專利名稱：一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬冶煉中雜質(zhì)的控制，具體屬于一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法。
背景技術(shù)：
鋼中氧化物夾雜以及磷含量對鋼的質(zhì)量和性能非常有害，克服這些缺陷首先需要通過煉鋼手段把鋼中氧含量、磷含量減少到用戶需要的水平，并抑制與脫磷同步的熔池過氧化、降低生產(chǎn)成本。但煉鋼過程存在碳-磷反應(yīng)的競爭氧化，導(dǎo)致處于低氧位的高碳區(qū)不適合深脫 磷；吹煉低碳鋼目標(biāo)溫度又對脫磷不利，脫磷過程還存在熔池過氧化，終點達(dá)到的高氧位不能滿足潔凈鋼對低氧化和抑制回硫的要求。另一方面，冶煉操作通常采用大渣量脫磷脫硫并添加螢石促進化渣，導(dǎo)致含氟渣污染環(huán)境和物料消耗增高，也直接影響到鋼的質(zhì)量和成本。為了克服煉鋼過程存在的這些問題和缺點，鋼鐵企業(yè)對冶煉低氧、低磷潔凈鋼，提聞煉鋼生廣效率的技術(shù)和方法進行了許多的研究探索。經(jīng)初步檢索
中國申請專利號為CN201010575366. 3的文獻(xiàn)中，公開了一種轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的脫氧還原方法，其將P < 0.025%的脫磷鐵水兌入轉(zhuǎn)爐，吹入氧氣和氮氣(流量比I : 2. 53)脫碳升溫，分批加入高碳鉻鐵、錳鐵、石灰與輕燒白云石；在還原階段，加入純硅、螢石吹氮攪拌，使渣中Cr203彡O. 5%。中國申請專利號為C N201010577633. O的文獻(xiàn)，也公開了一種頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的方法，其冶煉步驟包括鐵水兌入頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐；加入鉻礦壓球進行氧氣頂?shù)状祷虻獨獾状担桓鶕?jù)鋼種加入錳鐵鉻鐵，頂吹氧和底吹氧或氬或氮氣；碳含量O. 25 O. 45%時停止頂吹氧；底吹氧O. 20 O. 60Nm3/t · min，底吹氬或氮氣；停氧、只底吹氬或氮氣攪拌；加入硅鐵，石灰或螢石還原；還原后補加合金調(diào)成分。上述二種現(xiàn)有技術(shù)均側(cè)重頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼，目標(biāo)在于提高鉻的收得率，但其還原過程導(dǎo)致爐渣回磷，難以生產(chǎn)低磷鋼，需要采用預(yù)脫磷鐵水冶煉，整個流程生產(chǎn)成本聞。中國申請專利號為CN200910264035. 5的文獻(xiàn)，提出了一種感應(yīng)爐煉鋼脫磷和脫硫的方法。該方法在爐料熔化后，采用石灰-氧化鐵-硼酐組成的脫磷劑對鋼液進行脫磷處理；脫磷任務(wù)完成后，徹底除渣，使鋼水升溫至1500-1600°C范圍，再進行脫氧合金化，然后添加脫硫劑進行脫硫。該方法可將鋼水中的磷含量控制在O. 01%以下，但需要采用石灰-氧化鐵-硼酐組成的脫磷劑；由于沒有頂吹氧過程及排渣等步驟，不適用于把鐵水冶煉成鋼水的過程。中國申請專利號為CN 97116979. 9的文獻(xiàn)，公開了一種鐵水預(yù)脫磷方法。基于頂?shù)状倒δ艿娜萜鬟M行頂吹氧和底吹氮冶煉，其特點主要在于添加化學(xué)成分為CaO 5(Γ70%、鐵氧化物15 35%和CaF2 5 15%的高堿度合成渣來脫磷。該方法的鐵水脫磷率達(dá)85 90%，但增加了合成渣成本；未涉及選擇性排渣及惰性氣體頂?shù)状担踩菀讓?dǎo)致后期回磷和脫磷過氧化。中國申請專利號為CN201110277431.9的文獻(xiàn)中，提出了一種實驗用感應(yīng)爐煉鋼的方法，其通過對熔融金屬實施頂吹氧脫碳升溫、熔劑造渣以及底吹氮/氬氣攪拌，可以克服普通感應(yīng)爐冶煉功能和效率的不足。但該方案的不足還在于冶煉前期高碳脫磷困難、渣量負(fù)荷大、后期爐渣易回磷、過氧化，影響鋼的清潔度和收得率，單純提高底吹氣體流量還存在縮短底吹元件壽命問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種感應(yīng)爐內(nèi)采用頂?shù)状禑捗摿准耙种七^氧化的方法，可以解決深脫磷和熔池過氧化的不足，從而提高鋼水潔凈度和煉鋼效率，降低生產(chǎn)成本。實現(xiàn)上述目的的措施
一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟
O裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.3 3. 5Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼44 48
Kg，加入的白云石數(shù)量為12 14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的34 36%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣排渣量為總渣量的50 70%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.3 3. 5 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的75%后，開始從底部吹入氬氣或氮氣，底吹強度為每噸鋼
O. 06 O. 10 NmVmin ;并且在頂部加入IS氣或氮氣與氧氣混合吹入,IS氣或氮氣的頂吹強度為每噸鋼O. 20 O. 25 NmVmin ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))控制在2. 7 3. 2 ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.11 O. 13 NmVmin吹入氬氣或氮氣，處理3 5min后結(jié)束
底吹；
8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。其特征在于冶煉低磷含氮鋼時，全程供氧時間的75%后，從底部吹入氮氣，在頂部吹
入的是氮氣與氧氣的混合氣體。采用本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明提供了一種冶煉低磷及低氧鋼水的方法，可以克服碳-磷反應(yīng)競爭氧化導(dǎo)致的脫磷及過氧化矛盾，經(jīng)低溫排渣減少脫磷負(fù)荷，采用氬或氮氣頂?shù)状狄种迫鄢剡^氧化，使終點鋼水磷降至O. 0050^0. 0080 Wt. %，溶解氧含量< O. 060 wt. %，氮含量< O. 0020 wt. %，鋼質(zhì)清潔度大幅提高；冶煉過程采用非螢石造渣還消除了含氟渣對環(huán)境的污染。此外，采用氮氣頂?shù)状的Ｊ将@得了氮含量大于O. 0050機％的含氮鋼生產(chǎn)效果，節(jié)約了氮化合金或氮化石灰的成本。
具體實施例方式下面對本發(fā)明予以詳細(xì)描述
實施例I (為低磷低氧鋼)
其冶煉步驟
1)裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.3 Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼44Kg,
加
入的白云石數(shù)量為12 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的34%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣，排渣量為總渣量的50%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.3 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的75%時，開始從底部吹入氬氣，底吹強度為每噸鋼O. 06 Nm3
/min ;并且在頂部加入IS氣與氧氣混合吹入,IS氣的頂吹強度為每噸鋼O. 22 NmVmin ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2.7 ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.12 NmVmin吹入氬氣，處理3min后結(jié)束底吹；
8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。經(jīng)檢測，終點鋼水磷含量為O. 0080 wt. %，溶解氧含量O. 060 wt. %，氮含量O. 0015
Wt. %。實施例2 (為低磷低氧鋼)
其冶煉步驟
1)裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.5 Nm3/min,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼48Kg,
加
入的白云石數(shù)量為14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的36%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣，排渣量為總渣量的70%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.5 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的78%時，開始從底部吹入氬氣，底吹強度為每噸鋼
O.10 Nm3/
min ;并且在頂部加入IS氣與氧氣混合吹入,IS氣的頂吹強度為每噸鋼O. 25 NmVmin ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3.2 ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.13 NmVmin吹入氬氣，處理5min后結(jié)束底吹；
8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
經(jīng)檢測，終點鋼水磷含量為0.0050機.％，溶解氧含量O. 050機.％，氮含量O. 0012
wt. %。實施例3 (為低磷低氧鋼)其冶煉步驟
O裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.4 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼46 Kg,
加入
的白云石數(shù)量為13 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的35%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣排渣量為總渣量的60%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.4 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的76%時，開始從底部吹入氬氣，底吹強度為每噸鋼
O.075 Nm3
/min ;并且在頂部加入氮氣與氧氣混合吹入，氮氣的頂吹強度為每噸鋼O. 22 NmVmin ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3.0 ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.12 NmVmin吹入氬氣，處理4 min后結(jié)束底吹； 經(jīng)檢測，終點鋼水磷含量為O. 0070此％，溶解氧含量O. 0450此％，氮含量O. 0020
Wt. %。實施例4 (為低磷低氧含氮鋼)
其冶煉步驟
1)裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.3 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼45 Kg,
加
入的白云石數(shù)量為12 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的34%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣，排渣量為總渣量的60%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.3 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的76%時，開始從底部吹入氮氣，底吹強度為每噸鋼
O.08
NmVmin ;并且在頂部加入氮氣與氧氣混合吹入，氮氣的頂吹強度為每噸鋼O. 21 Nm3/
min ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))為2.8 ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.11 NmVmin吹入氮氣，處理3 min后結(jié)束底吹；
8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。經(jīng)檢測，終點鋼水磷含量為O. 0060 wt. %，溶解氧含量O. 052 wt. %，氮含量O. 0050
Wt. %。實施例5 (為低磷低氧含氮鋼)
其冶煉步驟1)裝料熔化；
2)進行頂吹氧冶煉供氧強度為每噸鋼3.5 NmVmin,加入的石灰數(shù)量為每噸鋼48Kg,
加
入的白云石數(shù)量為14 Kg ;當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的36%時，停止頂吹氧；
3)進行排渣，排渣量為總渣量的70%；
4)排渣后繼續(xù)頂吹氧，供氧強度為每噸鋼3.5 NmVmin ；
5)當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的78%時，開始從底部吹入氮氣，底吹強度為每噸鋼
O.090 Nm3
/min ;并且在頂部加入氮氣與氧氣混合吹入，氮氣的頂吹強度為每噸鋼O. 23 NmVmin ；
6)當(dāng)熔融金屬冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹,爐洛二元堿度(CaO質(zhì)量分
數(shù))/
(Si02質(zhì)量分?jǐn)?shù))為3. I ;
7)增大底吹強度，按照每噸鋼O.13 NmVmin吹入氮氣，處理4 min后結(jié)束底吹；
8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。 經(jīng)檢測，終點鋼水磷含量為O. 0075 wt. %，溶解氧含量O. 050 wt. %，氮含量O. 0060
Wt. %。上述實例是實施例的典型舉例，但并非是對本發(fā)明實施方式的限定。
權(quán)利要求
1.一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟 1)裝料冶煉； 2)進行頂吹氧，并按照46 50gk/噸鋼加入石灰石，按照14 16gk/噸鋼加入白云石；吹氧量為3. 3 3. 5Nm3/min ;當(dāng)吹氧至全程供氧時間的34 36%時,停止頂吹氧； 3)進行排渣，排渣量為總渣量的50 70%； 4)再次按照3.3 3. 5Nm3/min進行頂吹氧； 5)當(dāng)吹氧至全程供氧時間的75%后，開始進行底部吹入氬氣或氮氣，吹入量為O.06 O. INmVmin ;并在頂部加入IS氣或氮氣與氧混合吹入，IS氣或氮氣的加入量為O. 2 O. 25Nm3/min ； 6)當(dāng)冶煉至目標(biāo)C含量時，結(jié)束頂吹；此時的渣中的二元堿度控制在2.7 3. 2 ; 7)增強底部吹入的氬氣或氮氣量，即按照O.11 O. 12Nm3/min吹入，吹煉時間控制在3 5min結(jié)束； 8)進行常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。
2.如權(quán)利要求I所述的一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其特征在于當(dāng)吹煉含N鋼時，頂部吹入的為氧氣及氮氣，底部吹入的全部為氮氣。
全文摘要
一種采用頂?shù)状禑挼母袘?yīng)爐脫磷方法，其步驟裝料熔化；頂吹氧冶煉，當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的34～36%時，停止頂吹氧；排渣；繼續(xù)頂吹氧；當(dāng)氧氣吹煉至全程供氧時間的75%后，開始從底部吹入氬氣或氮氣；當(dāng)冶煉到鋼水目標(biāo)碳含量范圍時，結(jié)束頂吹；增大底吹強度；常規(guī)除渣、脫氧，并出鋼成坯。本發(fā)明可以克服碳-磷反應(yīng)競爭氧化導(dǎo)致的脫磷及過氧化矛盾，通過低溫排渣減少脫磷負(fù)荷，采用惰性氣體頂?shù)状狄种迫鄢剡^氧化，使終點鋼水磷含量降至0.0050~0.0080wt.%，溶解氧含量小于0.060wt.%，氮含量小于0.0020wt.%，鋼質(zhì)清潔度大幅提高；冶煉過程采用非螢石造渣還消除了含氟渣對環(huán)境的污染。
文檔編號C21C7/064GK102936638SQ201210444728
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者區(qū)鐵, 朱萬軍, 楊成威, 曹同友, 齊江華 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司