專利名稱：在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法
技術領域：
本發明屬于冶金技術領域，用于在爐外精煉過程中，應用預熔型鐵酸鈣脫除鋼中的磷，尤其是應用預熔型鐵酸鈣在吹氬站進行鋼水爐外精煉過程中生產超低磷鋼的方法。
背景技術：
磷在鋼中通常是有害元素，因為磷在鋼中的偏析比較嚴重，使鋼韌性變壞，產生“冷脆”現象，尤其在低溫條件下，更容易發生“冷脆”。磷的偏析還會造成鋼的各向異性，降低焊接性能、引起不銹鋼的腐蝕疲勞，因此要嚴加控制。在傳統技術中，鋼中的磷一般要求控制在O. 02%以下，但隨著科學技術的迅猛發展，高級優質鋼對鋼材冶金質量要求不斷提高，尤其對鋼中磷含量提出更苛刻的要求。一些低溫用鋼、海洋用鋼、抗氫裂紋鋼和部分厚鋼板要求鋼中的磷含量小于O. 01%甚至O. 005% ;為了防止奧氏體不銹鋼產生應力腐蝕裂紋，要求鋼中磷含量小于O. 005%。目前鋼廠大多采用“雙渣法”，即在轉爐冶煉中采用兩次造渣；或“雙聯法”，即采取一座轉爐將鐵水冶煉一半時間后倒入另一座轉爐中繼續進行冶煉的方法，這兩種方法的不足在于工藝復雜，冶煉時間長，轉爐生產率不能得到充分發揮。還有一種方式是對鐵水預先進行“三脫”，即脫硅、脫硫、脫磷，如日本的鋼鐵企業，其不足是需用設備多，投資大、工藝復雜、熱損大，且由于“三脫”后的鐵水溫度低，使轉爐冶煉時加入的廢鋼量大大減少。因此，為了生產這些低磷、超低磷鋼，常規的轉爐冶煉方法已經不能滿足這些鋼種對磷的要求，所以有待研究輔助以爐外精煉來脫磷的方法，從而實現生產超低磷鋼。
發明內容
本發明是針對上述現有技術中存在的問題提出的，其目的是提供一種應用預熔型鐵酸鈣在吹氬站進行鋼水爐外精煉脫磷，能將鋼液中磷含量穩定控制在O. 003%以下，效果明顯、穩定，并確保和提高精煉鋼的質量，降低冶煉成本的爐外精煉脫磷生產超低磷鋼的工藝方法。為了達到上述發明目的，本發明的技術方案如下，在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法主要包括以下步驟(I)轉爐出鋼轉爐冶煉結束后，將轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1550°C 1680°C，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；(2)吹氬站精煉脫磷轉爐出鋼過程中隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌；(3)扒渣利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入鋼包覆蓋劑；(4)調溫及攪拌在LF精煉爐(Ladle Furnace鋼包精煉爐)對鋼液進行調溫處理以及攪拌處理，處理結束后鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ；
(6)脫氧、精煉、合金化處理根據不同鋼種冶煉要求向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，之后再向鋼液加入合金進行合金化操作，脫氧、精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作；(7)連鑄采用全程保護澆注。其中，所述的擋渣處理是采用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現。所述的預熔型鐵酸鈣分兩次加入鋼液，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣。所述的預熔型鐵酸鈣用量控制在3 20Kg噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm。所述的預熔型鐵酸鈣其主要物象組成為CaO · Fe2O3>2Ca0 · Fe203、CaO · 2Fe203的一種或幾種的混合物，以及其他不可避免的雜質。
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所述的吹氬處理，氬氣的流量控制在10 500NL/min (標準升每分鐘)，處理時間控制在I 15min。所述的扒渣在扒渣站進行，采用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設備來實現。所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。所述的脫氧、精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min。另外，值得一提的是本發明中的脫磷劑預熔型鐵酸鈣的制備方法主要包括以下步驟第一步準備原料，原料包括富含氧化鈣的材料與富含氧化鐵的材料；第二步將第一步中準備的原料分別制成粉末；第三步混合，將第二步中制備的粉末按一定比例混合；第四步熔煉，將混合好的粉末加入高溫窯爐中，在溫度1450 1600°C進行熔煉；第五步熔融出爐后結晶冷卻；第六步破碎成型，經破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度為O. I IOOmm的低熔點鐵鈣質預熔型脫磷劑。其中，原料中的富含氧化鈣的材料包括方解石、石灰石、白云石等礦物原料以及富含氧化鈣的電石渣、生石灰粉、造紙白泥、鈣粉等各種工業廢棄物。原料中的富含氧化鐵的材料包括鐵礦粉等礦物原料以及工業生產過程中產生的富含氧化鐵的鐵皮、鐵鱗、塵泥等工業廢棄物。上述原料中工業廢棄物為主要組成部分，礦物原料為次要組成部分。并且上述兩類材料的重量百分比范圍分別是富含氧化鐵的材料是30% 70% ;富含氧化鈣的材料是30% 70%。最后，制備好的煉鋼用鐵鈣質預熔型脫磷劑產品的成分范圍是Ca025 75%、Fe20325 75%、SiO2彡8%、Γ彡2%、雜質總含量彡5%0使用本發明的方法進行深脫磷，其脫磷率可達80%以上，能使鋼中磷元素含量穩定控制在O. 003%以下。與現有技術相比，脫磷效率高且穩定，減輕轉爐冶煉強度，增加轉爐壽命，同時還可以降低石灰消耗、降低氧耗、節約電能，并且減少了鋼鐵料消耗，提高了金屬收得率。并且由于預熔型脫磷劑的原料主要取自工業廢棄物，使得廢物再利用，能夠進一步降低生產成本。
具體實施例方式以下，詳細說明本發明的優選實施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權利要求書中所使用的術語或詞語不能限定解釋為通常的含義或辭典中的含義，而應當立足于為了以最佳方式說明其發明發明人可以對術語的概念進行適當定義的原則解釋為符合本發明技術思想的含義和 概念。隨之，本說明書所記載的實施例中表示的結構只是本發明最佳實施例之一，并不能完全代表本發明的技術思想，因此應該理解到對于本發明而言可能會存在能夠進行替換的各種等同物和變形例。下面以幾個具體實施例來說明本發明的方法及其產生的效果。實施例I :轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1580°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在5Kg噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在30 50NL/min，處理時間控制在12 15min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入2Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為100NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例2 轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1620°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在8Kg/噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在80 100NL/min，處理時間控制在9 12min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入4Kg/噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為80NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例3 轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1650°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在IOKg噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在150 200NL/min，處理時間控制在7 9min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入5Kg噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為50NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例4 轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1660°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在12Kg噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制
在250 300NL/min，處理時間控制在5 7min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入7Kg噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為40NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例5 轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1670°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在15Kg噸鋼，粒度控制在O. Imm 100mm;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在350 400NL/min，處理時間控制在3 5min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入8Kg噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為20NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。實施例6 轉爐冶煉結束后，轉爐終點磷含量控制在O. 03%以下，出鋼溫度控制在1680°C左右，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理；出鋼過程中分兩次隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣，預熔型鐵酸鈣用量控制在20Kg噸鋼，粒度控制在O. Imm IOOmm ;出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌，氬氣的流量控制在450 500NL/min，處理時間控制在I 3min ;利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入IOKg噸鋼的鋼包覆蓋劑；在精煉爐對鋼液進行調溫處理，將鋼水溫度應控制在1570°C 160(TC;然后向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，然后向鋼液加入合金進行合金化操作；整個調溫、脫氧、精煉以及合金化過程中都要進行吹氬攪拌處理，氬氣流量為5NL/min ;連鑄采用全程保護澆注。以上實施例I 6是在100噸轉爐上進行煉鋼的，其深脫磷效果見表I。表I應用預熔型鐵酸鈣進行爐外精煉深脫磷結果
權利要求
1.一種在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于: 該方法主要包括以下步驟 (1)轉爐出鋼轉爐冶煉結束后，將轉爐終點磷含量控制在O.03%以下，出鋼溫度控制在1550°C 1680°C，出鋼過程中不對鋼液進行脫氧處理，且出鋼過程中采用擋渣處理； (2)吹氬站精煉脫磷轉爐出鋼過程中隨鋼流向鋼包中加入預熔型鐵酸鈣，出完鋼后將鋼包運送至吹氬站，對鋼液進行吹氬攪拌； (3)扒渣利用扒渣機將脫磷處理后鋼液表面的熔渣扒除，然后加入鋼包覆蓋劑； (4)調溫及攪拌在LF精煉爐對鋼液進行調溫處理以及攪拌處理，處理結束后鋼水溫度應控制在1570°C 1600°C ； (5)脫氧、精煉、合金化處理根據不同鋼種冶煉要求向鋼液里加入脫氧劑進行脫氧處理，脫氧結束后進行精煉處理，之后再向鋼液加入合金進行合金化操作，脫氧、精煉及合金化過程中也要進行氬氣攪拌操作； (6)連鑄采用全程保護澆注。
2.根據權利要求I所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于第一步中所述的擋渣處理是采用擋渣塞、擋渣球或者擋渣錐中的任意一種方式來實現。
3.根據權利要求I或2所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于第二步中所述的預熔型鐵酸鈣分兩次加入鋼液，在出鋼進行到1/3時加入一半預熔型鐵酸鈣，出鋼進行到2/3時加入余下的另一半預熔型鐵酸鈣。
4.根據權利要求3所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的預熔型鐵酸鈣用量控制在3 20Kg/噸鋼，粒度控制在O.Imm IOOmm0
5.根據權利要求4所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的預熔型鐵酸鈣其主要物象組成為CaO · Fe2O3>2Ca0 · Fe2O3^CaO · 2Fe203的一種或幾種的混合物，以及其他不可避免的雜質。
6.根據權利要求5所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的吹氬處理，氬氣的流量控制在10 500NL/min，處理時間控制在I 15min。
7.根據權利要求6所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的扒渣在扒渣站進行，采用真空吸渣機或機械扒渣機中的任意一種設備來實現。
8.根據權利要求7所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的鋼包覆蓋劑的加入量控制在I IOKg/噸鋼。
9.根據權利要求8所述的在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，其特征在于所述的脫氧、精煉、合金化處理過程中的氬氣攪拌流量在I 100NL/min。
全文摘要
本發明提出了一種在吹氬站應用預熔型鐵酸鈣進行鋼水爐外精煉生產超低磷鋼的方法，該方法主要包括轉爐出鋼，吹氬站精煉深脫磷，扒渣，調溫及攪拌，脫氧、精煉、合金化處理及連鑄。使用該方法進行深脫磷，脫磷率可達80％以上，能將鋼液中磷含量穩定控制在0.003％以下，脫磷效率高且穩定，減輕了轉爐冶煉強度，增加轉爐壽命，同時還可以降低石灰消耗、降低氧耗、節約電能，并且減少了鋼鐵料消耗，提高金屬收得率。
文檔編號C21C7/064GK102876841SQ20121022597
公開日2013年1月16日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者陳云天 申請人:遼寧天和科技股份有限公司