专利名称：一种生产低磷钢的转炉冶炼工艺方法
技术领域：
本发明涉及冶金行业中转炉炼钢技术领域，主要涉及一种采用出钢留渣和双渣法冶炼来去除钢水中的磷的生产低磷钢的转炉冶炼工艺方法。
背景技术：
磷在钢中是一种易偏析元素，当钢中磷含量大于0. 015%时，磷的偏析急剧增加， 并促使偏析带硬度增加，同时，磷还恶化钢的焊接性能，显著降低钢的低温冲击韧性，提高钢的脆性转变温度，使钢容易发生冷脆现象。一般优质钢对磷含量都有严格的上限，大多数要求磷含量低于0. 015%，低温用钢管、特殊深冲钢等要求钢中磷含量低于0. 010%。传统“三脱”技术是首先在高炉出铁沟等处对铁水进行脱硅预处理，然后在铁水罐或鱼雷罐车内分别进行脱硫和脱磷预处理或同时脱磷脱硫处理，最后再对“三脱”后铁水在顶底复吹转炉内进行少渣冶炼。这种传统“三脱”处理的脱磷脱硫反应容器小，且反应动力学条件不好，存在死区，不利于渣钢反应的进行，另外此种处理过程温降大，处理后温降大于100°C，Si、P氧化的热量没被完全利用，造成热量损失。2002年新日铁开发成功其称之为“MURC”工艺，主要工艺特点包括(1)转炉出钢留渣；(2)采用双渣吹炼；(3)终点钢水[P]含量控制在0. 02%以下。新日铁开发的MURC 工艺，主要目的是节约石灰，对深入脱磷没有更细致的研究报道。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是采用出钢留渣和双渣法转炉炼钢工艺生产低磷钢，通过延长第一阶段(脱磷阶段)吹炼时间来实现控制转炉终点钢水磷含量低于0. 010% 的目标。本发明的技术方案是一种生产低磷钢的转炉冶炼工艺方法，该方法采用转炉出钢留渣和转炉双渣法冶炼工艺相结合，进行深入脱磷。在第一阶段脱磷过程中采用氧气、石灰、白云石和铁矿石作为脱磷剂，所消耗量按每吨出钢钢水计，氧气用量为10 35Nm3，石灰用量为2 2^g，白云石用量为0 20kg，铁矿石用量为2 2^g，第一阶段吹炼时间为 260 450秒，脱磷阶段吹炼结束倒掉1/4 3/4的磷含量较高的脱磷渣；在第二阶段吹炼再加入石灰每吨钢5 25kg，白云石每吨钢0 20kg，进一步脱磷，得到的终点钢水磷含量降至0.010%以下。本发明采用出钢留渣，可以降低原料消耗，通过260 450秒较长时间的脱磷吹炼时间，使石灰、铁矿石等脱磷剂和钢水中磷较长时间反应，以吸收更多磷进入渣中，在第一阶段脱磷结束把一部分高磷渣倒出，然后经过第二阶段吹炼进一步脱磷，可以使转炉终点钢水磷含量降低至0.010%以下，实现了在低原料消耗的前提下生产磷含量小于0. 010%的低磷钢。进入转炉的铁水初期磷含量重量百分比为0. 06 0. 10%。本发明的有益效果是与小于260秒的较短脱磷吹炼时间相比，第一阶段吹炼时
3间延长至沈0 450秒，具有如下优点
(1)脱磷阶段炉内温度升高，化渣容易，增加石灰等脱磷有效成分含量，提高前期脱磷效果。(2)钢渣反应时间长，钢液中的磷能够被充分的吸收到渣中； (3)炉渣温度较高，流动性较好，对第一阶段吹炼结束倒渣有利。
图1是本发明处理后转炉终点钢液中磷含量与比较例对比示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。实验在210吨顶底复吹转炉中进行，入炉铁水磷含量为0. 06 0. 10 wt %，铁水与废钢总装入量为210 250吨。实施例1
铁水初始磷含量[%P]=0. 0785，温度T=1305°C，前期吹炼供氧量为3900Nm3，石灰用量为
2.5t，铁矿石用量为2. Ot,白云石用量为0. 5t，吹炼时间为340秒，前期脱磷结束渣中P2O5 百分含量3. 71，第二阶段吹炼再加入石灰2. Ot,白云石1. 5t，转炉终点钢水[%P]=0. 0089， 温度T=1689°C，终渣P2O5百分含量1.66。实施例2
铁水初始磷含量[%P]=0. 0787，温度T=1255°C，前期吹炼供氧量为3900Nm3，石灰用量为 4. 0t，铁矿石用量为1. 5t，吹炼时间为345秒，前期脱磷结束渣中P2O5百分含量3. 60，第二阶段吹炼再加入石灰2. 5t，白云石1. 5t，转炉终点钢水[%P]=0. 0085，温度T=1692°C，终渣 P2O5百分含量1.67。实施例3
铁水初始磷含量[%P]=0. 0804，温度T=1281°C，前期吹炼供氧量为4000Nm3，石灰用量为
3.0t，铁矿石用量为1. Ot,白云石用量为0. 5t，吹炼时间为368秒，前期脱磷结束渣中P2O5 百分含量3. 26，第二阶段吹炼再加入石灰2. 5t，白云石2. 0t，转炉终点钢水[%P]=0. 0061， 温度T=1658°C，终渣P2O5百分含量1. 79。比较例
铁水初始磷含量[%P]=0. 0737，温度T=1330°C，前期吹炼供氧量为3000Nm3，石灰用量为 3. 0t，铁矿石用量为1. 5t，白云石用量为0. 5t，吹炼时间为255秒，前期脱磷结束渣中P2O5 百分含量2. 71，第二阶段吹炼再加入石灰2. Ot,白云石1. 5t，转炉终点钢水[%P]=0. 0125， 温度T=1693°C，终渣P2O5百分含量2. 02。实施例1、2、3和比较例的各数据结果列于下表1和表2中。其中实验炉次1、2、3 分别代表了实施例1、2、3，实验炉次4代表了比较例。表1入炉铁水及终点钢水磷含量、温度对比
权利要求
1. 一种生产低磷钢的转炉冶炼工艺方法，其特征在于，该方法采用转炉出钢留渣和转炉双渣法冶炼工艺相结合，进行深入脱磷；在第一阶段脱磷过程中采用氧气、石灰、白云石和铁矿石作为脱磷剂，所消耗量按每吨出钢钢水计，氧气用量为10 35Nm3，石灰用量为 2 2^g，白云石用量为0 20kg，铁矿石用量为2 2^g，第一阶段吹炼时间为260 450秒，脱磷阶段吹炼结束倒掉1/4 3/4的磷含量较高的脱磷渣；在第二阶段吹炼再加入石灰每吨钢5 25kg，白云石每吨钢0 20kg，进一步脱磷，得到的终点钢水磷含量降低至 0. 010% 以下。
全文摘要
本发明涉及冶金行业中转炉炼钢技术领域，是一种出钢留渣和双渣法工艺相结合冶炼低磷钢的方法，旨在提供一种转炉生产低磷钢的工艺技术。本发明通过延长转炉“双渣法”前期脱磷吹炼时间，从而延长前期吹炼阶段钢渣反应时间，提高前期吹炼脱磷钢渣反应温度，改进钢渣反应的动力学、热力学条件，提高前期吹炼脱磷效果，使钢液中的磷尽可能被吸收进入渣中，并在前期吹炼结束把高P2O5含量的渣倒出转炉，降低整个转炉系统的磷含量，为后期脱碳吹炼阶段进一步脱磷提供有利条件，达到生产低磷钢的目的。本发明所描述的生产低磷钢工艺，与其他生产低磷钢工艺相比具有操作方法简单、成本低、易于实现等优点。
文档编号C21C5/30GK102358912SQ20111034029
公开日2012年2月22日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者何肖飞, 王万军, 王新华, 陈书浩, 黄福祥 申请人:北京科技大学