专利名称：钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法
技术领域：
本发明涉及一种钢种的冶炼方法，尤其是生产超低磷钢时钢中磷的控制方法。
背景技术：
磷在钢中，通常认为是有害元素，磷在钢水凝固过程中的偏析比较严重，显 著降低钢的韧性，尤其在低温条件下，韧性变坏更为显著，导致钢的"冷脆"， 磷的偏析还容易使钢的局部组织异常，造成各向异性，对焊接性能也有不利，引 起焊接开裂。为此， 一些低温用钢，海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚钢板要求 钢中磷含量小于0.01%甚至0.005%。因此，许多冶金工作者致力于磷的去除研究 工作，开发了各种去除磷的方法，这些方法大都是铁水脱磷法，根据处理容器的 不同，一种是在铁水包或鱼雷罐车中进行的脱磷,如日本新日铁君津厂开发的"石 灰系熔剂最佳精炼工艺(ORP)"、日本住友金属鹿岛厂开发的"住友碱精炼法 (SARP)"， 一种是在转炉内进行铁水脱磷，如日本住友金属和歌山厂开发的SRP 法。
在鱼雷罐车或者钢包中进行脱磷处理中，脱磷熔剂的加入量较多，铁水温降 较大，通常采用吹氧来补充温降，补偿温降时喷溅比较严重，而且还存在铁水包 和鱼雷罐车的容积小，反应较慢，效率低等问题，同时由于硅的氧化损失，还限 制了转炉废钢的使用。转炉内的脱磷具有转炉容积大、反应速度快、效率高，喷 溅少，可在较短的时间内连续完成脱硅、脱磷处理，具有生产效率高等优点，但 是转炉投资大，维护费用高，而低磷、超低磷钢种的比例又比较低，在没有富裕 转炉的条件下，投资新建转炉用于脱磷，费用较大。
采用钢水脱磷法国内外研究较少，采用钢水脱磷生产超低磷钢也有相关报 道。中国专利"一种生产超低磷钢的控制磷的方法"(ZL 02115419.8)，这种方 法中要求在转炉内加入高碱性、高氧化性造渣剂，造高碱度、高氧化性炉渣，强
化转炉内的脱磷，控制转炉出钢终点磷含量小于0. 008%，出钢温度在1610 1650 °。之间，在出钢后加脱磷熔剂，钢包吹氩搅拌，在精炼炉加热搅拌去磷。该方法 对出钢钢水磷含量和出钢温度要求严格，脱磷处理时间较长，工艺控制复杂。而 低磷钢种往往对钢中硫的要求也较低，根据该方法，钢水脱磷后扒渣，再脱氧合 金化、造新渣精炼脱硫，这无疑又延长了生产周期。在该方法中采用真空脱氧合 金化时不扒除脱磷渣，对于铝镇静钢，不扒渣脱氧会引起钢液的回磷。
发明内容
为了克服上述不足，本发明提供一种工艺灵活、操作方便、钢中磷含量控制 在0. 005%以下的钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法。
本发明的技术方案是
①转炉出钢时以重量百分比终点磷含量小于0.013%出钢，在出钢时随钢流 向钢包内加入脱磷熔剂；②出钢时采用挡渣出钢，未脱氧出钢；③出钢完后，将 钢包内的脱磷渣扒除；④扒渣后再进行加热、脱氧合金化、脱硫等精炼处理；⑤ 然后进行连铸。采用这种炉外钢水脱磷的方法可以满足不同钢种对磷的要求，成 品磷含量可以达到小于0. 005%甚至0. 002%。
出钢时加入的脱磷熔剂控制在10 15 kg/t钢的范围内，为减少脱磷过程中 的温降并使脱磷熔剂快速成渣，脱磷熔剂分批加入，出钢1/3时加入一半量的脱 磷熔剂，出钢2/3时加入另一半量的脱磷熔剂。
脱磷熔剂为高碱性的脱磷熔剂，按重量百分比，其组成是石灰60 75%、萤 石10 25%和铁氧化物0 20%。
为防止转炉渣进入钢包，出钢时采用的挡渣出钢可采用挡渣球、挡渣塞或挡 渣锥，转炉下渣量控制钢包渣层厚度〈50mm。
扒渣设备可以是真空吸渣机，也可以是机械扒渣机，扒渣后加钢包覆盖剂， 减少钢水转移过程中的温度损失。
出钢过程中脱磷和扒渣过程引起的温降，可以采用精炼炉来升温，补偿温度损失。
本发明的技术特点是在转炉出钢过程中利用钢渣冲混脱磷的良好动力学条
件向氧化性钢水中加入脱磷熔剂，在钢包内来完成脱磷，达到超低磷水平。充分 发挥和利用出钢钢水的如下有利特点(l)钢水温度高，迅速形成流动性良好的 高碱度渣；(2)钢水中硅、碳含量都很低，所需渣量少，不存在与磷竞争氧化的 问题；(3)钢水中氧含量高；(4)冲混搅拌动力学条件好。
本发明的优点在于采用未脱氧出钢，脱磷熔剂在出钢过程中加入，可以利 用出钢过程中强烈的搅拌能和高的氧分压，使得脱磷熔剂快速成渣和脱磷，脱磷 效率高；采用在出钢过程中脱磷，无需增加脱磷处理设备和增加操作时间，处理 时间短；脱磷效果稳定，可以满足不同超低磷含量钢水的脱磷要求。
具体实施例方式
根据本发明所述的钢水炉外脱磷方法，转炉出钢采用未脱氧挡渣出钢，出钢 温度在1620 1650°C ，在出钢过程中向钢包中加入12 kg/t钢的高碱性脱磷熔剂， 脱磷熔剂的重量百分含量为石灰萤石铁氧化物=70 : 15 : 15，在出钢1/3 时和出钢2/3时各加一半量，出钢结束后，将钢包车开到扒渣站进行扒渣，脱磷 渣扒除以后，钢包内加入钢包覆盖剂，把钢包车开到精炼站，对钢水进行脱氧合 金化、升温、脱硫精炼处理，然后连铸。根据出钢终点磷含量的不同，脱磷量不 同，脱磷率在50 70%，结果参见表l。
出钢终点磷含量 (wt%)脱磷后磷含量 (wt%)脱磷率，％
实施例10.0130. 00561.5
实施例20.010. 00460
实施例30. 0040. 00250
从实施例可以看出，采用本发明的钢水炉外脱磷方法可以灵活控制转炉出钢 终点磷含量，根据钢种要求，可以很方便地、经济地生产出不同磷含量的超低磷 钢，为超低磷钢的生产开辟了新的技术手段，充分利用出钢过程中的冲混脱磷的 动力学条件和未脱氧出钢的高氧化性钢水热力学条件进行脱磷，脱磷效率高、处 理时间短。
权利要求
1、一种钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，其特征在于按照以下步骤进行①转炉出钢时以重量百分比终点磷含量小于0.013％出钢，在出钢时随钢流向钢包内加入脱磷熔剂；②出钢时采用挡渣出钢，未脱氧出钢；③出钢完后，将钢包内的脱磷渣扒除；④扒渣后再进行加热、脱氧合金化、脱硫等精炼处理；⑤然后进行连铸。
2、 根据权利要求1所述的钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，其特征在于 出钢时加入的脱磷熔剂控制在10 15 kg/t钢的范围内，出钢1/3时加入一半量 的脱磷镕剂，出钢2/3时加入另一半量的脱磷熔剂。
3、 根据权利要求1所述的钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，其特征在于-所述的脱磷熔剂为高碱性的脱磷熔剂，按重量百分比，其组成是石灰60 75%、 萤石10 25%和铁氧化物0 20%。
4、 根据权利要求1所述的钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，其特征在于 所述的挡渣出钢可采用挡渣球、挡渣塞或挡渣锥。
5、 根据权利要求1所述的钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，其特征在于 扒渣后加钢包覆盖剂，减少钢水转移过程中的温度损失。
全文摘要
本发明提供了一种钢水炉外脱磷生产超低磷钢的方法，尤其是生产超低磷钢时钢中磷的控制方法。按照以下步骤进行①转炉出钢时以重量百分比终点磷含量小于0.013％出钢，在出钢时随钢流向钢包内加入脱磷熔剂；②出钢时采用挡渣出钢，未脱氧出钢；③出钢完后，将钢包内的脱磷渣扒除；④扒渣后再进行加热、脱氧合金化、脱硫等精炼处理；⑤然后进行连铸。本发明利用出钢过程中脱磷，不增加脱磷处理时间，使用方便，脱磷效率高、处理时间短、脱磷效果稳定，可以满足不同超低磷含量钢水的脱磷要求。
文档编号C21C7/064GK101104876SQ20061016212
公开日2008年1月16日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者田志红 申请人:首钢总公司