[发明专利]一种顶吹转炉采用高磷铁水生产合金焊线钢的脱磷方法

说明书

技术领域

本发明属于顶吹转炉脱磷技术领域，特别是涉及一种顶吹转炉采用高磷铁水生产合金焊线(ER50-6)钢的脱磷方法，一种顶吹转炉提高脱磷率来生产焊线钢的方法，由于顶吹转炉动力学条件比复吹转炉差很多，通过加入大量的烧结矿来控制前期温度，增加铁水在低温阶段的搅拌时间，从而提高脱磷效率，满足生产的需要。 

背景技术

近年来，钢铁产品对磷含量的要求日趋严格。为了满足钢铁品质的要求，需要在转炉阶段尽可能的高效除去铁水中的磷。顶吹转炉由于动力学不好的缺点，容易造成炉渣过氧化，脱磷困难。喷射氧气的氧枪是顶吹系统的重要构成部分，合适的氧枪枪位和氧气流量能够更好的控制渣钢间的物理化学反应特性，对于保证正常的转炉吹炼炼钢非常重要。 

传统的顶吹转炉吹炼过程为：废钢﹑未脱磷铁水及脱磷剂被装入转炉，然后顶吹氧气氧化除去铁水中的Si﹑P和C等。但是由于吹炼末期钢水温度高，铁水中脱去的磷会部分返回钢水中，因此需要使用过量的石灰固定脱磷产物，导致了炉渣脱磷效率低和废渣排放量增加。 

使用高效脱磷剂和优化脱磷工艺是提高脱磷效率和降低废渣排放量的有效方法。中国专利申请号97116979.9公开了“铁水预脱磷方法”，该方法利用转炉且使用合成渣预脱磷。组成为CaO(55-70％)-铁氧化物(15-30％)-CaF₂(4-10％)-Na₂CO₃(4-9％)或CaO(50-70％)-铁氧化物(15-35％)-CaF₂(5-15％)。通过该发明，铁水脱磷率能够达到85-90％且废渣量低。但是，由于CaF₂和Na₂CO₃的用量大，转炉炉内耐火材料的腐蚀将非常严重，而且由于Na⁺和F-的溶出限制了废渣的回收利用。中国专利申请号200680041842公开了“铁水的脱磷处理方法”，该方法通过将氧气和脱磷剂一同吹入转炉内铁水浴面进行铁水脱磷。通过该发明，铁水中磷含量能够从0.105-0.124％降到0.012-0.02％，且石灰用量在3.3-9.6kg/t范围内。但是，该法对设备以及炼钢用辅料要求极其严格，很难在多数钢厂推广应用。日本国专利申请号2005-17018公开了“高碳极低磷钢的冶炼方法(高炭素極低りん鋼の溶製方法)”，该方法通过转炉炉气分析系统计算出系统蓄积氧量以预测渣中FeO含量，然后通过调整氧枪枪位﹑氧气流量和底吹气体流量来控制终点磷含量小于0.015％。但是该方法中所用的炉气分析系统目前国内多数钢厂不具备或者还处于研发阶段。 

在转炉中，铁水中的磷一般通过氧化反应除去，其简单化学反应式如式(1)所 示。 

2[P]+5[O]+3CaO＝3CaO·P₂O₅   (1) 

从热力学观点出发，降低温度﹑提高渣中CaO含量(或者碱度)和增加氧位都有利于脱磷反应的进行。但是，温度过低不利于化渣，且降低了脱磷反应速度，渣中CaO含量过高会影响化渣，不利于脱磷。在实际生产过程中，调整氧枪枪位和氧气流量是改善炉渣物理化学行为的有效方法之一。 

发明内容

本发明目的在于提供一种顶吹转炉提高脱磷率来生产焊线钢的方法，由于顶吹转炉动力学条件比复吹转炉差很多，通过加入大量的烧结矿来控制前期温度。其目的为了增加铁水在低温阶段的搅拌时间，同时增加炉渣内氧化铁，从而提高脱磷效率至93.3％，满足生产的需要。 

磷质量百分含量为0.14～0.15％的铁水，在氧气顶吹转炉内采用双渣工艺进行冶炼。转炉冶炼工艺路线为：加入废钢、铁水—转炉吹炼脱磷—倒渣—转炉吹炼脱磷脱碳—转炉出钢。转炉冶炼前期炉渣二元碱度为2.2，TFe质量分数18％，熔池温度为1340-1360℃，倒渣量达到50％～60％，从而最大程度使铁水中磷被氧化进入炉渣，倒出高磷渣；脱碳阶段按照常规的转炉冶炼进行操作，转炉终点二元碱度R为3.2～3.5，TFe质量百分含量为18～19％，终点温度情况为：1640～1660℃。采用该生产工艺有利于冶炼前期在低温阶段的渣钢反应，保证总脱磷率达到93.3％。具体工艺操作如下： 

1)所用铁水C的百分含量4.3～4.5％，Si的百分含量0.53～0.6％，Mn的百分含量0.43～0.5％，P的百分含量0.14～0.15％，S的百分含量0.015～0.025％，温度1310±5℃； 

2)转炉内装入废钢、兑铁水，装入量为65吨±2铁水，7吨±1废钢，摇直转炉；