一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法。
【背景技術】
[0002]磷溶于鐵素體，在鋼中固溶強化和冷作硬化作用強，作為合金元素加入低合金結構鋼中，能提高其強度和鋼的耐大氣腐蝕性能，所以是冶煉耐候鋼的有益元素。
[0003]檢索文獻披露:(1)吳康，鄭毅，簡明，洪建國在《煉鋼》2010，26 (2)發(fā)表的論文“提高供氧強度冶煉含磷耐候鋼的生產實踐”中間表述了 “采用平均W(P)=0.22%的原料冶煉耐候鋼”的內容。(2)趙國光，左康林，鄒俊蘇在“寶鋼技”2006年第2期發(fā)表的論文“梅鋼轉爐低成本冶煉耐候鋼SPA-H”有“利用梅鋼現(xiàn)有轉爐模型計算了石灰加入量，分析了梅鋼轉爐冶煉過程中熔池磷含量與吹氧量的關系及脫磷反應的熱力學條件，并據此采取了減少石灰加入量和低氧槍槍位操作等措施，降低了轉爐終點磷的分配比，生產出低碳和高吹煉終點磷含量的鋼水，降低了冶煉物料消耗和合金消耗，使轉爐冶煉含磷耐候鋼SPA-H等鋼種成本低于其他鋼種?！钡膬热荼硎?；(3)劉文飛在2011年第6期的“鞍鋼技術”雜志上發(fā)表的論文“經濟性冶煉含磷耐候鋼的工藝開發(fā)”一文中有以下的內容表述:
(I)260噸轉爐冶煉過程中不加活性石灰，根據鐵水Si含量，加入輕燒白云石4 t，生白云石5?8 t，保持渣中MgO含量彡12%，有效保護爐襯。(2)前期加入所有的輕燒白云石以及部分生白云石，提高前期渣中的CaO和MgO含量，防止酸性渣對爐襯的侵蝕。(3)根據熱平衡計算結果，在吹氧4min以前加入降溫冷料礦石、尾渣，控制前期升溫過快，避免碳氧反應期到來后發(fā)生大的噴濺?！钡膬热荼硎?。
[0004]由上述信息可知:目前轉爐冶煉耐候鋼大多數采用不加石灰或者少加石灰的工藝方法進行含磷耐候鋼的冶煉，但是沒有提及采用轉爐鋼渣作為造渣材料進行耐候鋼冶煉的內容，以上的文獻同樣沒有提到減少石灰用量以后，轉爐在吹煉過程中，由于堿度降低引起的金屬料的飛濺損失加劇，轉爐的熱效率低下是如何解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法，能夠利用轉爐鋼渣作為造渣材料進行耐候鋼冶煉，既能夠滿足轉爐吹煉過程中降低脫磷率達到脫碳保磷的目的，又能夠減少脫碳過程中金屬料的噴濺損失，能夠極大地優(yōu)化冶煉耐候鋼過程中使用磷鐵的成本，同時還能夠保證轉爐的熱效率不降低。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法，其工藝步驟為:
1)、采用轉爐冶煉碳鋼后經過熱悶渣或者滾筒渣處理后的鋼渣，將其作為渣輔料運輸到轉爐的高位料倉待用，轉爐鋼渣的化學成分重量百分比含量為:CaO:56%, S12:18%，P2O5:0.3%，TFe:12%, MgO:9%，其余成分:4.7% ；
2)、采用恒隆祥公司的含碳鎂球，鎂球的化學成分重量百分比含量為:CaO:15%, S12:12%，MgO:55%, C:18% ； 3)、轉爐按照正常的冶煉程序冶煉，即加入鐵水廢鋼后，氧槍開吹前加入60kg/噸鋼的轉爐廢棄冷鋼渣，隨后在脫碳反應開始后，加入3kg/噸鋼的鎂球，抑制熔池內的磷被氧化進入渣中；
4)、轉爐吹煉終點前加入5kg/噸鋼的鎂球進行壓渣，3min后出鋼，利用鎂球中間的碳還原鋼渣中間的磷酸鹽，使之進入鋼液。
[0007]發(fā)明人依據冶金過程的化學反應平衡移動的條件，發(fā)現(xiàn)鋼渣中間的磷酸鹽作為化學反應產物的一部分，如果增加反應物的濃度，將會抑制脫磷反應的進行，減少鋼液內磷的氧化反應損失，同時發(fā)明人查閱相關的科學文獻并且結合實踐發(fā)現(xiàn)，轉爐的液態(tài)鋼渣在緩慢冷卻凝固過程中，有以下的特點:
1、煉鋼過程中的脫磷反應有以下的順序特點 6/5CaO( S) +4/5 [P] +O2(g) =2/53Ca0P205 (S)，
ΔGθ=-828942+249.90Τ (J/mol)
8/5Ca0(S) +4/5 [P] +O2 (g) =2/54Ca0P205 ( S)，
AG0 =-846190+256.28T
6/5Mg0 (S) +4/5 [P] +O2 (g) =2/53Mg0P205 ( S)，
AG0 =-744030+256.58T2 [P] + 4 (CaO) +5 (FeO) + (4Ca0P205) +5 [Fe]
AG0 =-767169-288.36T
以上的熱力學條件表明，氧氣射流沖擊熔池的氧化反應和MgO含量的增加，有助于減少脫磷反應的進行。轉爐鋼渣中間磷含量較高，舉例一種轉爐液態(tài)鋼渣的主要化學成分(質量百分數)為:CaO:45%, S12:22%,Al 203:2.5%,TFe:26%,MgO: 14%,MnO:2%、Ρ 205:0.81% ;鋼渣的溫度:1600°C ;當爐渣冷凝的過冷度太高時，部分磷元素會留存于冷凝的爐渣相中，來不及完成析晶長大以及物質迀移的過程，以磷酸鈣的形式存在，其他物相中則基本不含磷元素。轉爐液態(tài)鋼渣中間的磷酸鹽的還原反應在轉爐吹煉的溫度條件下能夠充分的進行，其反應的方程式如下:
2P205+5C=4P+5C02
2P205+5Si=4P+5Si02
所以在轉爐冶煉耐候鋼的過程中，采用磷容量較高的廢棄鋼渣和含碳的鎂球，能夠較為方便的冶煉出鋼水磷含量較高的耐候鋼。
[0008]本發(fā)明利用了轉爐廢棄鋼渣中間的磷酸鹽不穩(wěn)定和鋼渣中間的磷容量與鋼渣中間的磷含量的關系特點，采用轉爐廢棄的冷鋼渣和含碳的鎂球作為造渣材料，用于冶煉耐候鋼，由于鋼渣具有良好的覆蓋鋼液，能夠減少吹煉過程中的金屬飛濺損失和吹煉過程中的熱損失，同時實現(xiàn)脫碳保磷的目的。本發(fā)明通過工藝控制手段，將轉爐廢棄渣循環(huán)利用，利用轉爐渣磷容量達到飽和以后，爐渣脫磷能力下降，同時采用含碳鎂球還原渣中的磷，使其進入鋼液達到增加鋼液中間磷含量的目的，從而降低冶煉成本。綜上所述，本發(fā)明方法能夠利用轉爐鋼渣作為造渣材料進行耐候鋼冶煉，既能夠滿足轉爐吹煉過程中降低脫磷率達到脫碳保磷的目的，又能夠減少脫碳過程中金屬料的噴濺損失，能夠極大地優(yōu)化冶煉耐候鋼過程中使用磷鐵的成本，同時還能夠保證轉爐的熱效率不降低。
【具體實施方式】
[0009]一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法，以I條120噸轉爐生產線為例。該生產線配置有工程容量為120噸轉爐3座，使用Ilm3的渣罐，每座轉爐每次出渣量為14噸，鋼渣的溫度1600°C，其工藝步驟為:
1)、采用轉爐冶煉碳鋼后經過熱悶渣或者滾筒渣處理后的鋼渣，挑選其中粒度2?5_的塊渣，將其作為渣輔料運輸到轉爐的高位料倉待用，轉爐鋼渣的化學成分重量百分比含量為:CaO:56%, S12:18%, P 205:0.3%，TFe:12%，MgO:9%，其余成分:4.7% ；
2)、采用恒隆祥公司的含碳鎂球，鎂球的化學成分重量百分比含量為:CaO:15%, S12:12%，MgO:55%, C:18% ；
3)、轉爐按照正常的冶煉程序冶煉，即加入鐵水廢鋼后，氧槍開吹前加入60kg/噸鋼的轉爐廢棄冷鋼渣，隨后在脫碳反應開始后，即脫碳反應的炭火出現(xiàn)后，加入3kg/噸鋼的鎂球，抑制熔池內的磷被氧化進入渣中；在本實施例中，加入7.2噸鋼渣以及360kg鎂球。
[0010]4)、轉爐吹煉終點前加入5kg/噸鋼的鎂球進行壓渣，在本實施例中，加入600kg鎂球進行壓渣，3min后倒渣出鋼，利用鎂球中間的碳還原鋼渣中間的磷酸鹽，使之進入鋼液。
【主權項】
1.一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法，其特征在于其工藝步驟為: 1)、采用轉爐冶煉碳鋼后經過熱悶渣或者滾筒渣處理后的鋼渣，將其作為渣輔料運輸到轉爐的高位料倉待用，轉爐鋼渣的化學成分重量百分比含量為:CaO:56%, S12:18%，P2O5:0.3%，TFe:12%, MgO:9%，其余成分:4.7% ； 2)、采用恒隆祥公司的含碳鎂球，鎂球的化學成分重量百分比含量為:CaO:15%, S12:12%，MgO:55%, C:18% ； 3)、轉爐按照正常的冶煉程序冶煉，即加入鐵水廢鋼后，氧槍開吹前加入60kg/噸鋼的轉爐廢棄冷鋼渣，隨后在脫碳反應開始后，加入3kg/噸鋼的鎂球，抑制熔池內的磷被氧化進入渣中； 4)、轉爐吹煉終點前加入5kg/噸鋼的鎂球進行壓渣，3min后出鋼，利用鎂球中間的碳還原鋼渣中間的磷酸鹽，使之進入鋼液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉爐冶煉耐候鋼的工藝方法，其工藝步驟為：1）、采用轉爐冶煉碳鋼后經過熱悶渣或者滾筒渣處理后的鋼渣，將其作為渣輔料運輸到轉爐的高位料倉待用，轉爐鋼渣的化學成分重量百分比含量為：CaO：56%，SiO2：18%，P2O5：0.3%，TFe：12%，MgO：9%，其余成分：4.7%；2）、采用恒隆祥公司的含碳鎂球，鎂球的化學成分重量百分比含量為：CaO：15%，SiO2：12%，MgO：55%，C：18%；3）、轉爐按照正常的冶煉程序冶煉，即加入鐵水廢鋼后，氧槍開吹前加入60kg/噸鋼的轉爐廢棄冷鋼渣，隨后在脫碳反應開始后，加入3kg/噸鋼的鎂球，抑制熔池內的磷被氧化進入渣中；4）、轉爐吹煉終點前加入5kg/噸鋼的鎂球進行壓渣,3min后出鋼，利用鎂球中間的碳還原鋼渣中間的磷酸鹽，使之進入鋼液。
【IPC分類】C21C5-36
【公開號】CN104561436
【申請?zhí)枴緾N201410759601
【發(fā)明人】俞海明
【申請人】新疆八一鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月12日