本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种极低磷钢的生产方法。
背景技术：
目前钢水洁净度低，钢中磷、硫等元素含量高且很难稳定控制，导致产品性能与国外同类产品差距大且不稳定，是我国钢铁企业面临的突出共性问题，严重制约了我国高端关键钢材品种国产化进程。磷在绝大多数钢种中是有害元素，低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢等钢种，既要求有极低的硫含量，也要求钢中磷含量<0.01％或0.005％。目前，在生产低磷钢的时候，日本、韩国等国家的钢铁企业采用转炉预脱磷并实现规模化工业生产；我国部分钢铁企业采用双炉双联脱磷工艺冶炼，钢水[p]能从0.08％以上降至0.003％～0.008％，效果优良，但要进一步降低钢水中的磷含量极为困难。
在钢铁行业中，通常将[p]≤0.010％的钢称为普通低磷钢，[p]≤0.005％的钢称为超低磷钢，[p]≤0.002％的钢称为极低磷钢。现有方法大多只能将钢中磷降至0.003％～0.008％，能够生产得到超低磷钢，但要如何采用现有设备和工装条件，进一步降低钢中磷含量、实现极低磷钢的常态化生产，仍是业内需解决的难题。
专利cn100560743c，公布了“钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法”，该方法通过控制转炉终点磷含量、转炉出钢过程加入脱磷剂脱磷，并在精炼前拔除脱磷渣的工艺，实现了成品磷0.002％～0.005％的超低磷钢生产，该方法也只能生产超低磷钢，而不能得到极低磷钢。
专利cn101328529b公布了“钢水炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法”，该方法通过出钢过程加入脱磷剂以及喂入脱磷包芯线的工艺，可将磷脱至0.003％。该方法也只能得到超低磷钢，而不能得到极低磷钢。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题为：现有方法生产低磷钢时，难以将磷含量降低到0.002％以下，因而难以生产得到极低磷钢的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案为：提供一种极低磷钢的生产方法。该方法包括以下步骤：
a、提钒转炉脱磷
含钒铁水进入提钒转炉，加入活性石灰对铁水进行提钒、脱磷；
b、脱硫
对步骤a所得的铁水进行脱硫；
c、炼钢转炉脱磷、脱碳
向步骤b得到的铁水中加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷，出钢前加入调渣剂，强搅拌1～3min出钢；
d、lf精炼炉深脱磷
将步骤c出钢后的钢水转入lf炉，加入活性石灰和铝矾土，加热5～15min后，再次加入活性石灰和铝矾土，加热至各钢种的目标温度，出钢；
e、脱硫站脱磷扒渣
向步骤d得到的钢水中喷入钝化石灰1～4kg/t钢，喷吹5～10min，喷吹结束扒出钢包渣，保证扒渣亮面率＞90％；
f、lf精炼
加入脱氧材料对钢水进行脱氧，同时加入低磷脱硫剂进行脱硫，待钢水磷含量＜0.002％时出钢，连铸后即得极低磷钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤a中所述的活性石灰加入量为15～25kg/t钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤a中所述脱磷时氧枪枪位控制为：吹炼前期0～5min内，氧枪枪位1.9～2.2m，吹炼结束前3～5min氧枪枪位1.7～1.9m。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤a中所述脱磷时氧枪的氧气流量为17000～25000nm3/min。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述活性石灰、高镁石灰和造渣剂的加入量分别为：8～18kg/t钢、15～25kg/t钢和7～16kg/t钢；调渣剂加入量为0～1kg/t钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述造渣剂主要成分为：按重量百分比计，sio2：40.0～70.0％、cao≥5.0％、al2o3≤8.0％、s≤0.10％、p≤0.10％。
进一步的，所述造渣剂的熔点≤1260℃。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述调渣剂主要成分为：按重量百分比计，mgo≥50.0％、cao≥8.0％、sio2≤10.0％、c≥8.0％。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述出钢时下渣量≤50mm。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤d中所述活性石灰和铝矾土的加入量分别为3～8kg/t钢和0.5～2kg/t钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤f中所述脱氧材料为普通的钢水脱氧材料，包括铝铁、硅锰、铝丸等。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤f中所述低磷脱硫剂包括活性石灰、高碱度精炼渣、钢玉渣或二氧化硅中的至少一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过采用“提钒转炉脱磷～炼钢转炉脱磷～lf炉精炼深脱磷～脱硫站脱磷”等步骤配合进行、分步脱磷的方式，提高了脱磷效果和脱磷率，能将钢水中磷含量降低至5×10～6以内，相比现有技术生产的低磷钢，本发明生产的低磷钢中磷含量降低了10倍以上；本发明方法操作简单，设备要求低，弥补了转炉双联、转炉双渣等工艺脱磷无法将磷脱至极低值的局限性，具有重要的经济效益。
具体实施方式
本发明提供了一种极低磷钢的生产方法，包括以下步骤：
a、提钒转炉脱磷
含钒铁水进入提钒转炉，加入活性石灰对铁水进行提钒、脱磷；
b、脱硫
对步骤a所得的铁水进行脱硫；
c、炼钢转炉脱磷、脱碳
向步骤b得到的铁水中加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷，出钢前加入调渣剂，强搅拌1～3min出钢；
d、lf精炼炉深脱磷
将步骤c出钢后的钢水转入lf炉，加入活性石灰和铝矾土，加热5～15min后，再次加入活性石灰和铝矾土，加热至各钢种的目标温度，出钢；
e、脱硫站脱磷扒渣
向步骤d得到的钢水中喷入钝化石灰1～4kg/t钢，喷吹5～10min，喷吹结束扒出钢包渣，保证扒渣亮面率＞90％；
f、lf精炼
加入脱氧材料对钢水进行脱氧，同时加入低磷脱硫剂进行脱硫，待钢水磷含量＜0.002时出钢，连铸后即得极低磷钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤a中所述的活性石灰加入量为15～25kg/t钢。步骤a提钒脱磷的时间以具体的提钒时间为准，脱磷时间不做严格限定，只要能够将铁水进行粗脱磷就好。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，为了提高脱磷效果，步骤a中所述脱磷时氧枪枪位控制为：吹炼前期0～5min内，氧枪枪位1.9～2.2m，吹炼结束前3～5min氧枪枪位1.7～1.9m。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤a中所述脱磷时氧枪的氧气流量为17000～25000nm3/min。在此氧气流量下，配合氧气吹炼高度，可以最大限定脱除钢水中的磷。
本发明步骤b中的脱硫方式可采用现有的任意一种脱硫方式，只要能有脱硫效果就行，优选采用加入钝化石灰和钝化镁颗粒的方法进行脱硫。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述活性石灰、高镁石灰和造渣剂的加入量分别为：8～18kg/t钢、15～25kg/t钢和7～16kg/t钢；调渣剂加入量为0～1kg/t钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述造渣剂主要成分为：按重量百分比计，sio2：40.0～70.0％、cao≥5.0％、al2o3≤8.0％、s≤0.10％、p≤0.10％。
优选的，步骤c中所述造渣剂的熔点≤1260℃。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述调渣剂主要成分为：按重量百分比计，mgo≥50.0％、cao≥8.0％、sio2≤10.0％、c≥8.0％。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤c中所述出钢时下渣量≤50mm。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤d中所述活性石灰和铝矾土的加入量分别为3～8kg/t钢和0.5～2kg/t钢。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤f中所述脱氧材料为普通的钢水脱氧材料，如铝铁、硅锰、铝丸等。
其中，上述极低磷钢的生产方法中，步骤f中所述低磷脱硫剂包括活性石灰、高碱度精炼渣、钢玉渣或二氧化硅中的至少一种。
本发明通过采用“提钒转炉脱磷～炼钢转炉脱磷～lf炉精炼深脱磷～脱硫站脱磷”等步骤的配合进行，分步脱磷，有效分解了各工序的脱磷压力，相比现有技术中采用的转炉双联脱磷或转炉脱磷+炉后脱磷技术，本发明的方法脱磷更完全，能够将钢水中的磷含量降低到极低水平；再配合采用不脱氧出钢的方式，有效提高脱磷率并防止钢包渣回磷；在脱磷结束后在脱硫站及时将脱磷渣拔除后，再进行钢水脱氧、脱硫以及合金化，同时有利于钢水硫含量控制以及合金收得率的提高。采用本发明方法能有效将钢水中磷含量降低至5×10-6以内，且操作简单，不需另建设施设备，弥补了转炉双联、转炉双渣等工艺脱磷无法将磷脱至极低值的局限性。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例中所述的活性石灰、高锰石灰等都是普通市售产品。
实施例1采用本发明方法制备极低磷钢
包括以下步骤：
(1)提钒转炉：加入15kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷；吹炼前期3min氧枪枪位按2.2m控制，吹炼结束前5min氧枪枪位1.9m；
(2)脱硫
采用常规的方法进行脱硫；
(3)炼钢转炉：加入活性石灰15kg/t钢，高镁石灰16kg/t钢，造渣剂12kg/t钢进行转炉造渣脱磷，出钢前根据转炉终渣状况加入调渣剂0.3kg/t钢，强搅拌1min出钢，转炉出钢下渣量20mm。
(4)lf精炼：lf进一步对钢水进行深脱磷，且lf不进行脱氧。lf进站加入4kg/t钢的活性石灰，0.5kg/t钢的铝矾土，加热6min后，再次加入8kg/t钢的活性石灰，2kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站：钢水喷入钝化石灰1.5kg/t钢，喷吹时间5min；喷吹结束扒出钢包渣，扒渣亮面率92％。
(6)lf精炼：加入铝丸对钢水进行脱氧，同时加入低磷高碱度精炼渣进行脱硫，待钢水氧含量≤15ppm，硫含量≤0.008％，磷含量＜0.002％时出钢，连铸后即得极低磷钢。
实施例1中，得到的极低磷钢成品中[p]为4.8×10-6。
实施例2采用本发明方法制备极低磷钢
包括以下步骤：
(1)提钒转炉：加入25kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷；吹炼前期5min氧枪枪位按2.0m控制，吹炼结束前3min氧枪枪位1.7m；
(2)脱硫
采用常规的方法进行脱硫；
(3)炼钢转炉：加入活性石灰8kg/t钢，高镁石灰25kg/t钢，造渣剂10kg/t钢进行转炉造渣脱磷，出钢前根据转炉终渣状况加入调渣剂1kg/t钢，强搅拌3min出钢，转炉出钢下渣量35mm。
(4)lf精炼：lf进一步对钢水进行深脱磷，且lf不进行脱氧。lf进站加入8kg/t钢的活性石灰，2kg/t钢的铝矾土，加热10min后，再次加入3kg/t钢的活性石灰，0.5kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站：钢水喷入钝化石灰4kg/t钢，喷吹时间8min；喷吹结束扒出钢包渣，扒渣亮面率91％。
(6)lf精炼：加入硅铁对钢水进行脱氧，同时加入高碱度精炼渣进行脱硫，待钢水氧含量≤20ppm，硫含量≤0.008％，磷含量＜0.002％时出钢，连铸后即得极低磷钢。
实施例2中，得到的极低磷钢成品中[p]为4.5×10-6。
实施例3采用本发明方法制备极低磷钢
(1)提钒转炉：加入19kg/t钢的活性石灰进行提钒、脱磷；吹炼前期4min)氧枪枪位按2.0m控制，吹炼结束前4min氧枪枪位1.8m；
(2)脱硫站：
采用加入钝化石灰和钝化镁颗粒的方法进行脱硫；。
(3)炼钢转炉：加入活性石灰16kg/t钢，高镁石灰20kg/t钢，造渣剂12kg/t钢进行转炉造渣脱磷，出钢前加入调渣剂0.7kg/t钢，强搅拌2min出钢，转炉出钢下渣量15mm。
(4)lf精炼：lf进站加入5kg/t钢的活性石灰，1.5kg/t钢的铝矾土，加热10min后，再次加入6kg/t钢的活性石灰，1.7kg/t钢的铝矾土。
(5)脱硫站：钢水喷入钝化石灰2.5kg/t钢，喷吹时间7min；喷吹结束扒出钢包渣，扒渣亮面率94％。
(6)lf精炼：加入硅铁对钢水进行脱氧，同时加入低磷脱硫剂进行脱硫，待钢水氧含量≤20pmm，硫含量≤0.008％，磷含量＜0.002％时出钢，连铸后即得极低磷钢。
实施例3中，得到的极低磷钢成品中[p]为3.1×10-6。
对比例1采用现有的双渣法生产低磷钢
具体的操作过程如下：
脱磷阶段加入活性石灰23kg/t钢，高镁石灰23kg/t钢，造渣剂17kg/t钢，进行转炉造渣脱磷；脱磷结束前5min加入12kg/t钢的可改善炉渣流动性的改质剂，组成为sio2：50～60％，cao：7～10％，mgo：3～5％，feo：
15～18％，fe2o3：1～3％，其余为不可避免的杂质，脱磷结束倒出80％的转炉渣；再加入活性石灰18kg/t钢、高镁石灰15kg/t钢和复合造渣剂10kg/t钢进行转炉脱碳冶炼。出钢前5min加入改质剂1.3kg/t钢，强搅拌3min出钢，转炉出钢下渣量30mm。出钢过程向钢包内加入3.0kg/t钢的活性石灰，出钢后连铸得到低磷钢。
按对比例1的方法，制备的低磷钢中，[p]为0.006％。
由实施例和对比例可知：采用本发明的方法能够将钢中磷含量降低到5ppm以下，相比现有方法生产的低磷钢，磷含量降低了10倍以上，为生产极低磷钢提供了可能，具有广阔的应用前景。