[发明专利]一种转炉高碳出钢磷含量小于70ppm的冶炼方法

说明书

技术领域

一种转炉高碳出钢磷含量小于70ppm的冶炼方法，属于转炉炼钢技术领域。

技术背景

磷是钢材中主要有害元素之一，钢液凝固过程中磷会在晶界发生偏析，显著降低钢的韧性，导致钢材发生“冷脆”现象，脱磷是炼钢最主要任务之一。目前，国内各钢厂的主要生产工艺为:高炉铁水→铁水预脱硫→转炉吹炼→精炼→连铸。由于铁矿石中的磷元素几乎全部被还原进入铁水中，一般高炉铁水磷含量在0.08～0.16％之间，普通钢材要求磷含量小于0.03％，优质钢材要求磷含量低于0.01％甚至0.005％。工艺工序中只有转炉具有脱磷能力，转炉出钢磷含量的高低决定了产品的磷含量的大小，充分发挥转炉脱磷能力对降低钢材磷含量具有重要作用。

传统转炉工艺中，一般通过降低出钢碳含量增加熔池氧化性来增强转炉脱磷能力，通常情况下，出钢磷含量低于0.01％的钢种，终点碳含量一般控制在0.1％以下，甚至在0.03％左右。降低出钢碳含量可以增强转炉末期的脱磷能力，降低钢液磷含量，但也带来了一系列问题:低碳出钢后要添加增碳剂增加钢液碳含量才能满足钢种对碳的要求，造成了碳资源的浪费；钢液碳含量低，熔池氧势高，脱氧合金消耗增加；钢材夹杂物数量增加；金属收得率低；容易导致下渣回磷等问题。为了解决低碳出钢带来的弊端，实现转炉高碳出钢深脱磷，本项目的主要研究目的为通过优化转炉辅料结构、枪位控制、底吹控制、转炉终点温度和炉渣成分的控制，实现转炉终点出钢碳含量高于0.1％，钢液磷含量低于0.007％。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉高拉碳深脱磷的冶炼方法，充分利用转炉双渣法的优点，优化过程操作和终点控制，在出钢碳含量大于0.1％的条件下，实现钢液磷含量小于70ppm的深脱磷目标。

本工艺的具体流程为：高炉铁水脱硫预处理→复吹转炉双渣冶炼→出钢留渣→溅渣护炉。转炉冶炼主要包括以下步骤：

(1)采用双渣+留渣操作，铁水硅含量0.2～0.6％，铁水磷含量＜0.11％，废钢比控制在9～14％；

(2)转炉总辅料加入量控制在54～66kg/t，辅料包括石灰和轻烧白云石。

(3)整体枪位采用高—低—高—低四段式控制，前期高枪位化渣，保持炉口可见炉渣发泡；中期低枪位脱碳；末期先高枪位增加渣中(FeO)，再采用低枪位增强熔池搅拌，增大渣-钢间接触面积，促进脱磷反应的进行。

(4)一次倒渣时间为吹氧开始后5～6min，一倒炉渣碱度大于2.5，倒渣温度为1400～1440℃，倒渣率为50～70％。

(5)吹炼前期底吹强度为0.04m³/(min·t)，中期底吹强度为0.03m³/(min·t)，后期底吹强度0.04m³/(min·t)；

(6)终点温度≤1620℃，出钢碳含量0.1～0.2％，终渣碱度＞3.5，炉渣T.Fe含量12～15％；

(7)留渣量为3～4t，连续留渣炉数不超过3炉。

其中步骤(2)具体包括以下步骤：

(2.1)转炉兑铁水前，向炉中加入8kg/t的石灰作为铺底料；

(2.2)吹氧从开吹到吹氧18％之前，加入4kg/t的轻烧白云石，铁水硅含量0.2～0.4％的炉次，向转炉中加入20kg/t石灰；而对于入炉铁水硅含量在0.4～0.6％的炉次，向转炉中加入24kg/t的石灰；在吹炼过程中，根据炉内情况，加入适量返回矿促进化渣；

(2.3)一次倒渣完成后,加入8kg/t的轻烧白云石，31kg/t石灰二次造渣，根据吹炼的实际情况，小批量多批次加入返回矿，防止脱碳期炉渣出现返干。

辅料中所述石灰中氧化钙≥90％，轻烧白云石中氧化镁≥30％

本发明较现有工艺相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本工艺容易掌握，不需要增加额外设备，在无铁水脱磷预处理的条件下，实现出钢碳含量高于0.1％，钢液磷含量低于70ppm。

(2)本工艺在满足超低磷出钢的条件下，出钢碳含量较高，熔池氧势低，提高了金属收得率和钢水纯净度高。

具体实施方式

下面结合生产实施案列对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施案例1

炉号15G400044，铁水Si含量为0.23％，铁水P含量为0.096％，铁水温度为1300℃，铁水装入量125.0t，废钢20.07t。

炉次具体操作过程如下所示：

(1)留渣量为4t；