[发明专利]一种低磷钢水冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金行业转炉炼钢技术领域，特别是提供了一种低磷钢水冶炼方法，针对低碳钢的低磷钢水冶炼方法。

背景技术

近十年来，用户对高级钢特别是低磷钢的需求大大增加，如高级别管线钢、油井管钢等，这些高牌号产品对钢中磷含量提出了很高的要求，因为磷在钢中是一种易偏析元素，尤其是当钢中磷含量大于0.015％时，磷的偏析急剧增加，从而影响钢的焊接性能、显著降低钢的低温冲击韧性、提高钢的脆性转变温度。有研究表明，当钢中磷含量由60ppm增加到150ppm时，钢材低温冲击韧性会降低40％。

常规转炉炼钢法难以实现钢水低磷的要求，因此国内外相继开发了各种不同的脱磷工艺，如铁水预脱磷、转炉双渣法、转炉双联法等工艺技术。目前脱磷方法可分为两类，一类是在铁水包或鱼雷罐车内进行脱磷，该技术由于在铁水预处理过程中大量的硅被脱除，所以限制了转炉中废钢的加入量，这种方法在日本钢铁企业中被大规模的采用。另一类脱磷方法是在转炉中进行脱磷，包括转炉双渣法脱磷技术和转炉双联冶炼工艺。其中前者(如专利文献CN94192953.1和JP7179921)是利用转炉初期有利于脱磷的特点，将脱磷渣倒掉后再进行脱碳冶炼，它的优点是只需单个转炉即可实现低磷低碳钢水的冶炼，采用该技术可生产高品质的低磷钢，但其缺点是转炉冶炼时间长而难于实现与连铸工序的最佳匹配；而由日本开发、宝钢正在研发的转炉双联冶炼工艺(如专利文献JP1024517、JP11193413和JP11193414)是采用两座转炉双联作业，一座进行铁水脱磷操作，称为脱磷炉，另一座转炉接受来自脱磷炉的低磷铁水进行脱碳操作，称为脱碳炉。这种双联低磷生产工艺的优点在于脱磷反应速度快、效率高，有利于生产超低磷钢，但双联脱磷工艺对生产周期以及转炉间的布置要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低磷钢水冶炼方法，针对低碳钢的转炉双渣低磷钢水冶炼方法，以满足高品质管线钢、高强结构钢、低温容器用钢等低碳钢低磷的成分要求。

本发明冶炼过程采用的吹炼、造渣、拉碳和终点的控制工艺为：转炉入炉铁水硅含量在0.40—0.60％，入炉金属料中铁水和废钢重量所占比例分别在82—86％和14—18％，造头批渣时白灰和轻烧白云石加入量分别为入炉金属料重量的3.0—4.5％和1.6—2.0％，炉渣碱度控制在1.8—2.2，钢水温度控制在1320-1370℃，在头批渣造渣时间4—5分钟后倒去50％的炉渣，之后再次加入入炉金属料重量3.0—4.5％的石灰。二批渣碱度控制在4.0—5.0，吹炼末期底吹氩气流量保持在500—600m³/h，拉碳时控制钢水温度在1650—1670℃、钢水碳含量在0.035—0.045％，补吹后转炉终点钢水碳含量可控制在0.02—0.04％、磷含量可控制到≤50ppm。

本方法的优势和效果：

1.深脱磷是在保证低的终点碳含量条件下采用双渣法实现的，本发明设计的吹炼、造渣、拉碳和终点控制工艺参数，使转炉终点碳含量在0.02—0.04％之间，终点磷含量≤50ppm。

2.本方法所采用的入炉原料配比、加入量、加入时机的设计使转炉冶炼过程更加易于控制，终点碳和磷含量容易达到所要求的范围。

具体实施方式

实施例1：

某厂100吨顶底复吹转炉采用该技术冶炼X70管线钢，转炉过程控制参数如下表1。转炉终点碳含量和磷含量分别为：0.030％和40ppm。

转炉的主要设备参数：炉壳外径5750mm，全高8390mm，高径比：1.46，炉容比：0.83，熔池深度：1100mm左右。

表1X70管线钢转炉过程控制参数及终点磷含量

实施例2：某厂100吨顶底复吹转炉采用该技术冶炼X80管线钢，转炉过程控制参数如下表2。转炉终点碳含量和磷含量分别为：0.025％和40ppm。

转炉的主要设备参数：炉壳外径5750mm，全高8390mm，高径比：1.46，炉容比：0.83，熔池深度：1100mm左右。

表2X80管线钢转炉过程控制参数及终点磷含量