎂球2-3kg/噸鋼和返礦10-15kg/噸鋼，吹煉後期當鐵水碳重量百分比含量＜0.20%後，將氧氣流量調整為22000 Nm3/h -23000Nm3/h，槍位壓至拉碳槍位1200 mm -1300mm，進行拉碳和脫磷，轉爐終點控制目標為碳重量百分比＜0.05%，磷重量百分比＜0.004%。

本發明進一步限定的技術方案是：

前述的復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，其中步驟㈠中，入轉爐鐵水磷重量百分比含量≤0.13%，鐵水矽重量百分比含量≤0.65%，鐵水溫度≤1380℃。

前述的復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，其中石灰中CaO的重量百分比含量≥85%。

本發明的有益效果是：本發明第一階段採用大底吹、低槍位、低供氧及靈活加料的操作模式既可以控制溫度緩慢上升、保證爐渣熔化良好又可以大大提高前期脫磷率，倒渣後減輕後期的脫磷壓力及降低回磷風險。吹煉中後期靈活調整槍位、供氧及底吹，既可以控制爐渣防止返幹、又可以進一步脫碳、脫磷。本方法深脫磷效果穩定，可將轉爐終點磷穩定控制在≤0.004%，從而穩定實現單爐冶煉超低磷低碳鋼的目標，完全可以滿足成品要求在0.005%以下的超低磷低碳鋼的生產要求。採用本發明的雙渣法可以滿足超低磷低碳鋼的生產需要，實現超低磷低碳鋼的穩定生產，本雙渣法冶煉超低磷低碳鋼還具有以下優點：（1）無需採用專門的鐵水預處理脫磷、脫矽設備；（2）不需要額外進行設備改造或增加設備，投資少；（3）既可生產超低磷鋼又可迅速恢復常規單渣法生產一般鋼種；（4）生產調控方便；（5）相對於深脫磷常用的雙聯工藝，無需專用脫磷轉爐。

具體實施方式

實施例1

本實施例是一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，具體工藝為：向100噸復吹轉爐內加入90噸鐵水，10.2噸廢鋼，鐵水條件是：4.49%C，0.38%Si，0.17%Mn，0.109%P，0.01%S，溫度1297℃：第一階段採用20000 Nm3/h的供氧量開吹，1min後流量調整為13000 Nm3/h吹煉至倒渣。開吹槍位1800mm，1min後由開吹槍位緩慢將至1300mm，之後保持恆槍位至倒渣。開吹後向轉爐內加入3148kg石灰， 2432礦石，鎂球500kg，底吹氮氣強度0.1 Nm3/min/t。吹煉8.5分鐘開始提槍倒渣。第一階段結束鐵水溫度及成分：2.93%C，0.03%Si，0.04%Mn，0.037%P，0.012%S，溫度1376℃。第二個階段採用18000 Nm3/h 供氧量開吹，開吹槍位1700mm，過程槍位靈活調整，停吹槍位1200mm，後期供氧量22000 Nm3/h。開吹後向轉爐內加入2073kg石灰，1433kg 礦石，鎂球281 kg ，之後少量多次加入石灰共計827 kg，返礦總計847kg。吹煉結束，倒渣、測溫、取樣，出鋼。通過上述冶煉，實現了出鋼碳：0.042%，磷：0.0035%。

實施例2

本實施例是一種復吹轉爐冶煉超低磷低碳鋼的雙渣工藝，具體工藝為：向100噸復吹轉爐內加入88噸鐵水，10.8噸廢鋼，鐵水條件是：4.39%C，0.40%Si，0.15%Mn，0.106%P，0.02%S，溫度1324℃：第一階段採用20000Nm3/h的供氧量吹煉，開吹槍位1850mm，之後由開吹槍位緩慢將至1300mm並保持恆槍位，開吹後1min內向轉爐內加入 3150kg石灰，2348kg礦石，505kg 鎂球，底吹氮氣強度0.1 Nm3/min/t，第一階段結束鐵水溫度及成分： 2.85%C，0.02%Si，0.03%Mn，0.033%P，0.024%S，溫度1387℃；第二個階段採用18000Nm3/h的供氧量吹煉，開吹槍位1750mm，過程槍位靈活調整，停吹槍1200mm。開吹後向轉爐內加入2135kg石灰，1468礦石，鎂球293 kg, 之後少量多次加入石灰共計932kg，返礦總計956kg。吹煉結束，倒渣、測溫、取樣，出鋼。通過上述冶煉，實現了出鋼碳：0.048%，磷：0.0038%。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。