專利名稱：半鋼煉鋼方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵冶金技術領域，更具體地講，涉及一種使用提釩后的半鋼來生產低磷鋼水的方法。
背景技術：
對于采用釩鈦礦資源進行冶煉生產的企業來說，為了確保對釩資源的有效利用， 需要在煉鋼之前進行提釩和脫硫。含釩鐵水經脫硫提釩后得到的鋼水通常稱為半鋼。在該半鋼中，碳的質量百分含量為3. 4% 4.0%，硅、錳等發熱成渣元素含量均為痕量，且半鋼中硫質量百分含量控制在0.015%以內。然而，由于未進行脫磷處理，半鋼中磷元素的質量百分含量通常為0. 060% 0. 080%，這導致采用傳統的轉爐冶煉工藝對該半鋼完成冶煉之后，該半鋼的轉爐煉鋼終點磷元素含量波動在0. 008 0. 020%之間。由此可見，在現有技術中，由于半鋼轉爐冶煉工藝具有吹煉過程中酸性成渣物質少、渣系組元單一、并且熱量不足等特點，這使得普通的半鋼轉爐冶煉工藝與普通鐵水轉爐冶煉工藝相比，具有化渣困難、脫磷效果不顯著等特點。于2009年5月6日公開的第101423879號中國專利申請公開披露了一種低磷鋼水冶煉方法，該方法包括轉爐冶煉和鋼包精煉，其主要特點是鋼水溫度> 1680°C，鋼水中磷含量小于0. 012%，鋼水中氧活度控制在0. 0. 13% ；轉爐出鋼前，先在鋼包內裝入深脫磷劑；轉爐出鋼過程中進行擋渣控制，下渣量< 3kg/噸鋼，并對鋼包中的鋼水進行弱脫氧處理；出鋼結束后，再往鋼包中投入深脫磷劑。該低磷鋼水冶煉方法與其它方法相比渣量減少20%以上，轉爐冶煉周期縮短5%以上。然而，該方法也存在以下不足預先在鋼包中加入深脫磷劑對鋼水氧含量控制有嚴格的要求，如果出鋼氧含量過高，出鋼過程或出鋼完畢后可能發生鋼包“放炮”現象，存在一定的安全隱患；出鋼前后都要向鋼包中加入深脫磷劑并對鋼水進行弱脫氧處理，這使得脫磷處理時間過長，減慢了生產節奏。于2010年4月21日公開的第101696462號中國專利申請公開披露了一種半鋼冶煉低磷鋼的生產方法。該方法主要通過調整單渣法轉爐冶煉的造渣參數來實現對轉爐終點磷含量的控制，能夠將轉爐煉鋼終點磷含量控制在0. 006%以內，并且控制鋼包渣回磷在 0. 002%以內、合金增磷在0. 002%以內，從而能夠穩定地生產成品磷含量小于0. 010%的低磷鋼種。然而，該方法存在以下不足當入爐磷含量偏高時采用單渣法很難將終點磷控制在0. 006%以內，出鋼過程下渣量很難控制，并且鋼水回磷嚴重。于2010年7月28日公開的第201534861號中國專利申請公開披露了一種轉爐脫磷氧槍噴頭，該氧槍噴頭的噴孔與噴頭本體夾角α為12° 20°，所述的噴孔形狀為腰型狹縫式，其半圓中心線夾角β，β為5° 15°，噴孔出口直徑Φ2大于喉口直徑Φ1，噴孔出口馬赫數M= 1.5 1.8。采用該種能產生很好的化渣脫磷效果，脫磷后鐵水碳含量較高；同時噴頭具有良好的冷卻效果和較高的使用壽命。但是該專利申請沒有講述冶煉時采用脫磷氧槍的時間長短，且改為正常氧槍冶煉后沒有后序脫磷的方法。
發明內容
針 對現有技術存在的不足，本發明的目的之一在于克服含釩鐵水脫硫提釩后的半鋼煉鋼熱源嚴重不足、成渣速度慢、脫磷率低、終點爐渣中全鐵含量高等缺點中的至少一項。本發明提供了一種半鋼煉鋼方法。所述方法包括步驟a、向轉爐熔池中加入由活性石灰、高鎂石灰和復合造渣劑組成的造渣材料，同時通過爐頂的5孔氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來吹煉造渣以脫除鋼水中的磷元素，當轉爐中的熔池溫度為 1410 1460°C、爐渣的堿度為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為10 15% 時，倒出按爐渣的重量百分比計70 90%的爐渣；b、再次向轉爐熔池中加入所述造渣材料，同時通過爐頂的6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來再次吹煉造渣以進一步脫除鋼水中的磷元素，當轉爐中的熔池溫度為1670 1700°C、爐渣的堿度為3 4. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 20%時擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0. 006%的鋼水。與現有技術相比，本發明的有益效果在于本發明的方法在冶煉前期采用5孔氧槍進行化渣、去磷，倒渣；后期進行二次造渣并采用6孔拉烏爾氧槍進行脫碳升溫，從而起到化渣效果好、化渣時間短、脫磷效率高、顯著降低終點爐渣中的全鐵含量以及使鋼中磷含量低于0. 006%的良好效果。
圖1示出了根據本發明實施例的底吹氣體供氣種類和強度的示意圖。圖2示出了根據本發明實施例的氧槍槍位制度的示意圖。
具體實施例方式在下文中，將結合實施例來詳細描述本發明的半鋼煉鋼方法。根據本發明的半鋼煉鋼方法包括步驟a、向轉爐熔池中加入由活性石灰、高鎂石灰和復合造渣劑組成的造渣材料，同時通過爐頂的5孔氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來吹煉造渣以脫除鋼水中的磷元素，當轉爐中的熔池溫度為1410 1460°C、爐渣的堿度為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為10 15%，倒出按爐渣的重量百分比計70 90%的爐渣；b、再次向轉爐熔池中加入所述造渣材料，同時通過爐頂的6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來再次吹煉造渣以進一步脫除鋼水中的磷元素，當轉爐中的熔池溫度為1670 1700°C、爐渣的堿度為3 4. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 20%時擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0. 006%的鋼水。在本發明的一個實施例中，所述5孔氧槍具有周邊布置的噴孔、直徑為33 37mm 的喉口和夾角為13 17度的噴口，所述5孔氧槍的馬赫數為1.85 2. 07。這里，周邊布置的噴孔為氧槍噴孔的常用布置形式。此外，所述5孔氧槍吹氧工藝的供氧壓力為0. 75 0. 85MPa，供氧強度為2. 2 2. 5m3/ (min · ，供氧時間為240 600s。并且，將5孔氧槍的槍位制度控制為開始吹氧時，將槍位控制在1. 2 1. 3m的范圍內，以使造渣材料能夠被均勻分布并且能夠加快造渣材料的熔化；1 2min后，將槍位控制在1. 6 1. 7m的范圍內，能夠提高渣中全鐵(包括FeO)的含量促使爐渣融化時形成低熔點物質，從而促進化渣及爐渣泡沫化，進而提高脫磷率；待造渣材料熔化后(即，待爐渣化透后)，將槍位保持在
1.4 1. 6m的范圍內，從而保證爐渣活躍且不返干，具有很好的脫磷效果。采用這里的槍位制度，能夠使爐渣在更短的時間內化透，并且能夠起到良好的前期脫磷效果。在本發明的另一個實施例中，所述6孔拉烏爾氧槍具有周邊布置的噴孔、直徑為 28 34mm的喉口和夾角為12 17度的噴口，所述6孔拉烏爾氧槍的馬赫數為1. 97
2.09。這里，周邊布置的噴孔為拉烏爾氧槍噴孔的常用布置形式。此外，在所述步驟b中，所述6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝的供氧壓力為0. 90 1.說 供氧強度為3.2 4. lm3/(min-t
。并且，將6孔拉烏爾氧槍的槍位制度控制為熔化造渣材料時，將槍位控制在1. 3 1. 4m的范圍內，能夠加強對熔池和爐渣的攪拌，降低爐渣中全鐵含量，減少金屬料損失；待造渣材料熔化后，將槍位控制在1. 5 1. 7m的范圍內，能夠在保證爐渣不返干的情況下使爐渣更加活躍以促進脫磷；拉碳到吹煉終點的時間段(即吹煉后期，出鋼前1 3min)，將槍位保持在1. 3 1. 6m的范圍內，以加強對熔池的攪拌，并均勻熔池溫度。在本發明的另一個實施例中，在所述步驟a中，惰性氣體底吹工藝采用氮氣或氬氣，在加入造渣材料后3min內，將惰性氣體的供氣強度控制為0. 0615 0. 0769m3/(min-t
以進一步加強熔池前期攪拌促進爐渣化透并加快初期渣的形成，加入造渣材料后3min 至倒出爐渣期間，將惰性氣體的供氣強度控制為0. 0256 0. 0410m3/(min以在保
證爐渣不返干、不噴濺的前提下進一步加強對熔池的攪拌作用。在所述步驟b中，從開始吹氧造渣至拉碳的時間段，底吹供氣強度為0. 041 0. 0615m3/(min的氮氣，以配合低槍位促進快速化渣，在轉爐拉碳至吹煉終點之間，底吹供氣強度控制為0. 0615 0. 769m3/ (min · t^)的氬氣，以進一步起到均勻鋼水溫度與成分，并降低終點爐渣中全鐵含量，以減少金屬料損耗的作用；在出鋼時，底吹供氣強度為0. 0154 0. 0256m3/(min · t·)的氬氣。在本發明中，底吹氣體采用前期吹氮后期吹氬能夠防止冶煉后期吹氮氣造成鋼水增氮而影響鋼水質量。在本發明的另一個實施例中，所述步驟a中的造渣材料的噸鋼加入量由活性石灰 10 201^八￥ 、高鎂石灰10 201^八￥ 和復合造渣劑10 22kg/t 組成，所述步驟b 中的造渣材料的噸鋼加入量由活性石灰10 151^八￥ 、高鎂石灰8 和復合造渣劑3 Skg/t^^組成。此外，在所述步驟a倒出爐渣之前可以向熔池中加入5 IOkg/
的可改善爐渣流動性的復合渣或污泥球，以改善爐渣的流動性和熔池的溫度，從而進一步起到強化化渣效果。此外，對于本發明的半鋼煉鋼方法來說，在合金化時應該采用低磷合金，并且在出鋼過程中，應采用擋渣出鋼等方式以減少出鋼過程的下渣量，從而減少鋼水回磷。本發明的方法通過上述槍位操作制度及底吹模式的控制，能夠將轉爐冶煉時化渣時間由原來的平均4. 5min縮短到大約3min，全程脫磷率比正常冶煉時提高了近6個百分點，同時爐渣中全鐵含量由原來的平均23. 5%降低到了 19. 6%。
為了更好地理解本發明，下面結合示例和對比示例來進一步說明本發明的半鋼煉鋼方法。圖1示出了根據本發明實施例的底吹氣體供氣種類和強度的示意圖。圖2示出了根據本發明實施例的氧槍槍位制度的示意圖。下面的示例1和2采用了如圖1所示的底吹供氣制度和如圖2所示的氧槍槍位制度。示例 1某鋼廠 采用5孔氧槍及6孔拉烏爾氧槍進行半鋼冶煉，5孔氧槍及6孔拉烏爾氧槍的噴頭參數如表1所示。表1氧槍噴頭參數
權利要求
1.一種半鋼煉鋼方法，所述方法包括步驟a、向轉爐熔池中加入由活性石灰、高鎂石灰和復合造渣劑組成的造渣材料，同時通過爐頂的5孔氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來吹煉造渣以脫除鋼水中的磷元素， 當轉爐中的熔池溫度為1410 1460°C、爐渣的堿度為2. 0 2. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為10 15%時，倒出按爐渣的重量百分比計70 90%的爐渣；b、再次向轉爐熔池中加入所述造渣材料，同時通過爐頂的6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來再次吹煉造渣以進一步脫除鋼水中的磷元素，當轉爐中的熔池溫度為1670 1700°C、爐渣的堿度為3 4. 5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17 20%時，擋渣出鋼，得到磷元素含量按重量百分比計不大于0. 006%的鋼水。
2.如權利要求1所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，所述5孔氧槍具有周邊布置的噴孔、直徑為33 37mm的喉口和夾角為13 17度的噴口，所述5孔氧槍的馬赫數為1. 85 2. 07。
3.如權利要求2所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟a中，所述5孔氧槍吹氧工藝的供氧壓力為0. 75 0. 85MPa，供氧強度為2. 2 2. 5m3/(min · ，供氧時間為 240 600s。
4.如權利要求3所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟a中，將5孔氧槍的槍位制度控制為開始吹氧時，將槍位控制在1. 2 1. 3m的范圍內；1 2min后，將槍位控制在1. 6 1. 7m的范圍內；待造渣材料熔化后，將槍位保持在1. 4 1. 6m的范圍內。
5.如權利要求1所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，所述6孔拉烏爾氧槍具有周邊布置的噴孔、直徑為28 34mm的喉口和夾角為12 17度的噴口，所述6孔拉烏爾氧槍的馬赫數為1. 97 2. 09。
6.如權利要求5所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟b中，所述6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝的供氧壓力為0. 90 1. IMpa，供氧強度為3. 2 4. Im3/(min · 。
7.如權利要求6所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟b中，將6孔拉烏爾氧槍的槍位制度控制為熔化造渣材料時，將槍位控制在1. 3 1. 4m的范圍內；待造渣材料熔化后，將槍位控制在1. 5 1. 7m的范圍內；拉碳到吹煉終點的時間段，將槍位保持在 1. 3 1. 6m的范圍內。
8.如權利要求1所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟a中，惰性氣體底吹工藝采用氮氣或氬氣，在加入造渣材料后3min內，惰性氣體的供氣強度為0. 0615 0. 0769m3/(min · t)，加入造渣材料后3min至倒出爐渣期間，惰性氣體的供氣強度為 0. 0256 0. 0410m3/(min · ；在所述步驟b中，從開始吹氧造渣至拉碳的時間段，底吹供氣強度為0. 041 0. 0615m3/(min · t￥IH)的氮氣，在轉爐拉碳至吹煉終點之間，底吹供氣強度為0. 0615 0. 769m3/(min · 的氬氣；在出鋼時，底吹供氣強度為0. 0154 0. 0256m3/ (min · t 半鋼)的氬氣。
9.如權利要求1所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，所述步驟a中的造渣材料的噸鋼加入量由活性石灰10 20kg/t半鋼、高鎂石灰10 20kg/t半鋼和復合造渣劑10 22kg/t半鋼組成，所述步驟b中的造渣材料的噸鋼加入量由活性石灰10 151^八￥ 、高鎂石灰8 121^八￥ 和復合造渣劑3 組成。
10.如權利要求1所述的半鋼煉鋼方法，其特征在于，在所述步驟a倒出爐渣之前向熔池中加入5 lOkg /t^^的可改善爐渣流動性的復合渣或污泥球。
全文摘要
本發明提供了一種半鋼煉鋼方法。所述方法包括a、向轉爐熔池中加入造渣材料，并通過爐頂的5孔氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來吹煉造渣以脫除鋼水中的磷，當轉爐中的熔池溫度為1410～1460℃、爐渣的堿度為2.0～2.5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為10～15％時，倒渣；b、再次向轉爐熔池中加入造渣材料，同時通過爐頂的6孔拉烏爾氧槍吹氧工藝和爐底的惰性氣體底吹工藝來再次吹煉造渣以進一步脫除鋼水中的磷，當轉爐中的熔池溫度為1670～1700℃、爐渣的堿度為3～4.5、爐渣中的全鐵含量按重量百分比計為17～20％時，擋渣出鋼，得到磷元素含量不大于0.006wt％的鋼水。本發明的方法具有化渣效果好、化渣時間短、脫磷效率高、顯著降低終點爐渣中的全鐵含量以及使鋼中磷含量低于0.006％的效果。
文檔編號C21C7/064GK102329921SQ20111029366
公開日2012年1月25日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者劉榮蒂, 曾建華, 李安林, 李平凡, 李青春, 楊森祥, 梁新騰, 陳均, 陳天明, 陳永 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司