專利名稱：半鋼脫磷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種半鋼脫磷的方法。
背景技術(shù)：
由于半鋼中碳的質(zhì)量百分數(shù)為3. 4% 4.0%，硅、錳發(fā)熱成渣元素含量均為痕跡，所以半鋼冶煉具有吹煉過程中酸性成渣物質(zhì)少、渣系組元單一、并且熱量不足等特點， 這使得半鋼煉鋼相對于鐵水化渣更加困難，脫磷效果不顯著。含釩鐵水預(yù)處理后，半鋼中硫的質(zhì)量百分含量能控制在0. 015%以內(nèi)，但含釩鐵水中磷含量卻無任何預(yù)處理措施；半鋼中磷的質(zhì)量百分含量為0. 055% 0. 090%，轉(zhuǎn)爐煉鋼終點磷波動在0. 006 0. 020%之間。 因此，尋求一種能穩(wěn)定控制轉(zhuǎn)爐終點鋼水中磷含量的方法顯得尤為迫切。在現(xiàn)有的技術(shù)中，普通鐵水及半鋼脫磷方法已有相關(guān)專利及文獻報道。在公開號為CN101696462A的中國專利申請中公開了一種半鋼冶煉低磷鋼的生產(chǎn)方法，該方法采用單渣法冶煉并對冶煉過程中的造渣工藝進行優(yōu)化，出鋼過程嚴格控制下渣，出鋼后控制鋼包回磷量在0. 002 %以內(nèi)。該方法能將轉(zhuǎn)爐終點時鋼水中的磷含量控制在0. 006 %以內(nèi)，并且通過后續(xù)控制回磷的措施，能生產(chǎn)出成品磷含量小于0.010%的低磷鋼種。但是當(dāng)入爐半鋼磷含量偏高時，單渣法很難將終點磷含量控制在0. 006%以內(nèi)，且出鋼過程下渣量很難控制，鋼水回磷嚴重。第CN201534861U號中國實用新型專利公開了一種轉(zhuǎn)爐脫磷氧槍噴頭，所述噴孔與噴頭本體之間的夾角α為12° 20°，所述的噴孔形狀為腰型狹縫式，其半圓中心線夾角為β，β為5° 15°，噴孔出口直徑Φ2大于喉口直徑Φ1，噴孔出口馬赫數(shù)M= 1.5 1.8。采用該轉(zhuǎn)爐脫磷氧槍噴頭能產(chǎn)生最佳的化渣脫磷效果，脫磷后鐵水碳含量較高；同時噴頭具有良好的冷卻效果和較高的使用壽命。但是該專利沒有講述冶煉時采用脫磷氧槍的時間長短，且改為正常氧槍冶煉后沒有后序脫磷的方法。期刊文獻“復(fù)吹轉(zhuǎn)爐雙渣法生產(chǎn)低磷鋼工藝實踐”通過采用雙渣法冶煉，將前期爐渣的堿度控制在2. 0 2. 5之間，溫度控制在1340 1400°C之間，IFe控制在Hwt% 20wt%之間能取得較好的脫磷效果，可以穩(wěn)定生產(chǎn)鋼材磷含量在0.010%以下特殊要求的品種鋼。但是，由于爐渣粘度不好控制，導(dǎo)致很難將前期高磷渣倒出。此外，采用雙渣法時， 石灰等輔料加入量大，煉鋼成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是為了克服半鋼冶煉時熱源不足，成渣速度慢，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐脫磷率低的問題。本發(fā)明提供了一種采用6孔氧槍冶煉半鋼的方法，該方法前期通過調(diào)整氧槍管道中氧氣流量，采用低供氧強度并配合底吹促進化渣脫磷，后期通過優(yōu)化脫磷工藝， 采用高供氧強度進行后序脫碳升溫。本發(fā)明提供了一種半鋼脫磷的方法，所述方法包括以下步驟第一次脫磷冶煉，加入第一批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在2. 83 3. 2lNm3/(t鋼· min)，同時底吹
3氮氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1410 1460°C、爐渣的堿度為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為12 17%時，倒渣；第二次脫磷冶煉，加入第二批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在3. 58 4. 07Nm3/(t鋼· min)，從第二次脫磷冶煉開始至拉碳的時間段底吹氮氣，從拉碳至吹煉終點的時間段底吹氬氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1670 1700°C、 爐渣的堿度為3. 3 4. 4、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 25%時，擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0. 008%的鋼水，在出鋼后進行留渣操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于脫磷效果好，脫磷效率高，能夠確保轉(zhuǎn)爐冶煉工藝順行，降低煉鋼生產(chǎn)成本，能夠采用半鋼生產(chǎn)低磷高級別高附加值鋼。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和/或其他目的和特點將會變得更加清楚，附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的底吹供氣模式示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的六孔氧槍的槍位和供氧強度變化示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種以含釩鐵水脫硫提釩后的半鋼為原料的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，該方法使用6孔拉瓦爾氧槍噴頭；第一期脫磷過程中，通過調(diào)整氧槍中氧氣流量，以采用低供氧強度脫磷；第二期脫磷(即，二次脫磷)過程中，通過優(yōu)化半鋼脫磷工藝制度，使用相同的氧槍在高供氧強度下進行脫碳升溫并脫磷；從而能夠有效解決半鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼中化渣脫磷問題， 同時，通過二次造渣工藝，使得二次爐渣中磷含量低，且具有一定的氧化性和高堿度，在出鋼后進行留渣操作，有利于下一爐前期脫磷，同時能減少輔料消耗。在下文中，將結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。根據(jù)本發(fā)明的半鋼脫磷方法包括第一次脫磷冶煉和第二次脫磷冶煉。所述第一次脫磷冶煉的步驟包括加入第一批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在2. 83 3. 21Nm3/(t鋼·π η)，同時底吹氮氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1410 1460°C、爐渣的堿度為 2.0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為12 17%時，提槍倒渣。所述第二次脫磷冶煉的步驟包括加入第二批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在3. 58 4. 07Nm3/ (t鋼· min)，從第二次脫磷冶煉開始至拉碳的時間段底吹氮氣，從拉碳至吹煉終點的時間段底吹氬氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1670 1700°C、爐渣的堿度為3. 3 4. 4、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 25%時，擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于 0. 008%的鋼水。這里，可以在出鋼后進行留渣操作，以將具有一定的氧化性和高堿度的爐渣保留至下一爐冶煉過程，從而能夠促進下一爐爐料的前期(例如，第一次脫磷冶煉步驟中的)化渣、脫磷，同時能減少輔料(例如，第一造渣料)的消耗。優(yōu)選地，可進行全留渣操作，即保留擋渣出鋼后的所有爐渣。全留渣操作能夠在滿足冶煉條件的情況下最大限度的減少下一爐冶煉過程中輔料的消耗。在第一次脫磷冶煉過程中，將頂吹氧槍的供氧強度控制在2. 83 3. 2INm3/(t 鋼·π η)范圍內(nèi)的原因是通過工業(yè)試驗證明，在該范圍內(nèi)能在保證加入的渣料化透的前提下，快速成渣且熔池升溫速度相對較慢，保證前期具有最好的脫磷效果；如果供氧強度低
4于2. 83Nm3/(t鋼· min)，則可能出現(xiàn)渣料化不開，不能快速形成初期爐渣，從而影響前期脫磷效果，還有可能出現(xiàn)由于供氧強度過低，達不到氧槍設(shè)計的最低供氧壓力，使氧槍出現(xiàn)低壓報警現(xiàn)象，影響轉(zhuǎn)爐的正常冶煉；如果前期供氧強度高于3. 2INm3/(t鋼·π η)，則可能出現(xiàn)熔池升溫太快，鋼水中碳含量降低大多，從而導(dǎo)致第二階段的冶煉熱源不足，達不到出鋼溫度的要求，且熔池升溫速度過快會使得低溫脫磷時間過短，脫磷效果差。在第一次脫磷冶煉過程中，之所以將轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度控制為1410 1460°C、爐渣的堿度控制為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計控制為12 17%，是因為將熔池溫度、爐渣堿度及爐渣中的全鐵含量控制在該范圍能保證良好的前期脫磷效果。在第二次脫磷冶煉過程中，之所以將頂吹氧槍的供氧強度控制在3. 58 4. 07Nm3/ (t鋼·π η)范圍內(nèi)，是因為將供氧強度控制在該范圍內(nèi)能夠滿足脫碳升溫的要求，如果供氧強度低于3. 58Nm3/(t鋼· min)，則會使整個冶煉時間延長，從而影響生產(chǎn)節(jié)奏；如果供氧強度過高(大于4. 07Nm3/(t鋼·π η))，則會影響后期冶煉操作，甚至可能出現(xiàn)過程返干、 噴濺等狀況，還有可能會對爐體的維護帶來不利影響。在第二次脫磷冶煉過程中，將轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度控制為1670 1700°C，能夠滿足鋼種的出鋼要求；將爐渣的堿度控制為3. 3 4. 4、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計控制為17 25%，是為了確保脫磷后期具有較好的脫磷效果。冶煉過程底吹氣體前期采用氮氣，后期采用氬氣是為了降低轉(zhuǎn)爐終點鋼水中氮含量，許多高附加值鋼鐵產(chǎn)品對鋼水中氮含量都有嚴格的要求。圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的六孔氧槍的槍位和供氧強度變化示意圖。如圖 2所示，在本發(fā)明的一個實施例中，氧槍的槍位可以采用如下方式來控制在所述第一次脫磷冶煉的步驟(即，從開吹至倒?fàn)t的階段)的化渣階段，將槍位控制為1. 4 1. 5m,以促進化渣，完成化渣后，將槍位控制為1. 5 1. 7m ；在所述第二次脫磷冶煉的步驟(即，從倒?fàn)t至出鋼的階段)的化渣階段，將槍位控制為1. 5 1. 6m,以促進化渣，完成化渣后，將槍位控制為1. 7 2. 0m，在從拉碳至吹煉終點的時間段中，將槍位控制在1. 3 1. 5m,以加強熔池攪拌并均勻熔池中的鋼液溫度。這里，氧槍采用恒壓變槍位操作。在本發(fā)明中，氧槍的槍位是指氧槍噴頭的噴頭末端至熔池液面的距離。在本發(fā)明的一個實施例中，在所述第一次脫磷冶煉的步驟中，可以將所述第一批造渣料在吹氧開始:3min內(nèi)逐步加完，然后可以加入4 llkg/t鋼的調(diào)渣劑，以改善爐渣的流動性并能夠起到防止熔池升溫過快的效果。這里，所述調(diào)渣劑為現(xiàn)有技術(shù)中常用于改善爐渣流動性的調(diào)渣劑。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一批造渣料可以包括按重量百分比計12 22kg/t鋼的活性石灰、11 20kg/t鋼的高鎂石灰和10 22kg/t鋼的復(fù)合造渣劑；所述第二批造渣料可以包括按重量百分比計8 16kg/t鋼的活性石灰、9 13kg/t鋼的高鎂石灰和4 ^g/t鋼的復(fù)合造渣劑。圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的底吹供氣模式示意圖。如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施例中，在所述第一次脫磷冶煉的步驟(即，從開吹至倒?fàn)t的階段)中，氮氣的供氣強度可以為0. 0592 0. 889m3/(t鋼·π η)；在所述第二次脫磷冶煉的步驟(即，從倒?fàn)t至出鋼的階段)中，氮氣的供氣強度可以為0. 037 0. 059m3/(t鋼· min)，氬氣的供氣強度可以為 0. 0889 0. lllm3/(t 鋼· min)。
在本發(fā)明的一個實施例中，所述半鋼脫磷的方法還包括在出鋼后采用濺渣護爐工藝對轉(zhuǎn)爐進行維護，濺渣時氮氣的供氣強度為3. 6 4. Im3/(t鋼· min)；濺渣時氧槍的槍位為0. 5 1. 0m，濺S時間為2 4min。在本發(fā)明的一個實施例中，所述氧槍為拉瓦爾氧槍，其具有組合式噴頭，所述組合式噴頭包括與總氧道連通的喉口和與喉口連通的均勻布置在總氧道的中心線周圍的6個噴孔，所述組合式噴頭的馬赫數(shù)為1. 80 2. 1。所述喉口的直徑為四 34mm，所述噴孔的中心線與總氧道的中心線的夾角為15 20度。優(yōu)選地，所述喉口直徑為31 33mm，所述噴孔的中心線與總氧道的中心線的夾角為16 18度。在本發(fā)明中，所述半鋼為使用釩鈦磁鐵礦冶煉經(jīng)提釩和脫硫工藝處理后的鋼水。實施例1某鋼廠六孔氧槍噴頭參數(shù)如表1所示表1六孔氧槍噴頭參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種半鋼脫磷的方法，所述方法包括以下步驟第一次脫磷冶煉，加入第一批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在2. 83 3. 2INm3/ (t鋼· min)，同時底吹氮氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1410 1460°C、爐渣的堿度為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為12 17%時，提槍倒渣；第二次脫磷冶煉，加入第二批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在3. 58 4. 07Nm3/ (t鋼· min)，從第二次脫磷冶煉開始至拉碳的時間段底吹氮氣，從拉碳至吹煉終點的時間段底吹氬氣，當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1670 1700°C、爐渣的堿度為3. 3 4. 4、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 25%時，擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0.008%的鋼水，在出鋼后進行留渣操作。
2.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，氧槍的槍位控制如下在所述第一次脫磷冶煉的步驟的化渣階段，將槍位控制為1. 4 1. 5m，以促進化渣，完成化渣后，將槍位控制為1. 5 1. 7m ；在所述第二次脫磷冶煉的步驟的化渣階段，將槍位控制為1. 5 1.6m,以促進化渣，完成化渣后，將槍位控制為1. 7 2. 0m，在從拉碳至吹煉終點的時間段中，將槍位控制在1. 3 1. 5m。
3.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，在所述第一次脫磷冶煉的步驟中， 將所述第一批造渣料在吹氧開始:3min內(nèi)逐步加完，然后加入4 llkg/t鋼的用于改善爐渣流動性的調(diào)渣劑。
4.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述第一批造渣料包括按重量百分比計12 22kg/t鋼的活性石灰、11 20kg/t鋼的高鎂石灰和10 22kg/t鋼的復(fù)合造渣劑；所述第二批造渣料包括按重量百分比計8 16kg/t鋼的活性石灰、9 13kg/t鋼的高鎂石灰和4 9kg/t鋼的復(fù)合造渣劑。
5.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，在所述第一次脫磷冶煉的步驟中， 氮氣的供氣強度為0.0592 0.889m3/(t鋼· min)；在所述第二次脫磷冶煉的步驟中，氮氣的供氣強度為0. 037 0. 059m3/(t鋼· min)，氬氣的供氣強度為0. 0889 0. lllm3/(t 鋼· min)。
6.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述半鋼脫磷的方法還包括在出鋼后采用濺渣護爐工藝對轉(zhuǎn)爐進行維護，濺渣時氮氣的供氣強度為3. 6 4. Im3/(t 鋼· min)；濺渣時氧槍的槍位為0. 5 1. 0m，濺渣時間為2 ％iin。
7.如權(quán)利要求1所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述氧槍為拉瓦爾氧槍，其具有組合式噴頭，所述組合式噴頭包括與總氧道連通的喉口和與喉口連通的均勻布置在總氧道的中心線周圍的6個噴孔，所述組合式噴頭的馬赫數(shù)為1. 80 2. 1。
8.如權(quán)利要求7所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述喉口的直徑為四 34mm，所述噴孔的中心線與總氧道的中心線的夾角為15 20度。
9.如權(quán)利要求8所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述喉口直徑為31 33mm，所述噴孔的中心線與總氧道的中心線的夾角為16 18度。
10.如權(quán)利要求1至9中任意一項所述的半鋼脫磷方法，其特征在于，所述半鋼為采用釩鈦磁鐵礦冶煉經(jīng)提釩和脫硫工藝處理后的鋼水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半鋼脫磷的方法。所述方法包括采用6孔氧槍并通過調(diào)整氧槍供氧強度的方式進行分段冶煉，即第一次脫磷冶煉，加入第一批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在2.83～3.21Nm3/(t鋼·min)，同時底吹氮氣，冶煉，倒渣；第二次脫磷冶煉，加入第二批造渣料并將頂吹氧槍的供氧強度控制在3.58～4.07Nm3/(t鋼·min)，從第二次脫磷冶煉開始至拉碳的時間段底吹氮氣，從拉碳至吹煉終點的時間段底吹氬氣，冶煉，擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0.008％的鋼水，在出鋼后進行留渣操作。本發(fā)明的方法脫磷效果好，脫磷效率高，能夠確保轉(zhuǎn)爐冶煉工藝順行，能減低煉鋼生產(chǎn)成本低，并且能夠采用半鋼生產(chǎn)低磷高級別高附加值鋼。
文檔編號C21C7/064GK102220453SQ20111016901
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者劉榮蒂, 曾建華, 曾耀先, 李平凡, 李清春, 楊森祥, 梁新騰, 陳均, 陳天明, 陳永 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團有限公司, 攀鋼集團研究院有限公司