含磷钢是指含有磷元素的特殊钢,如
耐候钢,而耐候钢主 要分为
焊接结构用耐候钢及高耐候结构钢,这两种耐候钢均含 有磷(P)元素,一般采用转炉或电炉冶炼。按转炉或电炉常 规冶炼方法,在冶炼前期除
钢水中的
碳[C]去除的同时,还会 将钢水中的磷[P]去除,钢水的终点成分碳[C]、
硅[Si]、锰[ Mn]、磷[P]、硫[S]等都控制在较低含量,其后再采用加磷合 金对钢水进行磷合金化;问题在于:采用加磷合金对钢水进行 磷合金化,磷的回收率低,
冶金工艺流程长,对环境污染大; 没有充分利用
铁水中的磷[P]资源,将铁水中的大部分磷[P]在 转炉吹炼或电炉冶炼过程中去除,然后再加磷合金对钢水进行 磷合金化,既延长了冶炼时间,又浪费了资源,增加了冶炼成 本。
本发明的目的在于提供一种充分利用铁水中的磷元素,减 少或不使用磷合金对钢水进行磷合金化、缩短冶炼时间、降低 炼钢生产成本、减轻工人劳动强度的含磷钢(耐候钢)的冶炼 方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:采用转炉冶 炼或电炉冶炼。
①在转炉冶炼含磷钢时,采用快速升温去碳保磷、低
碱度 造高磷渣冶炼操作。在转炉开吹初期,采用低枪位(即
氧枪枪 位控制在钢液面高度0.0-1.0米之间)、低碱度R(CaO/SiO2二 元碱度)控制在1.0-2.5之间、强供氧吹炼(供氧强度控制在2.8- 5.0m3/t·min),使铁水中的碳[C]、硅[Si]、锰[Mn]快速氧化升 温,同时从高位料仓向转炉炉内加入磷铁矿或磷矿0.5-45.0kg/吨钢 以抑制铁水中磷氧化,在吹转后期,从高位料仓向转炉内加入 1.0-30.0kg/吨钢磷铁矿或磷矿,以保证出炉钢水中的磷含量满足 所炼钢种要求,炉渣碱度控制在3.0~4.0之间。
②电炉冶炼含磷钢时,用常规冶炼方法将电炉中的废钢加 热、
熔化,在冶炼初期,当废钢熔化后向钢液中供氧,其供氧 强度控制在1.5-4.5m3/t·min,向电炉内加入造渣料,使炉渣二 元碱度R(CaO/SiO2)控制在1.0-2.5之间,在钢液
脱碳过程中 向电炉中加入0.5-40.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿,抑制钢水中的磷 元素被氧化,在冶炼后期,向钢液中加入0.5-30.0kg/吨钢磷铁矿 或磷矿,以保证出钢时钢液中的磷含量,炉渣碱度控制在2.5- 4.0之间。
采用如上技术方案提供的一种含磷钢的冶炼方法与现有技 术用磷合金对钢水进行磷合金化相比,其有益效果在于:
①在转炉采用快速升温去碳、保磷方法冶炼含磷钢,缩短 冶炼时间5-10%,而且可充分利用铁水中磷元素进入钢液对钢 液进行磷合金化;
②可充分利用现有的丰富而廉价的磷矿或磷铁矿资源冶炼 含磷钢种,不需使用磷合金,可节约生产成本。
③减轻环境污染,有效利用废弃资源,有利于可持续发 展。
下面结合
实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细 描述。
本发明所述的一种含磷钢的冶炼方法采用转炉冶炼或电炉 冶炼。
1、转炉冶炼:可在氧气顶吹转炉或顶底复合吹炼转炉上 冶炼含磷钢。
①将
高炉铁水兑入转炉内,同时加入废钢,采用快速升温 去碳保磷、造高磷渣冶炼方法:在转炉开吹初期,氧枪枪位控 制在距熔池液面0.0-1.0米向转炉内铁水供氧气,并向转炉内加 入造渣料,控制转炉的渣二元碱度在较低水平,即二元碱度 (R=CaO/SiO2)为1.0-2.5。
②为使铁水中的碳[C]、硅[Si]、[锰]快速氧化快速升温, 对炉内铁水进行强供氧吹炼,供氧强度控制在2.8-5.0m3/t·min。
③为抑制铁水中磷被氧化,在强供氧吹炼期间从高位料仓 向转炉炉内加入0.5~45.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿。
④在吹炼后期,根据所炼含磷钢的磷含量和磷铁矿或磷矿 中的磷含量,从高位料仓向转炉内加入1.0~30.0kg/吨钢磷铁矿 或磷矿,保证出钢时钢水中的磷含量,同时对钢水起磷合金化 作用,炉渣碱度控制在3.0-4.0之间。
⑤出钢过程中根据钢水终点磷含量和所炼含磷钢的磷含量 确定是否需补加磷铁合金。
2、电炉冶炼
将废钢和铁水加入到电炉中,供电将废钢加热、熔化,同 时向电炉内吹氧
助熔,使废钢与铁水融为钢液。
在冶炼初期,向钢液中供氧,以
加速废钢熔化和去除电炉 熔池中钢液内的碳、硅、锰等,供氧强度控制在1.5~4.5m3/t.min, 同时向电炉内加入造渣料,炉渣二元碱度(R=CaO/SiO2)为1.0~ 2.5,以使熔池快速升温;在钢液脱碳过程中向钢液中加入0. 5~40.0kg/吨钢的磷矿或磷铁矿,以抑制电炉内钢液中的磷[P]氧 化,在冶炼后期,即造
泡沫渣时,根据所炼钢种中磷含量和磷 矿或磷铁矿中磷含量,向钢液中加入0.5~30.0kg/吨钢磷铁矿或 磷矿,保证出钢时钢液中的磷含量,炉渣碱度控制在2.5-4.0之 间。
实施例1
转炉冶炼:
60t转炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在开吹初期,氧枪枪 位控制在0.2米,加入造渣料,转炉初渣碱度R=1.2,供氧强度为 3.3m3/t.min,同时向转炉炉内加入5kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿, 在吹炼后期向转炉钢液内加入28.0kg/吨钢的含磷铁矿或磷矿, 出钢时钢水终点磷达0.10%,因此钢水合金化时不需添加磷铁 或其它含磷合金,降低成本6元/吨钢。
电炉冶炼:
30t电炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在冶炼初期,向 电炉炉内供氧加速废钢熔化,并去除钢液中的碳、硅、锰等, 其供氧强度为2.0m3/t.min,加入造渣料,控制炉渣碱度为R=2.0, 在脱碳过程中向钢液中加入35kg/吨钢的磷矿或磷铁矿,以使熔 池快速升温并抑制钢液中的磷氧化,在冶炼后期即造泡沫渣 时,向钢液中加入3.0kg//吨钢的磷矿或磷铁矿,出钢时钢水终 点磷含量为0.11%,钢水合金化时不需添加磷铁或其它含磷合 金,成本降低5元/吨钢。
实施例2
转炉冶炼:
50t转炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在开吹初期,氧 枪枪位控制0.6米,加入造渣料,转炉初渣碱度R控制在2.4, 供氧强度为4.8m3/t.min,同时向转炉内加入40.0kg/吨钢的含磷铁 矿或磷矿,在吹炼后期向转炉钢液内加入2.0kg/吨钢的含磷铁矿 或磷矿,出钢时钢水中磷含量为0.11%,钢水合金化时不需添 加磷铁或其它含磷合金,成本降低4.5元/吨钢。
电炉冶炼:
100t电炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在冶炼初期,向 电炉炉内供氧,加速废钢熔化。待废钢熔
化成钢水后再向电炉 钢水中供氧,去除钢液中碳等杂质,其供氧强度为4.0m3/t.min, 加入造渣料使炉渣碱度R=1.5,在脱碳过程中向钢液中加入 3.0kg/吨钢磷矿或磷铁矿,在冶炼后期向钢液中加入28.0kg/吨钢 的磷矿或磷铁矿,出钢时钢液终点磷含量为0.07%,只需补加 少量的磷铁或含磷合金,成本降低3元/吨钢。
实施例3:
转炉冶炼:
100t转炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在开吹初期,氧 枪枪位控制在1.0米,加入造渣料,转炉初渣碱度R=2.0,供氧 强度为4.0m3/t.min,同时向转炉内加入20.0kg/吨钢的含磷铁矿或 磷矿,在吹炼后期向转炉钢液内加入10.0kg/吨钢的含磷铁矿或 含磷矿,出钢时钢液中磷含量为0.09%,不需添加磷铁或含磷合 金,成本降低5.5元/吨钢。
电炉冶炼:
90t电炉冶炼含磷0.07~0.15%的耐候钢,在冶炼初期向电 炉炉内供氧,加速废钢熔化,待废钢熔化成钢液后再向电炉钢 液中供氧以去除碳等杂质元素,其供氧强度为3.0m3/t.min,加入 造渣料使炉渣碱度R=1.0,在脱碳过程中向钢液中加入20kg/吨钢 磷矿或磷铁矿,在冶炼后期向钢液中加入15.0kg/吨钢的磷矿或 磷铁矿,出钢时钢液中磷含量为0.10%,不需添加磷铁或含磷 合金,成本降低5.0元/吨钢。