专利名称：：钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法
技术领域：
：本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中的磷的控制工艺，特别是一种钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法，本发明属于冶金
技术领域：
。技术背景众所周知，磷在钢中通常作为有害元素来加以控制。因为磷在钢中的偏析比较严重，使钢韧性变坏，产生"冷脆"现象，尤其在低温条件下，更容易发生"冷脆"，磷的偏析还会造成钢的各向异性，降低焊接性能、引起不锈钢的腐蚀疲劳。随着科学技术的迅猛发展，高级优质钢对钢材的冶金质量要求不断提高，尤其对钢中的磷含量不断提出更高要求。一些低温用钢、海洋用钢、抗氢裂纹钢和部分厚钢板要求钢中磷含量小于0.01%甚至0.005%;为了防止奥氏体不锈钢产生应力腐蚀裂纹，要求钢中磷小于0.005%。为此，目前钢厂大多采用"双渣法"即在转炉冶炼中采用两次造渣或"双联法"即采取一座转炉将铁水冶炼一半时间后倒入到另一座转炉中继续进行冶炼的方法，这两种方法的不足在于工艺复杂，冶炼时间长，转炉生产率不能得到充分发挥；还有一种方式是对铁水预先进行"三脱"即脱硅、脱硫、脱磷，如日本的钢铁企业，其不足是需用设备多，投资大、工序复杂、热损大、且由于"三脱"后的铁水温度低，使转炉冶炼时加入的废钢量大大减少。因此，为了生产这些低磷、超低磷钢，常规的转炉冶炼已不能满足这些钢种对磷的要求，所以亟待研究辅助以炉外精炼来脱磷的方法，从而实现生产超低磷钢。
发明内容本发明是针对上述现有技术中存在的问题提出的，其目的是提供一种能稳定控制钢液中磷含量在0.0030。％以下，效果明显、稳定、确保和提高精炼钢的质量，降低冶炼成本的用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法。为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法，包括以下步骤①转炉出钢出钢温度在1550°C1660°C，出钢时磷在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣处理出钢；②初脱磷转炉出钢时随钢流向钢包中加入上述脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t;③深脱磷采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中；扒渣先扒渣，然后加钢包覆盖剂；⑤加热搅拌在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580162(TC;(D脱氧、合金化精炼处理；⑦连铸连铸采用全程保护浇注。所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或挡渣锥中的任意一种方式实现。所述的脱磷熔剂的加入，分为两次进行，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂。所述的包芯线的喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t;喂线后静止0.110min，然后进行吹氩轻处理，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min。所述的扒渣在扒渣站进行，采用真空吸渣机或机械扒渣机中的任意一种设备实现。所述的覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t。所述的包芯线的芯部由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂l70%，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物160%，氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物1098%，氟化钙040%，粘结剂020%。所述的包芯线的芯部由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂1035%，碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1045%，氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物3070%，氟化钙530%，粘结剂515%。所述的包芯线是以25mm厚的低碳钢带为外皮。所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。所述原料的粒度在lnm3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度^200ml。所述的脱磷熔剂由如下原料按重量百分比经制备而成Ca02080o/o，FeO1050%，CaF2040%。本发明与现有技术相比，由于工艺简单、灵活、方便，利于应用，并经应用证明，本发明的工艺方法具有脱磷效率高、稳定、时间短，可实现钢水快速精炼脱磷至磷含量低于0.0030%。另外，通过喂线工艺将所述的包芯线喂入钢液中，实现在炉外精炼脱磷生产超低磷钢，弥补了采用常规的转炉冶炼难以达到钢中磷含量小于0.01%的不足，可以满足不同钢水对磷含量的要求。提高精炼钢的质量降低冶炼成本。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。实施例1转炉出钢温度控制在155(TC1660'C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50220Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂线过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，其加入量控制在0.11.5kg/t;在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580162(TC;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先脱磷熔剂按配方配比取CaO粉50kg、FeO粉30kg、CaF2粉20kg放入混料器中进行均匀混料、破碎碾压及气流微粉磨研磨制备而成备用；再按配方配比分别取其粒径为1nm3.5mm的脱磷熔剂粉35kg、氟化,丐粉5kg、氧化钙粉55kg、碳酸钙5kg入立式混料器中进行均匀混料18h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入8020(TC烘干设备进行烘干10h22h即为粉剂。以厚度为2mm5mm的普通低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，包线速度为830m/min，包芯线粉剂含量在100240g/m，包芯线两端封闭，装成10002000m/巻，利于使用中控制加入量与加入速度，包芯线的截面为圆形，包装要确保密封良好，防止潮湿，并在20天内使用。实施例2转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为60300Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t;在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO20kg、FeO50kg、CaF230kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例l;再按配方配比分别取其粒径为lnm3.5mm的制备好的脱磷熔剂lkg、氧化镁98kg、碳酸镁lkg入立式混料器中进行均匀混料18h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入100150。C烘干设备进行烘干10h22h即为粉剂，以厚度为2mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。实施例3转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以卜，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为60220Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.1~1.5kg/t;在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1620°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO80kg、FeO10kg、CaF210kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例h再按配方配比分别取其粒径为lnm3.5mm的制备好的脱磷熔剂45kg、碳酸钙与碳酸镁的混合物30kg(两者的配比不严格要求)、氧化钙与氧化镁的混合物10kg、膨润土15kg入立式混料器中进行均匀混料l8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料乂70180"C烘干设备进行烘干10h20h即为粉剂，以厚度为2.5mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制-包芯线，其它同实施例1。实施例4转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为520kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为60230Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t;在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1600°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO60kg、FeO20kg、CaF220kg制制备好的脱磷熔剂60kg、氟化钙10kg、碳酸钙lkg、氧化镁25kg、粘土4kg入立式混料器中进行均匀混料l8h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的粉料入90160'C烘干设备进行烘干l6h15h即为粉剂，以厚度为5mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。实施例5转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉,出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为520kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280M/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用机械扒渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t，在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在15801620°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取Ca035kg、Fe045kg、CaF220kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例h再按配方配比分别取其粒径为lnm3.5mm的制备好的脱磷熔剂3kg、氟化钙2kg、碳酸钙10kg、氧化镁85kg入立式混料器中进行均匀混料18h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入8018(TC烘干设备进行烘干10h16h即为粉剂，以厚度为4mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。实施例6转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t，分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为70240Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用机械扒渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t，在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1590°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO50kg、FeO40kg、CaF210kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例l;再按配方配比分别取其粒径为lnm3.5mm的制备好的脱磷熔剂12kg、氟化钙18kg、碳酸镁45kg、氧化钙15kg、粘土6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行均匀混料18h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度^200ml;制备好的粉料入9017(TC烘干设备进行烘干10h20h即为粉剂，以厚度为3mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接k制包芯线，其它同实施例l。实施例7转炉出钢温度控制在1550°C1660°C，出钢时磷控制在0.02%以下，采用未脱氧、挡渣塞挡渣处理出钢；转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5~20kg/t,分为两次进行加入，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂，脱磷熔剂加入后对钢水进行吹氩搅拌，氩气的流量为50260Nl/min，吹氩时间为0.110min;吹氩结束后，采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中，喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t，喂线后静止0.110min，后吹氩轻处理并进行搅拌，氩气的流量为50280Nl/min,弱吹氩时间为0.15min;吹氩搅拌结束后，先采用真空吸渣机在扒渣站进行扒渣，然后加钢包覆盖剂，覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t，在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580-1620°C;脱氧、合金化精炼处理；连铸采用全程保护浇注，在连铸浇注时，为了防止钢包渣进入到中包产生回磷，大包中的钢水要预留12吨。所述包芯线的配制，首先按配方配比取CaO70kg、FeO30kg制备脱磷熔剂，其方法同实施例1;再按配方配比分别取其粒径为1nm3.5mm的制备好的脱磷熔剂12kg、氟化钙18kg、碳酸镁45kg、氧化钙15kg、普通水泥6kg、水玻璃4kg入立式混料器中进行均匀混料18h，其中所述氧化钙、氧化镁的活度》200ml;制备好的粉料入10015(TC烘干设备进行烘干10h17h即为粉剂，以厚度为3.5mm的低碳钢带作为包芯线的外皮，线芯为经过烘干的上述粉剂在制线机上，采用单层钢带搭接式制包芯线，其它同实施例l。采用本发明上述实施例1、2和3用于炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法进行了冶炼试验，根据出钢终点磷含量的不同，脱磷量不同，脱磷率在60%以上；钢液中磷含量在0.0030。％以下，结果见表l。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>权利要求1、钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法，其特征在于包括以下步骤①转炉出钢出钢温度在1550℃～1660℃，出钢时磷在0.02％以下，采用未脱氧、挡渣处理出钢；②初脱磷转炉出钢时随钢流向钢包中加入脱磷熔剂，其加入量为5～20kg/t；③深脱磷采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中；④扒渣先扒渣，然后加钢包覆盖剂；⑤加热搅拌在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580～1620℃；⑥脱氧、合金化精炼处理；⑦连铸连铸采用全程保护浇注。2、根据权利要求1所述的制备方法工艺方法，其特征在于步骤1所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或挡渣锥中的任意一种方式实现。3、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤2所述的脱磷熔剂的加入，分为两次进行，在出钢一半时加入1/3的所述脱磷熔剂，出钢将要结束时加入余下的2/3脱磷熔剂。4、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤3所述的包芯线在喂入过程停止吹氩搅拌，喂线速度在180350m/min，喂入量在0.53.5kg/t;喂线后静止0.110min，然后进行吹氩轻处理，氩气的流量为50280Nl/min，弱吹氩时间为0.15min。5、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于步骤4所述的扒渣在扒渣站进行，采用真空吸渣机或机械扒渣机中的任意一种设备。6、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于步骤4所述的覆盖剂的加入量控制在0.11.5kg/t。7、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于其特征在于包芯线的芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成-脱磷熔剂170%碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物160%氧化钙、氧化镁或氧化钙与氧化镁的混合物1098%氟化钙040%粘结剂020%8、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于包芯线的芯部是由如下原料按重量百分比经制备而成脱磷熔剂1035%碳酸钙、碳酸镁或碳酸钙与碳酸镁的混合物1045%氧化拷、氧化镁或氧化转与氧化镁的混合物3070%氟化钙530%粘结剂515%9、根据权利要求1或4所述的工艺方法，其特征在于所述的包芯线以25mm厚的低碳钢带为外皮。10、根据权利要求7或8所述的工艺方法，其特征在于所述的粘结剂为粘土、普通水泥、膨润土、水玻璃中任意一种或两种以上的混合物。11、根据权利要求7或8所述的工艺方法，其特征在于所述原料的粒度在lnm3.5mm，其中氧化钙、氧化镁的活度^200ml。12、根据权利要求1、3、7或8所述的工艺方法，其特征在于所述的脱磷熔剂由如下原料按重量百分比经制备而成CaO2080%FeO1050%CaF2040%。全文摘要本发明涉及一种微合金钢、高碳钢以及特殊钢生产超低磷钢中的磷的控制工艺，特别是一种钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法。包括如下步骤①转炉出钢出钢温度在1550℃～1660℃，出钢时磷在0.02％以下，采用未脱氧、挡渣处理出钢；②初脱磷转炉出钢时随钢流向钢包中加入上述脱磷熔剂，其加入量为5～20kg/t；③深脱磷采用喂线工艺将包芯线喂入钢液中；④扒渣先扒渣，然后加钢包覆盖剂；⑤加热搅拌在精炼炉进行加热搅拌，钢水加热温度控制在1580～1620℃；⑥脱氧、合金化精炼处理；⑦连铸连铸采用全程保护浇注回磷控制。本发明的工艺方法具有脱磷效率高、稳定、时间短脱磷至磷含量低于0.0030％。文档编号C21C7/064GK101328529SQ20081001208公开日2008年12月24日申请日期2008年6月30日优先权日2008年6月30日发明者任子平,刘万山,唐复平,群孙,孟劲松,军张,张晓军,镇李,李德刚,红栗,王仁贵,王文仲,王晓峰,陈本文申请人:鞍钢股份有限公司