[发明专利]转炉低磷钢冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转炉炼钢生产工艺，尤其涉及一种适用于在顶底复吹转炉中进行低磷钢冶炼的工艺，属于钢铁冶金领域。 

背景技术

磷元素一般被认为是钢中的有害杂质，容易在晶界偏析，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温冲击韧性。随着钢中碳、氮、氧含量的增加，磷的有害作用还将逐渐增强。另外，磷在铸坯中的偏析度很大，更突出了其负面影响。随着用户对钢材质量要求的提高，钢中磷含量的要求也越来越苛刻，降低钢中磷含量成了高附加值钢材产品生产中的重要环节。 

炼钢脱磷通常采用氧化方法，在转炉中顶吹氧气，促使金属中的磷发生氧化反应，生成的P₂O₅与加入的脱磷剂结合形成稳定的复合化合物进入炉渣中。为了进一步提高转炉脱磷能力，从而生产对磷要求更加苛刻的钢种，转炉冶炼方法进行了一系列的改进和优化。 

目前国内外钢铁企业广泛采用的炼钢深脱磷方法主要有三种，第一种是炉外铁水预处理方法；第二种是双联转炉操作方法；第三种是同一转炉双渣操作方法。 

日本钢铁企业最早开发和使用了炉外铁水预处理方法进行脱磷(参考JP58016007A、JP62109908A)，其工艺大致为：在高炉出铁沟进行脱硅处理后，铁水流入鱼雷车或铁水包内，扒渣后喷入石灰系脱磷剂进行脱磷处理，处理完毕后铁水加入转炉进行脱碳。这种方法的局限性在于：鱼雷车或铁水包内的空间有限，不利于脱磷反应的进行；另外，处理时间长，处理过程铁水温降较大，使兑入转炉的铁水温度偏低，降低了废钢的使用量；吹炼过程还可能发生渣铁粘附氧枪以及产生大量泡沫渣等问题，造成操作不稳定。 

日本住友金属和歌山厂开发了双联转炉操作方法解决低磷钢冶炼的问题，(参阅JP63195210A、JP63195210A)，此种方法使用两座转炉，在第一座转炉中进行脱磷脱硅，在第二座转炉中进行脱碳。这种方法具有较强的脱磷能力， 第二座转炉吹炼终点磷含量可低至0.003％以下，但其缺点同样是过程热损失大，将铁水从一座转炉倒入另一座转炉难免造成不必要的热损失；而且需要专门添置一座脱磷转炉，设备投资大的同时也给生产组织带来一定的难度，对于我国一些低磷钢产品比例不高的钢铁企业，该方法难以得到实际推广应用。 

同一转炉双渣操作方法对于促进转炉脱磷效率也有较明显的效果(参阅JP54097516A、JP2005206900A、CN101363068B)，这种方法在同一个转炉冶炼周期中进行两阶段吹炼，第一阶段吹炼完成脱硅及脱磷，之后进行前期倒渣，然后进行第二阶段吹炼完成脱碳升温。该方法操作简单，热损失相对较小，对设备要求不高，吹炼终点磷含量可控制在0.007％以内。然而该方法的缺点在于：冶炼效果与铁水条件如硅含量以及温度等有较大关系，如果遇铁水条件波动较大，过程控制将出现不稳定，最终钢水磷含量的控制将出现问题。 

为此，业界亟待开发一种更为有效的转炉双渣操作工艺进行低磷钢的冶炼。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足提供一种有效的转炉低磷钢冶炼工艺，以在铁水条件波动较大的情况下亦能实现低磷钢的稳定生产。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种转炉低磷钢冶炼方法，该方法是利用顶底复吹转炉，以废钢和脱硫后的铁水为原料，在同一个冶炼周期中进行两阶段吹炼，第一阶段吹炼完成脱硅及脱磷，之后进行前期倒渣，然后进行第二阶段吹炼完成脱碳，最后出钢，其特征在于： 

(1)上一冶炼周期出钢后，于转炉中留渣30～45kg/t，且加入废钢和铁水的重量比为15～17％∶83～85％； 

(2)第一阶段吹炼的顶吹供氧强度为3.1～3.3Nm³/t·min，底吹供氩强度为0.05～0.08Nm³/(t·min)，第一阶段吹炼的供氧量为15～18Nm³/t_铁水； 

(3)第一阶段吹炼结束时温度控制在1360～1390℃，炉渣成分控制在：碱度1.4～1.6，全铁量18～23wt％，之后进行倾炉倒渣，倒掉40～60wt％的前期炉渣； 

(4)第一阶段吹炼开吹时加入造渣料，该造渣料包括活性石灰与烧结球团矿，其中，活性石灰的加入量为10～13kg/t_铁水，烧结球团矿的加入量W_矿石利用下式计算得到：