[发明专利]一种半钢冶炼中碳钢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体地，涉及一种半钢冶炼中碳钢的方法。

背景技术

随着工业和科技的发展，各行业对钢的质量要求越来越苛刻。钢中碳含量和磷含量直接影响钢的质量。转炉冶炼时终点碳控制的方法一般有两种，一种是增碳法，即出钢碳较低，出钢过程加入增碳剂对钢水进行增碳，该方法能保证终点钢水中具有较低的磷含量，但炉渣氧化性会侵蚀炉衬、钢水氧活度高会增加脱氧剂用量同时也会降低合金收得率，且出钢后向钢包加入大量的增碳剂，使得钢水成分波动较大；另一种方法是高拉补吹法，该方法出钢碳含量较高，一般在≥0.20％之间，钢水中氧含量较低，合金收得率较高且稳定同时节约大量增碳剂，但是该方法很难同时实现钢水脱磷保碳。

目前，国内铁水炼钢企业通过对转炉冶炼工艺的优化，基本能实现高拉碳炼钢方式下钢水同时脱磷保碳。现有文献中已有用铁水采用高拉补吹法冶炼高碳钢的报道，如《第七届(2009)中国钢铁年会论文集(上)》中的“转炉高碳钢冶炼工艺研究与应用”一文公开了鞍钢二炼钢为解决转炉冶炼高碳钢去磷、保碳、提温三者难以同时实现的问题，通过对终点留渣量、底吹流量、氧枪枪位及终点控制的优化最终实现了高拉补吹法冶炼高碳钢，并取得了较好的效果。但是文中没有涉及转炉冶炼高碳钢时的具体参数，如造渣方法等，且采用的是常规的铁水炼钢。

为了确保对钒资源的有效利用，采用钒钛矿资源进行冶炼需要在炼钢之前进行提钒和脱硫。但是，半钢炼钢企业通过脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量低(3.4％-4.0％)，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，且半钢冶炼时造渣大多采用加入酸性造渣材料，渣系组元单一、成渣速度慢，脱磷率低。因此，半钢冶炼高碳钢时几乎都采用增碳法，而使用半钢为原料并采用高拉补吹法冶炼中碳钢的方法尚未有报道。采用增碳法的半钢冶炼方法由于加入大量增碳剂，增加了冶炼的成本而且也会导致钢水中成分波动较大，并且该方法中需要大量的辅料也进一步提高了半钢冶炼的成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的半钢冶炼方法中成本较高、成渣时间长且脱磷效果差的缺陷，提供一种低成本且有效脱磷的半钢冶炼中碳钢的方法。

本发明的发明人在研究中发现，在顶吹氧气进行吹炼条件下，通过加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂调节炉渣碱度，能够有效解决半钢温度低、现有技术中成渣组元单一、成渣速度慢脱磷率低的问题；并且可以通过再次加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂调节炉渣碱度并进行冶炼终点的控制，有效减缓炉内碳氧反应速率，达到保碳的目的。本发明的发明人进一步研究发现，将上一炉终点的部分炉渣用于下一炉进行半钢的循环冶炼，能够解决半钢炼钢成渣困难、脱磷率低的问题，并且减少活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂的用量，从而降低了半钢冶炼的成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种半钢冶炼中碳钢的方法，其中，该方法包括：(1)在转炉中兑入半钢后向炉内加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂，顶吹氧气进行吹炼，将转炉内的炉渣碱度调节为2-2.5，吹炼至钢水中碳含量为1.0-1.5重量％时倒掉炉渣；(2)在顶顶吹氧气进行吹炼的条件下，再次向炉内加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂，将转炉内的炉渣碱度调节为3-4，然后进行冶炼终点控制并出钢；(3)出钢完成后倒出30-50重量％的炉渣，并进行溅渣护炉的操作；(4)循环步骤(1)-(3)进行下一炉半钢的冶炼。

根据本发明提供的方法，能够实现脱磷和保碳的目的。另外，利用上一炉终点炉渣可以进行半钢的循环冶炼，提高了脱磷效果，并且有效减少了活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂的使用量，降低了半钢冶炼的生产成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，所述炉渣碱度为CaO与SiO₂的重量百分数之比，即R＝CaO/SiO₂，其中，CaO不包括酸性复合造渣剂中的CaO；；单位“m³/(吨钢·min)”是指相对于每吨半钢钢水，每分钟的气体流量(以标准体积计)。

本发明提供了一种半钢冶炼中碳钢的方法，该方法包括：

(1)在转炉中兑入半钢后向炉内加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂，顶吹氧气进行吹炼，将转炉内的炉渣碱度调节为2-2.5，吹炼至钢水中碳含量为1.0-1.5重量％时倒掉炉渣；