[发明专利]一种转炉炼钢保磷冶炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属冶炼方法，尤其是一种转炉炼钢保磷冶炼方法，属于冶金技术领域。

背景技术

高磷钢一般指钢水成品磷含磷量0.06％以上的钢种，如耐候钢就是其中的一种。据申请人了解，目前国内外转炉冶炼的钢水成品含磷量大多在0.035％以下，含磷量在0.06％上的钢种较少，因此也很少见到关于冶炼含磷量在0.06％以上钢种，如何减少铁水在冶炼过程中磷的流失而保磷的冶炼方法。

磷元素在大多数钢种中是有害元素，因此希望钢水成品磷含量越低越好，而在耐候钢一类钢种中却恰恰相反，希望在冶炼中减少铁水的磷流失。采用普通的冶炼方法，在冶炼的过程中磷很难保留到较高的含量。

检索发现，专利号为ZL200410047045.0的中国专利公开了一种含磷钢的冶炼方法，转炉采用快速升温去碳保磷、造高磷渣冶炼操作，在转炉开吹初期，氧枪枪位在0.0～1.0米之间，二元碱度为1.0～2.5，供氧强度在2.8～5.0m3/t.min，同时向转炉内加入0.5～45.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿，在吹炼后期向转炉钢液中加入1.0～30.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿；待电炉中的废钢熔化并与铁液融为钢液后，向电炉内加入造渣料，二元碱度1.0～2.5，并以1.5～4.5m3/t.min向钢液中供氧，在钢液脱碳过程中向钢液中加入0.5～40.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿，在冶炼后期向钢液中加入0.5～30.0kg/吨钢的磷铁矿或磷矿。该方法在具体实施时尚存如下问题：

1)转炉的冶炼枪位控制在1.0米以下仅适于小型转炉，对于大中型转炉容易造成严重的生产事故。因为150吨以上的转炉熔池深度在140cm以上，1.0米以下的枪位有可能导致氧气射流直接接触炉底。

2)该方法需要冶炼前、后期向转炉熔池添加磷矿或磷铁矿，不仅加入时机需要严格掌控，否则达不到效果，而且向熔池内加入大量的含磷矿石增加了炉渣渣量，容易出现喷溅现象，给转炉冶炼带来困难，同时渣量增加导致钢铁料消耗增加，使得成本上升。

3)该方法的终渣二元碱度要求控制在3.0～4.0，会使钢水中的磷流失，因为二元碱度控制在大于3.0时常规冶炼低磷钢的要求，显然不利于保磷。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种可以在不添加含磷矿石的情况下使铁水中的磷保留率达到30％以上、并且适合大中型转炉的炼钢保磷冶炼方法。

为了达到以上目的，本发明的转炉炼钢保磷冶炼方法将冶炼时间分成前、中、后三期，通过调控石灰的加入量，将炉渣二元碱度R始终控制在2.0～2.8之间(最好稳定在2.0～2.5之间)；通过调控吹氧枪的流量以及枪位，将前、中、后三期的吹氧量与总吹氧量的质量百分比(以下未特别说明处的百分比均为质量百分比)分别控制在18-22％、55-65％、18-22％，且前期和中期的氧气射流冲击深度控制在钢水深度的60-70％，后期的氧气射流冲击深度控制在钢水深度的70～80％；终点钢水中残留碳含量控制在0.05～0.1％。

以上后期以钢水中碳含量在0.7～1％界定，其余时间均分为前期和中期。

研究表明，二元碱度是控制磷含量的重要因素。二元碱度较高有利于脱磷，从而使炉渣中的磷酸钙相应增加，不利于保持钢水中的磷；但二元碱度过低会使炉渣向酸性渣靠近，不利于保护炉衬；上述经过反复试验摸索出的二元碱度，可以在不损伤炉衬保持其寿命的前提下，尽可能避免钢水中的磷流失。其次，炉渣的氧化性也是影响磷含量的关键因素，冶炼前、中期，炉渣中需要保证有一定量的氧化铁生成，从而有利于石灰的渣化，以上流量的枪位控制既能将脱磷效率抑制在20～40％左右，又能够避免冶炼前期的金属喷溅；冶炼由中期进入后期时，熔池内的脱碳达到拐点，此时熔池碳含量在0.7～1.0％，之后脱碳速率明显下降，此时宜增加氧气射流量及冲击深度，进一步将脱磷效率抑制在10～30％左右。另外，终点钢水中残留碳含量为0.05～0.1％，可以控制炉渣中的全铁含量，尤其冶炼后期保持70～80％的冲击深度，可以使冶炼后期炉渣以及终渣的全铁含量均控制在15％以下，从而有利于保磷。因此，采取本发明的上述举措后，由于合理平衡控制了冶炼前、后期脱磷的高峰，因此可以在不加含磷矿石的情况下，使铁水中磷的保留率达到30％～70％，从而实现所需的保磷冶炼。

同时，采用本发明后，由于控制了炉渣的渣量，因此提高了出钢量，降低了钢铁料的消耗。另外，该控制还提高了终点钢水的残余锰含量，降低了冶炼成本。

除采取上述必要举措外，以下措施可进一步有利于提高保磷率：