一種高拉碳法生產高碳鋼的方法

專利名稱：一種高拉碳法生產高碳鋼的方法
技術領域：
本發明涉及一種高碳鋼的冶煉方法，尤其是轉爐采用單渣法生產高碳鋼時高 拉碳出鋼的冶煉方法。
背景技術：
轉爐冶煉高碳鋼根據出鋼時鋼水碳含量的不同有兩種方式 一種是高拉碳 法， 一種是低拉碳法。同低拉碳法出鋼相比，高拉碳法出鋼具有吹煉時間短， 耗氧量少，鐵的吹損少，金屬收得率高；爐渣對爐襯的侵蝕減輕，延長爐齡；增 碳量小，碳粉加入量少；鋼中氧含量低，合金消耗少，原始夾雜物較少；鋼中氮、 氫等氣體含量低；鋼成分波動較小等優點。當轉爐采用非脫磷鐵水吹煉時，高拉 碳條件下，鋼水脫磷比較困難，在高拉碳條件下出鋼，如何解決鋼水中磷含量的 問題，滿足出鋼條件是要解決的技術難點。
采用高拉碳法來生產高碳鋼，日本最早采用低供氧強度的"軟吹法"配合 "高拉補吹法"來進行轉爐吹煉。1977年日本神戶制鋼采用"高拉補吹法"來 生產高碳的簾線鋼(Iro腦aking and Steelmaking， 1977, No.l p29-38)，其轉爐吹 煉的供氧強度在2.54~l.lNm3/min/t之間，這種低供氧強度的"軟吹法"利于去 磷，實現了出鋼0.67~0.68%(3， 0.012~0.013%P，轉爐吹煉時間在17.5 19分鐘， 這種方法吹煉時間較長，生產節奏慢，生產效率低，不適應現代化高效轉爐生產。
中國專利文獻(CN 1177650A)生產一種高碳低鉻多元素合金鋼鍛球，該工 藝在3噸轉爐中吹煉，轉爐吹煉采用低料位、恒壓變槍位、適時化渣、高拉補吹 的吹煉工藝。熔池料位比常規低13 15%，這會降低裝入量和出鋼量，降低生產 效率；渣中FeO含量較低，〈10%，不利于化渣，采用螢石強制化渣，這會增加 螢石對爐襯的侵蝕，不利于爐齡的提高；采用石灰和螢石的造渣方式，金屬中鐵 的吹損大，金屬收得率低；文獻中并沒有明確吹煉的氧壓和供氧強度。該工藝也 不適應于現代轉爐冶煉高碳鋼。

發明內容
為了克服上述不足，本發明提供了一種轉爐采用單渣法冶煉，正常供氧強度 吹煉，以礦石化渣為主的轉爐高拉碳法生產高碳鋼的方法。
本發明所生產高碳鋼按重量百分比為，碳含量0.6~1.0%，磷含量￡0.025%，
其余成分根據鋼種需要確定。
本發明的技術方案是采用以下步驟進行
①根據出鋼溫度要求，按照一定的鐵水比向轉爐內裝入鐵水和廢鋼；②轉 爐以3.1~3.4Nm3/min/t的供氧強度吹煉；③向轉爐內加入活性石灰、礦石造渣劑； ④采用恒流量變槍位的供氧制度，轉爐吹煉全程采用較高槍位，開吹到結束采用 逐段降槍的槍位制度； 在總吹煉氧耗的70%~85%內，多批少量加入礦石和螢 石；⑥轉爐吹煉結束，轉爐倒爐倒渣、測溫、取樣；⑦轉爐出鋼。
入爐鐵水磷含量要求《0.1%，鐵水硅含量《0.5%，鐵水溫度《135(TC。
不同高碳鋼種所要求的出鋼溫度不同，其裝入制度也不同。出鋼溫度 1580~1600°C，入轉爐鐵水比為85~87%;出鋼溫度1600~1650°C，入轉爐鐵水比 為87~90%。
轉爐采用石灰和礦石為主的造渣方式，活性灰要求有效CaO含量》85%， 活性灰的用量根據鐵水硅含量，用量在25 60公斤/噸鋼。礦石兼有造渣和冷卻 劑的作用，根據鐵水溫度和硅含量，其用量在10 25公斤/噸鋼；當鐵水溫度《 1300°C，礦石用量10~15公斤/噸鋼；鐵水溫度1300 1350。C，用量15 25公斤 /噸鋼。石灰和礦石的加入方式為在轉爐吹煉4.5分鐘內分兩批加入到轉爐內，頭 批加入2/3， 二批加入1/3。
轉爐氧槍采用恒流量變槍位操作，根據轉爐吹煉的標準槍位制度，轉爐開吹 槍位和過程槍位比正常高0.2~0.4米，采用逐段降槍的槍位制度，吹煉結束時提 槍槍位比正常吹煉高0.2米。
轉爐吹煉采用的供氧強度根據爐齡而變化，爐役前期采用所述供氧強度的下 限，爐役后期采用所述供氧強度的上限。
在吹煉后期，大約吹煉總氧耗的70%~85%時向轉爐內多批少量加入礦石和螢石，其目的是防止爐渣返干，提高爐渣流動性和氧化性，礦石加入量在2.5 5 公斤/噸鋼，根據化渣情況，確定是否加入螢石，螢石用量在0~2.5公斤/噸鋼。轉爐吹煉終點控制為，碳含量0.4~0.75%，磷含量^).018%。轉爐吹煉結束，要倒爐將富磷的爐渣倒掉，其原因是轉爐吹煉結束鋼水中的 碳含量比較高，爐渣具有較強的氧化性，在等鋼樣化學成分期間，鋼水中碳繼續 與渣中氧反應，導致渣中氧勢降低，從而引起渣中磷又回到鋼液中，使鋼液增磷， 另外在出鋼搖爐時也會由于爐渣、金屬的混合繼續反應引起回磷，因此為減少轉 爐停吹后的回磷，要將爐渣倒掉。本發明的優點在于采用較大數量的礦石造渣，礦石成渣快，化渣效果好且 穩定，直接參與脫磷反應，脫磷效果好，同時減少了金屬中鐵的氧化，提高了金 屬的收得率；采用較高槍位，利于化渣和保持爐渣的較強氧化性和活躍反應性， 避免了脫碳激烈反應期間的爐渣返干回磷；螢石用量少，高碳條件下出鋼，吹煉 時間短，減少了螢石和高溫對爐襯的侵蝕；脫磷效果穩定，可以滿足高拉碳出鋼 時鋼水對磷含量的要求。
具體實施方式
為清楚地說明本發明的冶煉要點及其實施效果，提供了 210噸轉爐冶煉的實 施例和實施效果。實施例一根據本發明所述的高拉碳法生產高碳鋼的方法，向210噸轉爐內加入180 噸鐵水，30噸廢鋼，鐵水條件是4.05%C, 0.39%Si, 0.2%Mn, 0.09%P, 0.032%S， 1347°C;轉爐為中后期爐齡，采用3.3Nm3/min/t的供氧強度吹煉，開吹槍位2.7 米，過程槍位2.7 2.1米，拉碳槍位1.9米，開吹后在4.5分鐘內分兩批向轉爐內 加入10噸石灰(50公斤/噸鋼)，4噸礦石(20公斤/噸鋼)，頭批加入總量的2/3， 二批加入總量的1/3;在吹煉氧耗的70~85%分兩批加入礦石和螢石共600公斤 和400公斤；總吹煉時間13分鐘，吹煉結束，倒渣、測溫、取樣；出鋼。通過 上述冶煉過程，實現了出鋼0=0.65%， P=0.014%，出鋼溫度二1590。C。實施例二根據本發明所述的高拉碳法生產高碳鋼的方法，向210噸轉爐內加入180 噸鐵水，30噸廢鋼，鐵水條件是4.19%C,0.35%Si,0.15%Mn,0.079%P,0.035%S, 1332°C;轉爐為中后期爐齡，采用3.3Nm3/min/t的供氧強度吹煉，開吹槍位2.7 米，過程槍位2.7 2.1米，拉碳槍位1.9米，開吹后在4.5分鐘內分兩批向轉爐內 加入10噸石灰(50公斤/噸鋼)，3噸礦石(15公斤/噸鋼)，頭批加入總量的2/3， 二批加入總量的1/3;在吹煉氧耗的70 85%分兩批加入礦石和螢石共500公斤 和300公斤；總吹煉時間13分鐘，吹煉結束，倒渣、測溫、取樣；出鋼。通過 上述冶煉過程，實現了出鋼C二0.460/。， P=0.013%，出鋼溫度二1595。C。通過以上實施例可以看出，采用本發明的高拉碳法生產高碳鋼的方法，可以 滿足鋼水高拉碳條件下的去磷效果，實現高拉碳出鋼。
權利要求
1、一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，高碳鋼中碳含量0.6～1.0％，磷含量≤0.025％，其特征在于按照以下步驟進行①根據出鋼溫度要求，按照一定的鐵水比向轉爐內裝入鐵水和廢鋼；②轉爐以3.1～3.4Nm3/min/t的供氧強度吹煉；③向轉爐內加入活性石灰、礦石造渣劑；④采用恒流量變槍位的供氧制度，轉爐吹煉全程采用較高槍位，開吹到結束采用逐段降槍的槍位制度；⑤在總吹煉氧耗的70％～85％內，多批少量加入礦石和螢石；⑥轉爐吹煉結束，轉爐倒爐倒渣、測溫、取樣；⑦轉爐出鋼。
2、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于 入轉爐鐵水的磷含量《0.1%,鐵水硅含量《0.5%，鐵水溫度《135(TC。
3、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于 出鋼溫度1580~1600°C，入轉爐鐵水比為85~87%;出鋼溫度1600~1650°C，入 轉爐鐵水比為87~90%。
4、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于 活性石灰的有效CaO含量》85%，活性石灰的用量根據鐵水硅含量，控制在25 60公斤/噸鋼；礦石兼有造渣和冷卻劑的作用，根據鐵水溫度和硅含量，其用量 在10 25公斤/噸鋼，鐵水溫度《1300。C時，用量為10~15公斤/噸鋼，鐵水溫度 1300 1350°C，用量為15-25公斤/噸鋼。
5、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于 在步驟(D中，石灰和礦石在轉爐吹煉4.5分鐘內分兩批加入到轉爐內，頭批加入 2/3， 二批加入1/3。
6、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于-所述的恒流量變槍位操作，是根據轉爐吹煉的標準槍位制度，轉爐開吹槍位和過 程槍位比正常高0.2~0.4米，采用逐段降槍的槍位制度，吹煉結束時提槍槍位比 正常吹煉高0.2米。
7、 根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于-在步驟⑤中，礦石加入量在2.5~5公斤/噸鋼，根據化渣情況，確定是否加入螢石， 螢石用量在0~2.5公斤/噸鋼。
8、根據權利要求1所述的一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，其特征在于 在步驟⑥中，轉爐吹煉終點控制為碳含量0.4~0.75%，磷含量^).018%。
全文摘要
本發明提供了一種高拉碳法生產高碳鋼的方法，尤其是轉爐采用單渣法生產高碳鋼時高拉碳出鋼的冶煉方法。按照以下步驟進行①根據出鋼溫度要求，按照一定的鐵水比向轉爐內裝入鐵水和廢鋼；②轉爐以3.1～3.4Nm³/min/t的供氧強度吹煉；③向轉爐內加入活性石灰、礦石造渣劑；④采用恒流量變槍位的供氧制度，轉爐吹煉全程采用較高槍位，開吹到結束采用逐段降槍的槍位制度；⑤在總吹煉氧耗的70％～85％內，多批少量加入礦石和螢石；⑥轉爐吹煉結束，轉爐倒爐倒渣、測溫、取樣；⑦轉爐出鋼。本發明的冶煉方法，轉爐吹煉時間短，爐渣活躍，可以滿足鋼水高拉碳條件下的去磷效果，實現高拉碳出鋼。
文檔編號C21C5/28GK101333578SQ20071011811
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月29日 優先權日2007年6月29日
發明者劉啟江, 姜中行, 張小明, 朱志遠, 李永東, 李鵬程, 王宴賓, 王海寶, 田志紅 申請人:首鋼總公司