[发明专利]一种半钢冶炼低磷钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，具体涉及一种半钢冶炼低磷钢的生产方法。

背景技术

在我国，部分钢铁厂采用钒钛磁铁矿冶炼，为了保证钒资源的有效利用，在炼钢之前进行了提钒和脱硫工艺，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量为3.4％～4.0％，硫质量百分含量控制在0.015％以内，硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，半钢磷质量百分含量为0.060％～0.080％，转炉炼钢终点磷波动在0.008～0.020％之间，钢包渣回磷与合金增磷总量波动在0.005％～0.008％之间，即成品钢磷含量为0.015％～0.035％。

目前，以钒钛磁铁矿所得半钢转炉炼钢工艺如下：钒钛磁铁矿经提钒和脱硫得半钢→转炉冶炼→终点控制→挡渣出钢→钢水合金化→炉后吹氩→LF→(RH)→连铸得成品。其中，在转炉冶炼时，一般为单次加入造渣材料，造渣材料为活性石灰15-20kg/t_钢、高镁石灰15-20kg/t_钢以及复合造渣剂10-15kg/t_钢(复合造渣剂主要是由含硅材料、含锰材料以及一部分铁氧化物组成，其中含SiO₂ 45～65％，MnO 4～6％，铁氧化物25～35％，还有其它不可避免的杂质元素)，渣料消耗总量为40～55kg/t_钢。供氧压力为0.6～0.8Mpa，供氧强度为3.0～3.2m³/t_钢.min。冶炼终点为钢渣碱度(钢渣中CaO与SiO₂质量百分含量比值)为3～4，终点钢水[C]质量百分含量为0.05％～0.20％，终点钢水[P]质量百分含量0.008～0.020％；终点钢水温度1650～1700℃。

同时，钒钛磁铁矿所得半钢温度1300℃左右，而出钢钢水温度需要1650～1700℃，该升温过程主要是靠半钢碳、硅、锰发热元素氧化来实现，但是在提钒过程中硅、锰被氧化，造成半钢炼钢存在有热源不足，而普通铁水没有提钒工序则不存在热源不足的现象。同时炼钢过程主要是降碳、除P、S等有害元素的过程，能否有效脱磷，就是看在炼钢过程中是否造好渣，造渣(通常是外加钙质材料和二氧化硅或氧化锰以及氧化铁等)过程初期阶段主要形成硅酸钙、锰酸钙以及铁酸钙等让半钢磷有效进行传质进入炉渣中，由于提钒后的半钢硅、锰成渣元素含量均为痕量，导致成渣速度慢。热源严重不足和成渣速度慢两种因素成了半钢冶炼低磷钢的关键限制性环节。

现有方法中，普通铁水生产低磷钢和超低磷钢通常采用双联法或双渣法转炉冶炼来实现，而以钒钛磁铁矿冶炼尚未见转炉炼钢成品的磷含量在0.010％以内的相关报道。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种半钢冶炼低磷钢的生产方法，控制转炉炼钢终点在0.006％以内。

实现本发明目的主要是通过调整单渣法转炉冶炼的造渣参数实现的：在转炉造渣过程中加入的造渣材料是由活性石灰、高镁石灰、复合造渣剂组成，加入量以每吨出钢钢水计，造渣材料由40-50kg活性石灰、20-30kg高镁石灰、15-25kg复合造渣剂组成，渣料用量总计75-105kg/t_钢。

其中，活性石灰主要含CaO，含量为84～88％。高镁石灰主要含CaO和MgO，其中CaO 35～45％和MgO 35～55％。复合造渣剂主要是由含硅材料、含锰材料以及一部分铁氧化物组成，其中含SiO₂ 45～65％，MnO 4～6％，铁氧化物25～35％，还有其它不可避免的杂质元素，复合造渣剂可解决成渣速度慢的缺陷，因半钢中Si和Mn微量，可用复合造渣剂补充Si和Mn。活性石灰与复合造渣剂在炼钢过程中形成低熔点的炉渣后，便于半钢中的进行传质形成磷酸钙达到好的脱磷效果。高镁石灰利用其中的CaO造渣，利用MgO进行稠渣，提高熔点，减少炉衬的侵蚀和下渣量。

由于造渣材料用量增加，为了便于造渣，将造渣材料分两次加入，以每吨出钢钢水计，第一次加入活性石灰25-35kg、高镁石灰6-10kg、复合造渣剂至少12kg；第二次加入余下的造渣材料。由于半钢中成渣元素Si、Mn含量低，为了快速化渣脱磷，复合造渣剂主要用于第一次加入。