[发明专利]一种超低磷钢冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体地讲，涉及一种超低磷钢的顶底复吹转炉冶炼方法。

背景技术

磷对多数钢种来讲是有害元素，需要在冶炼工艺过程中尽可能地去除。磷在钢的凝固过程中易产生偏析，当钢中磷含量大于0.015wt％时，磷的偏析急剧增加，显著降低钢的低温冲击韧性和回火韧性，提高钢的脆性转变温度，造成冷脆，还使钢的焊接性能恶化。管线钢、油井管钢、海洋平台用钢、低温容器用钢等均需要低磷含量，对于9Ni钢等要求小于0.003wt％的超低磷。目前，采用常规工艺冶炼无法满足超低磷钢脱磷要求。

工业上铁水脱磷采用氧化脱磷的方法，脱磷剂普遍采用的是石灰基渣系脱磷剂。石灰基渣系原料来源广，与磷的氧化物有很强的结合能力，在实际钢铁工业中应用广泛，因其熔点高，所以需要与助熔剂配合使用。常用的助熔剂主要有萤石，萤石可以降低炉渣的黏度、熔化温度，提高脱磷期炉渣的成渣速度，改善脱磷反应的动力学条件，但是萤石对转炉炉衬侵蚀严重，还会对环境造成污染，所以应尽量避免使用萤石。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用新型脱磷剂来冶炼超低磷钢的方法。

根据本发明的一方面，提供了一种超低磷钢冶炼方法，该超低磷钢冶炼方法采用顶底复吹转炉并以铁水和废钢为原料。该超低磷钢冶炼方法包括脱磷期和脱碳期，其中，在脱磷期，以脱磷剂和上炉钢留下的脱碳渣作为造渣材料来进行脱磷冶炼，在脱磷期结束时倒掉40wt％～60wt％的脱磷渣，脱磷剂包括石灰、轻烧白云石和云母矿；在脱碳期，重新造渣来进行少渣吹炼，并且将产生的脱碳渣留下作为下炉钢的造渣材料。

根据本发明的实施例，加入的脱磷剂可以包括每吨钢10～35kg的石灰、每吨钢2～10kg的轻烧白云石和每吨钢2～8kg的云母矿。

根据本发明的实施例，铁水按重量百分比计可以包含4.0～4.5％的C、0.25～0.60％的Si、0.20～0.40％的Mn、0.10～0.12％的P，铁水的温度为1250℃～1320℃，铁水与废钢的重量比为6∶1～12∶1。

根据本发明的实施例，在脱磷期控制的工艺条件可以为：氧枪枪位为1.5～2.0m，吹氧强度为2.4～3.0Nm³/t·min，吹氧时间为250～500s，底吹强度为0.01～0.04Nm³/t·min，底吹气体为氮气或氩气，倒炉温度为1350～1450℃，倒炉铁水按重量百分比计包含2.8～3.5％的C、0.01～0.08％的Si、0.03～0.05％的P，倒炉脱磷渣的碱度为1.8～2.5，MgO在倒炉脱磷渣中的重量百分含量为3.5～8％，TFe在倒炉脱磷渣中的重量百分含量为10～20％。

根据本发明的实施例，在脱碳期加料重新造渣以进行少渣吹炼，并可以控制以下工艺条件：氧枪枪位为1.2～1.8m，吹氧强度为2.8～3.5Nm³/t·min，吹氧时间为400～650s，底吹强度为0.01～0.10Nm³/t·min，底吹气体为氮气或氩气，冶炼终点时钢水温度为1550～1620℃，冶炼终点时钢水按重量百分比计包含0.09～0.4％的C、0.003～0.006％的P和0.04～0.08％的Mn，冶炼终点时脱碳渣的碱度为3.1～3.8，MgO在脱碳渣中的含量为4～10％，TFe在脱碳渣中的重量百分含量为12～22％。

根据本发明的超低磷钢冶炼方法可以在同一顶底复吹转炉中分开地完成脱磷操作和脱碳操作，并可以大大地减少造渣材料的消耗。

具体实施方式

现在，将参照具体实施例来详细地描述根据本发明的超低磷钢冶炼方法。

根据本发明的超低磷钢冶炼方法在同一座顶底复吹转炉内分开进行脱磷操作和脱碳操作，即，该超低磷钢冶炼方法包括主要进行脱磷操作的脱磷期和主要进行脱碳操作的脱碳期。

具体地讲，在脱磷期，将包含石灰、轻烧白云石和云母矿的脱磷剂加入转炉内并与上炉钢留下的脱碳渣一起作为造渣材料进行冶炼，并在脱磷期结束时进行倒渣处理以倒掉40～60wt％的脱磷渣。根据本发明的示例性实施例，加入的脱磷剂可包括每吨钢10～35kg的石灰、每吨钢2～10kg的轻烧白云石和每吨钢2～8kg的云母矿。