[发明专利]一种转炉冶炼低磷钢水的方法

说明书

本发明公开了一种转炉冶炼低磷钢水的方法，主要解决现有技术中用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺生产低磷钢水时存在生产成本高的技术问题。本发明提供的一种转炉冶炼低磷钢水的方法，包括以下步骤：向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼；转炉吹炼脱硅、脱磷；转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣；转炉吹炼脱碳；转炉冶炼终点的控制，转炉吹炼结束后出钢；转炉留渣；转炉溅渣护炉。本发明方法转炉脱硅、脱磷期脱磷率≥70％，转炉出钢钢水化学成分中w[P]≤0.0080％；降低了转炉冶炼低磷钢水的成本。

技术领域

本发明涉及一种转炉冶炼钢水的方法，特别涉及一种转炉冶炼低磷钢水的方法，具体而言，涉及通过对转炉渣物相的控制冶炼低磷钢水的方法，属于钢的冶炼及连续铸造技术领域。

背景技术

磷元素一般被认为是钢中的有害元素，容易在晶界偏聚，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温韧性。并且随着用户对钢材质量的要求越来越高，对钢中磷含量的要求也越来越苛刻，降低钢中磷含量成了高附加值的低磷及超低磷钢材(如9Ni钢等)产品生产中的重要环节。

目前国内外转炉炼钢过程中较低辅料消耗的脱磷方法主要有两种：一是转炉双联脱磷方法，该方法也是日本钢铁企业于20世纪80年代末开发的，如日本专利JP63195210A，该方法采用两座转炉进行冶炼，第一座转炉用于脱磷，第二座转炉对脱磷后的铁水进行脱碳处理，由于该方法仍需要将铁水从一座转炉倒入另一座转炉，造成了较大的热量损失，并且需要额外增加一座脱磷转炉，增加了投资的同时给生产组织带来了一定难度，在中国由于受到转炉数量的限制以及一些钢厂低磷钢比例不高，该方法仅在中国少数钢铁企业得到应用。另一种方法为用同一座转炉来实现脱磷和脱碳，如日本新日铁公司的MURC(Multi-refining Converter)工艺的“留渣+双渣”冶炼工艺，该工艺流程为：加入废钢、兑入铁水→转炉脱硅、脱磷→排前期脱磷渣→吹炼脱碳升温→转炉出钢→留渣。其中，在脱硅、脱磷期取得高脱磷率是关键，普遍采用的方法包括：(1)延长脱磷阶段时间，如中国专利CN102618689A中脱磷期的时间为7～10min；(2)调整氧枪操作来提高脱磷率，如中国专利CN102776314A、CN103243192A等。

部分钢铁企业针对铁水中磷含量为0.10％～0.14％，采用铁水预处理进行复合喷粉脱硫的工艺方案，对铁水不进行脱硅和脱磷；同时转炉的装备配备又不能满足转炉双联法脱磷的需求，不能满足转炉冶炼低磷钢水的要求。

现有技术中，单座转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，转炉脱硅、脱磷期的脱磷率一般低于60％，当生产磷含量低于0.010％的钢种时，转炉辅料消耗较高，且存在转炉冶炼终点钢水中磷含量较高的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转炉冶炼低磷钢水的方法，主要解决现有技术中用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺生产低磷钢水时存在生产成本高的技术问题。

本发明所述的低磷钢水为转炉出钢钢水化学成分中w[P]≤0.0080％。

本发明的技术思路是通过转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，控制脱硅、脱磷期快速成渣，并控制炉渣中的液相和固相比例。一方面，利用炉渣中的液相，提高炉渣的流动性，加快渣-金界面的脱磷反应速率；另一方面，利用炉渣中的固相，主要是2CaO·SiO₂相，与脱磷产物3CaO·P₂O₅反应形成固溶体，降低了液相炉渣中磷的含量，加快了脱磷反应进行，使得脱硅、脱磷期脱磷率达到70％以上，实现了脱硅、脱磷期的高效脱磷，极大地减轻了脱碳期的脱磷压力，降低了转炉辅料消耗和钢水磷含量。

本发明采用的技术方案是，一种转炉冶炼低磷钢水的方法，包括以下步骤：

1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75％～95％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.14％；