專利名稱:精煉熔融金屬的方法
本發(fā)明闡述從常見的磷含量的熔融生產(chǎn)低磷鋼的方法。采用這種方法，在冶金爐中，尤其是在轉爐里的熔融金屬，可以一步同時完成脫碳和脫磷。煉制中，主要完全由工業(yè)級純氧組成的煉制氣頂?shù)饺廴谝?，并吹入某種惰性攪拌氣體。
眾所周知，磷對鋼的性能起著不良影響。除某些鋼種，故意加進磷作合金元素意外，大多數(shù)鋼種要求其中磷含量大小，按重量計，低至0.010到0.030％。由上述大家知道的吹煉方法，可以達到該磷含量。
西德專利3,318,332發(fā)現(xiàn)了一種進一步降低磷含量的方法，這種方法是在轉爐里裝入脫硅的熔融金屬，由爐頂吹入煉制用的氧，并連同往熔融金屬加入成渣劑，同時從熔融下面吹入由惰性氣體、氮，氧、一氧化碳，二氧化碳或其混合物組成的氣體。用這種精煉方法，其指標是，最后磷含量，按重量計，等于和低于0.010％。
這種方法的缺點是，熔融金屬溫度下降很多，并產(chǎn)生額外量的爐渣，這些爐渣必須轉去另外再處理，同時，還增加了鐵的損耗和耐火材料的消耗。
按照西德專利2,842,563告知的方法，在常規(guī)的煉制過程結束或即將結束之前，也就是說，當鋼水中碳含量，按重量計，已低于0.4％，此時，精爐渣也已大量除去，便將CaCO3和Na2CO3，按1∶1的比例，放進精煉爐中沸騰鋼水中，同時加入螢石和/或氧化鐵，每種用量多到碳酸混合物重量的30％，通過往鋼水里通入載氣，其通入深度能使所有的爐渣徹底混合，然后放出鋼水，同時擋住熔煉液的爐渣，在鋼水包中按原先知道的方法完工。用這種方法，據(jù)說，鋼中的磷含量可降到低于0.001％。
在西德專利3,245,098告知的另一種方法中，轉爐里的鋼水不脫磷，或只是在脫碳以后微脫一下磷，便流到一個能夠加熱的鋼水包中，流出溫度主要在碳燃燒后確定，然后，在鋼水包里，按原先知道的方法，吹入脫磷劑。
這兩種大家知道的方法的缺點，仍然是產(chǎn)生多量的爐渣，這些爐渣必須用昂貴的方法重新處理或運往垃圾場。此外，由于加入成渣劑，又使溫度下降，妨礙了加入廢金屬。
本發(fā)明目的是，以兼有吹煉—精煉的一步冶煉法，使熔融金屬里常見的磷含量(按重量計算，一般達到0.2％)，降到低于0.005％(按重量計)，而不必有額外的費用。
從本文開始所述的一般類型的方法出發(fā)，按照本發(fā)明，當爐內裝的熔融金屬含量，按重量計，低于0.2％，而且煉制進行到鋼中的最終磷含量，按重量計，降到0.005％或更少，本發(fā)明的目標便可達到。
在大家知道的復合吹煉法中，氧氣由爐頂吹入，攪拌氣體由下面吹入，所用熔融金屬的錳含量，按重量計，一般約為0.4％-0.8％，例見西德雜志“Stahl und Eisen”，104(1984)，第16，767-773頁。第769頁上的圖6，表示所用熔融金屬的錳含量約為0.50％-0.60％。精煉后的鋼水最后磷含量，同轉爐大小有關，其范圍為0.010％至0.020％，例見西德雜志“Stahl und Eisen”，103，(1983)，第4，769-771頁的圖4，9，和12163-165頁關于另一種復合吹煉法，熔融金屬中平均含錳量1.29％，便被說成是很低的(第165頁，左欄，第一段，以及圖5)，不過，在這個刊物里，沒有發(fā)現(xiàn)有煉制鋼的最終磷含量。
本發(fā)明現(xiàn)在是基于這樣的發(fā)現(xiàn)即當所用熔融金屬錳含量，按重量計，低于0.2％，精煉后鋼水的最后磷含量，按重量計，能低至0.005％?；蚋佟＿@就使消除大家知道的方法所固有的缺點成為可能。
在專家中迄今流行這樣的看法，即所用熔融金屬的錳含量，按重量計，數(shù)量級必須達0.4％到0.8％，才能實施這類吹煉方法。熔融金屬中的這些錳含量，是要防止在吹煉完畢的爐渣里含鐵量過多，以至平均數(shù)超過20％。而按照本發(fā)明，由于熔融金屬的錳含量，按重量計，限于0.2％，然而加入的石灰能出乎意料地被活化，由于煉制早期的鐵氧化而得到促進，這就加速了熔融金屬里磷的氧化，生成的磷酸(P2O5)，可以在煉制早期，就以穩(wěn)定的形式固定在爐渣里。
低錳含量的熔融金屬原料可以不難獲得，也無需由于高爐中使用廉價的低錳含量礦和由于省去了再次使用高爐原料中的含錳鋼廠爐渣所需的費用。
用一步工藝，即可煉制得到低的含磷量的鋼，這是本發(fā)明方法的突出優(yōu)點。這意味著，沒有必要單獨的預先脫磷。
按照本發(fā)明的某推薦實例，如果采用含硅重量為0.15％至0.35％最好少于0.3％的熔融金屬，與降低所需石灰量有關的一個優(yōu)點是所得到的爐渣量。石灰量達到每噸熔融金屬需20到40公斤。在所述范圍里，較低的石灰相應于較低的硅含量。
這樣，由高爐法得到的硅，錳含量低的熔融金屬，可以立即用一步吹煉法煉制，無需在前面先脫磷，也沒有爐渣里碳、硫、尤其是磷含量降低的變化。
在冶金爐中，尤其是在轉爐中采用這種方法，工業(yè)純氧經(jīng)爐頂?shù)拇倒埽等肴廴诮饘僖?。同時，某種惰性攪拌氣體由下面吹入熔融液。從頂吹氧氣開始后就持續(xù)地或間歇地這樣做直到精煉好的鋼水出料。在間歇吹的情況下，尤其是在煉制開始和后期的占總的吹氣時間30％的吹煉時間里，必須吹入惰性攪拌氣體。
參考下面實例，對本發(fā)明作更詳細的說明。
例1330噸熔融金屬，其組成為(按重量計算)
4.60％碳 0.08％磷0.17％錳 0.018％硫0.35％硅 其余為鐵將它們裝入溫度為1.344℃的轉爐里，同時裝入96噸廢鐵。精煉氣體仍然是工業(yè)純氧，它由爐頂吹入熔融金屬。每噸熔融金屬的石灰加入量為51公斤。
從開始頂吹氧氣到煉制好的鋼水放料，用作攪拌氣體的氬氣，從下面吹入熔融金屬，其吹入速度為平均每噸煉制金屬每分鐘0.03立方米(S.T.P)。吹煉結束時，爐內溫度是1640℃。此時取出的樣品有下列組成(按重量計算)0.029％碳 0.005％磷0.07％錳 0.010％硫其余為鐵每噸熔融金屬的爐渣量為99公斤，爐渣的含鐵量Fe＝16.9％(按重量計)。
例2316噸熔融金屬，其組成為(按重量計算)4.68％碳 0.08％磷0.16％錳 0.019％硫0.24％硅 其余為鐵將它們裝入溫度為1300℃的轉爐里，同時裝入95噸廢鐵。
所用的煉制用氣體仍然是工業(yè)純氧氣，它由爐頂吹入熔融金屬。每噸熔融金屬的石灰加入量為31公斤。
從氧氣頂吹開始到結束，用作攪拌氣體的氬氣由下面吹入熔融金屬，其速度為平均每噸熔融金屬每分鐘0.03立方米(S.T.P)。吹煉結束時，熔融金屬溫度是1.630℃。此時取出的樣品有下列組成(按重量計算)0.025％碳 0.004％磷0.08％錳 0.017％硫其余為鐵每噸熔融金屬的爐渣量為79公斤，爐渣的含鐵量Fe＝17.9％(按重量計)。
例3沒有被本發(fā)明包括在內的這個比較例，用了305噸熔融金屬，其組成為(按重量計)4.60％碳 0.10％磷0.61％錳 0.019％硫其余為鐵它同105噸廢鐵一起裝入1.340℃的轉爐。
所用的煉制用氣是工業(yè)純氧，它由爐頂吹入熔融金屬。每噸熔融金屬的石灰加入量為54公斤。
從氧氣頂吹氧氣到冶煉好的鋼水出料，用作攪拌氣體的氬氣，由下面吹入熔融金屬，其速度為平均每噸熔融金屬每分鐘0.03立方米(S.T.P)。持續(xù)時間為18分鐘。吹煉結束時，熔融金屬溫度是1.625℃。此時取出的樣品有下列組成(按重量計算)0.026％碳 0.011％磷0.22％錳 0.011％硫其余為鐵每噸熔融金屬的爐渣量為111公斤，爐渣的含鐵量Fe＝18.50％(按重量計)。
將比較例結果同根據(jù)本發(fā)明的例1、例2相對照，可以看到，在起始含磷量大致相同情況下，當轉爐里裝入的熔融金屬的錳含量，按重量計，低于0.20％，煉制好的鋼里的磷含量，接重量計，能降低到0.005％和更低。同時，并不會增加鐵的成渣，或出現(xiàn)其它方法的缺點。另外，如果降低熔融金屬的硅含量，不灰用量可進一步降低(見例2)，這樣，也減少了生成的爐渣量。超過比較例的另一優(yōu)點是，實施這種吹煉方法，鋼水不會沸騰。這就很大程度上消除了大家知道的爐渣和鋼水噴射。
本發(fā)明方法適用于精煉含磷量低的熔融金屬，其初始含磷量，按重量計，從0.02至0.2％，最好是在0.15以下。
吹煉開始時，加入的石灰呈塊狀(8-40毫米)。當按本發(fā)明方法實施吹煉時，石灰加入量主要取決于含硅量，其用量不會超過不照本發(fā)明方法實施的一般類型冶煉的用量。
吹煉結束時的爐內溫度，應不超過1,650℃按照本發(fā)明方法，爐渣里不加諸如螢石或礬土等助溶劑。
權利要求
1.從常見磷含量的熔融金屬，生產(chǎn)低磷鋼的方法，采用這種方法，在冶金爐中尤其是轉爐里的熔融金屬，可以一步同時脫碳和脫磷。煉制中，由爐頂往熔融金屬液里吹入主要或完全由工業(yè)級純氧組成的煉制氣體，并把惰性攪拌氣體吹入熔融金屬，特別是從下面吹入，其特征在于，爐內裝有的熔融金屬含錳量，按重量計，低于0.2％。隨后加入石灰，煉制一直進行到在吹煉結束時鋼水里最終含磷量，按重量計，可降到0.005或更低，沒有爐渣變化。
2.根據(jù)權項要求1的方法，其特征在于所用熔融金屬的含硅量，按重量計，為0.15至0.35％，在精煉中，每噸粗鋼加入20至40公斤石灰。
專利摘要
本發(fā)明闡述從常見磷含量的熔融金屬，生產(chǎn)低磷鋼的方法。采用這種方法，在冶金爐中，尤其是轉爐里的熔融金屬，可以一步同時完成脫碳和脫磷。煉制中，主要或完全由工業(yè)級純氧組成的煉制氣頂吹到熔融液，并把惰性攪拌氣體，從下面吹入熔融液。爐內裝有的熔融金屬的含錳量，按重量計，低于0.2％隨后加入石灰進行精煉。吹煉結束時，鋼水里最終含磷量，按重量計，可降到0.005％或更低，沒有爐渣變化。
文檔編號C21C5/28GK85106853SQ85106853
公開日1987年3月11日 申請日期1985年9月12日
發(fā)明者埃里克·霍夫肯, 魯?shù)婪颉す? 沃爾法姆·弗勞恩 申請人:賽森鋼股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan