[发明专利]单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼钢工艺，具体地讲，涉及一种生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺。

背景技术

转炉生产高碳低磷钢水一般包括低拉补碳工艺和高碳出钢工艺。在低拉补碳工艺中，在低碳出钢后向钢水中加入增碳剂，从而增加钢水中的碳含量。低拉补碳工艺能够保证钢水较低的磷含量、合适的终点温度以及相对稳定的碳含量，其工艺稳定，因而被大多数钢厂所采用。但是在出钢后加入增碳剂时，该工艺需要利用氩气进行搅拌来均匀钢水成分，这会造成钢水裸露吸氧，同时加入的增碳剂会增加钢水中的氢含量，因此造成铸坯气泡、白点等缺陷。此外，由于低拉补碳工序多，所以生产成本高。

近来，国内外的钢铁企业一直致力于开发高碳出钢来生产中高碳钢水的工艺。高碳出钢不仅可以避免加入增碳剂所带来的危害，还可以降低合金消耗、氧气消耗和过程吹损，并可以大幅降低生产成本。但由于高碳出钢的吹炼终点的碳含量高，所以转炉高碳出钢的脱磷效率低、去磷能力差，这使得高碳出钢工艺一直难以实施。即使实施高碳出钢工艺，也要采用脱磷预处理工艺，例如：先对铁水进行脱磷，再由转炉实施高碳出钢；由两座转炉采用双联法完成，即先由一座转炉进行脱磷，再由另一座转炉降碳升温。采用脱磷预处理的高碳出钢工艺使设备投资和生产成本大大增加。

专利号为“200610166514.X”的专利公开了“双渣法生产高碳低磷钢水的转炉工艺”，该工艺采用吹炼前期一次脱磷倒渣、吹炼中期二次脱磷倒渣以及吹炼后期再次脱磷并调整熔池终点温度和终点碳的技术方案来生产高碳低磷钢水。该工艺采用双渣法，因此工序复杂且影响生产节奏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，以克服现有技术的不足。

根据本发明的单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，包括吹炼前期、吹炼中期和吹炼后期且原料包括中磷铁水，在吹炼后期采用在高枪位处连续变动的动态氧枪枪位来将炉渣中FeO含量控制在15％～20％的范围内。中磷铁水包含按重量百分比计的4.0％～4.5％的C、0.4％～0.5％的Si、0.2％～0.4％的Mn、0.15％～0.20％的P，余量为Fe和不可避免的杂质，中磷铁水的温度为1240℃-1260℃。

根据本发明的单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，还结合在炉渣进入返干期至压枪的期间内采用在高枪位处连续变动的动态氧枪枪位来将炉渣中FeO含量控制在15％～20％的范围内。在高枪位处连续变动的动态氧枪枪位是指氧枪在1700mm～1900mm的范围内连续变动。

根据本发明的单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，还结合在吹炼中期采用连续加入冷却剂和在吹炼后期采用弱底吹，以在吹炼中期和吹炼后期将炉渣中FeO含量控制在15％～20％的范围内同时使得转炉不出现喷溅现象。中磷铁水包含按重量百分比计的4.0％～4.5％的C、0.25％～0.85％的Si、0.2％～0.4％的Mn、0.15％～0.20％的P，余量为Fe和不可避免的杂质，中磷铁水的温度为1200℃-1300℃。

根据本发明的单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，冷却剂可以为铁含量按重量百分比计大于或等于55％的烧结矿。吹炼后期的底吹强度可以为0.030Nm³/t·min～0.035Nm³/t·min。底吹气体可以为Ar或N₂。

根据本发明的单渣法生产高碳低磷钢水的顶底复吹转炉工艺，在吹炼前期将炉渣中FeO含量控制在20％～30％的范围内。

根据本发明的方法，通过在吹炼后期采用在高枪位处连续变动的动态氧枪枪位并结合在吹炼中期采用连续加入冷却剂和在吹炼后期采用弱底吹，将吹炼中后期炉渣中FeO含量控制在15％～20％的范围内，使吹炼中后期碳氧反应平稳地发生，从而实现了单渣法生产高碳低磷钢水。

具体实施方式

在利用转炉生产低碳钢水的过程中，由于吹炼终点的碳含量低，所以炉渣中FeO含量足以将钢水中的磷有效脱出。但在利用转炉生产高碳低磷钢的过程中，由于吹炼终点碳含量高，所以在吹炼后期炉渣中的FeO含量低，不足以将钢水中的磷有效脱出。此外，为了实现高碳出钢，后期供氧时间缩短，因此，后期脱磷时间缩短，这也不利于后期脱磷。

上述原因已成为制约单渣法生产高碳低磷钢水的主要制约因素。因此，目前的高碳低磷出钢工艺主要采用如背景技术部分中所描述的脱磷预处理工艺以及在吹炼前期和吹炼中期造渣脱磷的双渣法工艺。