专利名称：一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法
技术领域：
本发明属于转炉冶炼高碳钢技术领域，特别是涉及一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法。
背景技术：
转炉冶炼高碳钢根据出钢时钢水碳含量的不同有两种方式一种是高拉碳法，一种是低拉碳法。高拉碳法出钢吹炼时间短，氧气消耗量少，铁的吹损少，金属收得率高；出钢碳含量高，炉渣全铁含量低，可以减轻炉渣对炉衬侵蚀提高炉龄；出钢时碳含量高，钢液氧活度低，可以提高合金收得率；高拉碳出钢可以减少增碳剂的用量，既节约了成本，又减小了增碳剂中氮杂质对钢质洁净度的影响。但高拉碳条件下出钢，钢水脱磷问题，是要解决的技术难点。日本早在二十世纪七十年代就提出高拉碳法生产高碳钢。神户制铁采用“高拉补吹法”来生产高碳的帘线钢(Ironmaking and Steelmaking, 1977,No. 1 p^ 38)，转炉吹炼供氧强度在1. 1 2. 5Nm3/min/t之间，这种低供氧强度的“软吹法”利于去磷，实现了出钢0. 67 — 0. 68% C，0. 012 0. 013% P，转炉吹炼时间在17. 5 19分钟，这种方法吹炼时间较长，生产效率低，不适应现代化高效转炉生产。国内钢厂采用双渣法高拉碳出钢生产高碳钢82B (刘跃，刘浏，佟溥翘，等.优质高碳钢高拉碳前期脱磷过程控制[J].炼钢，2006,22 ) :27 四)，前期吹炼时间要大于8分钟，影响了生产节奏；铁水硅质量分数要在0. 55%以下，对高炉铁水要求较高。试验对于整个冶炼过程中枪位控制和供氧强度以及后期工艺控制措施等重要参数没有研究。中国专利文献(CN101333578A) —种高拉碳法生产高碳钢的方法，转炉以3. 1 3. 4Nm3/min/t供氧强度吹炼，采用恒流量、变枪位的供氧制度，以活性石灰和矿石为造渣剂，吹炼全程采用较高枪位，开吹到结束采用逐段降枪的枪位制度，转炉冶炼终点倒炉倒渣，取样检测成分、温度，出钢碳含量可以达到0. 46 0. 65%，磷含量0. 013 0. 014%。此方法吹炼全程采用恒定供氧强度，没有考虑软吹操作对前期低温脱磷的有利条件，无大流量底吹搅拌，在吹炼末期倒炉倒渣后仍有大量富磷渣留在炉内，因此出钢过程会产生较严重回磷。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，克服了上述出钢过程产生较严重回磷、生产效率低等不足。本发明采用前期双渣法冶炼，调节供氧强度，以石灰和矿石为造渣料的转炉冶炼高碳钢高拉碳出钢。本发明以转炉为容器，在保证碳含量较高水平下，冶炼终点出钢温度、钢水磷含量均达到高碳钢冶炼要求。本发明所生产高碳钢按重量百分比碳含量0. 60 1. 20%，磷含量 ^ 0. 018%，其余成分根据钢种需要添加。本发明的工艺步骤及控制的技术参数如下
(1)根据出钢温度要求，按照一定的铁水比(铁水重量为总装入量的85% 90% )向转炉内装入铁水和废钢；(2)转炉冶炼第一阶段(0 6min)以2. 8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，采用较大底吹流量搅拌；底吹气体采用氮气，底吹流量为0. INm3/ min/t ；(3)转炉氧枪采用恒流量变枪位操作，根据转炉吹炼的标准枪位制度，转炉标准枪位开吹，2min后逐渐提高枪位；(4)摇炉倒掉部分炉渣，倒渣量不少于炉渣总重量的40% -60% ；(5)转炉吹炼第二阶段以3. 3Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、 矿石造渣剂，采用较小底吹流量；底吹气体采用氩气，底吹流量为0. 05Nm3/min/t ；(6)后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；(7)在总吹炼氧耗的80% 90%内，多批少量加入矿石和萤石；矿石加入量在 2. 5 5公斤/吨钢，萤石用量在1 2. 5公斤/吨钢；(8)转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；(9)转炉出钢，转炉终点控制碳含量为0.4 0.85%，磷含量彡0.015%。入转炉铁水要求磷含量彡0. 12%，铁水硅含量彡0. 60%，铁水温度彡1380°C。采用活性石灰和矿石为主的造渣方式。转炉采用活性石灰和矿石为主的造渣方式，活性灰要求有效CaO含量> 85%。在步骤( 中，石灰和矿石在转炉吹炼2分钟内加入到转炉内，头批石灰根据铁水硅含量加入10 30公斤/吨钢，根据铁水温度情况加入矿石3 10公斤/吨钢；冶炼过程底吹气体采用氮气，底吹流量为0. lNm7min/t。在步骤(3)中，转炉氧枪采用恒流量变枪位操作，根据转炉吹炼的标准枪位制度， 转炉标准枪位开吹，2min后提高枪位，过程枪位比正常高0. 2 0. 4米，采用逐段升枪的枪位制度，前期吹炼结束时枪位比正常吹炼高0. 2 0. 4米。在步骤(5)中，冶炼过程底吹气体采用氩气，底吹流量为0. 05Nm3/min/t ；根据铁水硅含量及前期冶炼倒渣量加入石灰15 30公斤/吨钢，根据铁水温度情况加入矿石7 20公斤/吨钢。在步骤(6)中，转炉氧枪采用恒流量变枪位操作，根据转炉吹炼的标准枪位制度， 转炉开吹枪位和过程枪位比正常高0. 2 0. 4米，采用逐段降枪的枪位制度，吹炼结束时提枪枪位比正常吹炼高0. 2米。在步骤(7)中，矿石加入量在2. 5 5公斤/吨钢，萤石用量在1 2. 5公斤/吨钢。本发明的优点在于第一阶段的氧枪软吹工艺和第二阶段的较大供氧流量相结合，既提高了脱磷率又提高了冶炼效率；前期采用软吹操作可以使炉渣活跃，提高炉渣脱磷能力；采用较大的底吹流量可以使钢渣充分接触，为脱磷提供了很好的动力学条件；冶炼过程倒S，可降低富磷渣渣量，减小了后期回磷量；后期降低底吹流量，有效的避免了高温钢水对炉底的侵蚀，可提高炉龄；本方法脱磷效果稳定，可以满足高拉碳出钢时钢水对磷含量的要求。
具体实施例方式为清楚地说明本发明的冶炼要点及其实施效果，提供了 210吨转炉冶炼的实施例和实施效果。实施例1 根据本发明所述的双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，向210吨转炉内加入 185 吨铁水，23. 5 吨废钢，铁水条件是4. 13% C，0. 37% Si，0. 23% Mn，0· 10% P，0· 038% S，1357°C ；第一阶段采用2. 8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，开吹枪位2. 5米，过程枪位2. 7 2. 1米，拉碳枪位1. 9米，开吹后在1分钟内向转炉内加入5吨石灰05公斤/吨钢)，1. 5 吨矿石(7公斤/吨钢)，底吹氮气流量为为0. lNm7min/t，第一阶段结束铁水成分及温度为3. 53% C，0. 002% Si，0. 09% Μη,Ο. 021% Ρ，0. 041% S, 1387°C ；第二阶段采用 3. 3Nm3/ min/t的供氧强度吹炼，开吹枪位2. 3米，过程枪位2. 6 2. 1米，停吹枪位1. 9米，开吹后向转炉内加入6吨石灰( 公斤/吨钢)，3. 1吨矿石(15公斤/吨钢)，底吹氮气流量为为 0. 05Nm7min/t，在吹炼氧耗的80 90%分两批加入矿石和萤石共700公斤和200公斤；总吹炼时间14分钟，吹炼结束，倒渣、测温、取样；出钢。通过上述冶炼过程，实现了出钢C = 0. 55%, P = 0. 008%，出钢温度=1595°C。实施例2 根据本发明所述的双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，向210吨转炉内加入 183 吨铁水，25 吨废钢，铁水条件是4. 03% C，0. 58% Si，0. 21% Μη,Ο. 097% P，0· 034% S, 1377°C ；第一阶段采用2. 8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，开吹枪位2. 4米，过程枪位2. 6 2. 1米，拉碳枪位1. 8米，开吹后在1分钟内向转炉内加入4. 5吨石灰(23公斤/吨钢)，1. 5 吨矿石(7公斤/吨钢)，底吹氮气流量为为0. lNm7min/t，第一阶段结束铁水成分及温度为3. 68% C，0. 002% Si，0. 08% Μη,Ο. 023% Ρ，0. 035% S, 1369°C ；第二阶段采用 3. 3Nm3/ min/t的供氧强度吹炼，开吹枪位2. 3米，过程枪位2. 7 2. 0米，停吹枪位1. 9米，开吹后向转炉内加入5吨石灰( 公斤/吨钢)，3. 4吨矿石(16公斤/吨钢)，底吹氮气流量为为 0. 05Nm7min/t，在吹炼氧耗的80 90%分两批加入矿石和萤石共550公斤和200公斤；总吹炼时间14. 4分钟，吹炼结束，倒渣、测温、取样；出钢。通过上述冶炼过程，实现了出钢C =0. 62%, P = 0.012%，出钢温度=1599°C。通过以上实施例可以看出，采用本发明的双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法， 可以满足钢水高拉碳条件下的去磷效果，实现高拉碳出钢。
权利要求
1.一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，高碳钢中碳含量为0. 60 1. 20%，磷含量< 0. 018%，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下(1)根据出钢温度要求，按照铁水重量为总装入量的85% 90%向转炉内装入铁水和废钢；(2)转炉冶炼第一阶段0 6min，以2.8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，底吹气体采用氮气，底吹流量为0. lNm3/min/t ；(3)转炉氧枪采用恒流量变枪位操作，根据转炉吹炼的标准枪位制度，转炉标准枪位开吹，2min后逐渐提高枪位；(4)摇炉倒掉部分炉渣，倒渣量为炉渣总重量的40%-60% ；(5)转炉吹炼第二阶段以3.3Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，底吹气体采用氩气，底吹流量为0. 05Nm3/min/t ；(6)后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；(7)在总吹炼氧耗的80% 90%内，多批少量加入矿石和萤石；矿石加入量在2.5 5 公斤/吨钢，萤石用量在1 2. 5公斤/吨钢；(8)转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；(9)转炉出钢，转炉终点控制碳含量为0.4 0. 85%，磷含量< 0. 015%。
2.根据权利要求1所述的一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，其特征在于入转炉铁水要求磷含量< 0. 12%，铁水硅含量< 0. 60%，铁水温度< 1380°C。
3.根据权利要求1所述的一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，其特征在于转炉采用活性石灰和矿石为主的造渣方式，活性灰要求有效CaO含量> 85%。
4.根据权利要求1所述的一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，其特征在于在步骤②中，石灰和矿石在转炉吹炼2分钟内加入到转炉内，头批石灰根据铁水硅含量加入 10 30公斤/吨钢，根据铁水温度情况加入矿石3 10公斤/吨钢。
5.根据权利要求1所述的一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，其特征在于在步骤(5)中，根据铁水硅含量及前期冶炼倒渣量加入石灰15 30公斤/吨钢，根据铁水温度情况加入矿石7 20公斤/吨钢。
全文摘要
一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，属于转炉冶炼高碳钢技术领域。工艺步骤为按照一定的铁水比向转炉内装入铁水和废钢；转炉冶炼第一阶段以2.8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，采用较大底吹流量搅拌；转炉吹炼前期以标准枪位开吹，后逐渐提高枪位；摇炉倒掉部分炉渣；转炉吹炼第二阶段以3.3Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂；后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；在总吹炼氧耗的80％～90％内，多批少量加入矿石和萤石；转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；转炉出钢。优点在于，克服了出钢过程产生较严重回磷、生产效率低等不足。
文档编号C21C5/30GK102559984SQ20121005197
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者刘启江, 刘洋, 吕延春, 姜中行, 张小明, 李鹏程, 王文军, 王海宝, 田志红, 麻庆申 申请人:首钢总公司