专利名称：应用预熔型铁酸钙进行cas-ob钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，用于在炉外精炼过程中，应用预熔型铁酸钙脱除钢中的憐，尤其是应用预溶型铁酸I丐在CAS-0B [CAS (Composition Adjustment by Sealed ArgonBubbling)的意思是密封吹氩搅拌调节成分的钢液处理装置，OB意指能够吹氧升温]精炼炉进行钢水炉外精炼过程中生产 超低磷钢的方法。
背景技术：
磷在钢中通常是有害元素，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，因此要严加控制。在传统技术中，钢中的磷一般要求控制在O. 02%以下，但随着科学技术的迅猛发展，高级优质钢对钢材冶金质量要求不断提高，尤其对钢中磷含量提出更苛刻的要求。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的磷含量小于O. 01%甚至O. 005% ;为了防止奥氏体不锈钢产生应力腐蚀裂纹，要求钢中磷含量小于O. 005%。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、工艺复杂、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，常规的转炉冶炼方法已经不能满足这些钢种对磷的要求，所以有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，其目的是提供一种应用预熔型铁酸钙在CAS-OB精炼炉进行钢水炉外精炼脱磷，能将钢液中磷含量稳定控制在O. 003%以下，效果明显、稳定，并确保和提高精炼钢的质量，降低冶炼成本的炉外精炼脱磷生产超低磷钢的工艺方法。为了达到上述发明目的，本发明的技术方案如下，应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法主要包括以下步骤(I)转炉出钢转炉冶炼结束后，将转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1550°C 1680°C，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；(2) CAS-OB精炼炉深脱磷钢包运送至CAS-OB精炼工位，首先打开氩气阀门进行吹氩搅拌，然后向钢包中加入预熔型铁酸钙，整个精炼脱磷过程中都要对钢液进行吹氩搅拌；
(3)扒渣精炼脱磷结束后将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂；(4)调温及搅拌在LF精炼炉(Ladle Furnace钢包精炼炉)对钢液进行调温处理以及搅拌处理，处理结束后钢水温度应控制在1570°C 1600°C ；(6)脱氧、精炼、合金化处理根据不同钢种冶炼要求向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，之后再向钢液加入合金进行合金化操作，脱氧、精炼及合金化过程中也要进行氩气搅拌操作；(7)连铸采用全程保护浇注。其中，所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或者挡渣锥中的任意一种方式来实现。所述的预熔型铁酸钙的加入方式可以是一次或多次加入钢液，加入方式可以是由料仓下料或人工投入。·所述的预熔型铁酸钙用量控制在3 20Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm。所述的预熔型铁酸钙其主要物象组成为CaO · Fe2O3>2Ca0 · Fe203、CaO · 2Fe203的一种或几种的混合物，以及其他不可避免的杂质。所述的在CAS-OB精炼过程中的吹氩处理，氩气的流量控制在10 500NL/min (标准升每分钟)，处理时间控制在I 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来实现。所述的钢包覆盖剂的加入量控制在I IOKg/吨钢。所述的脱氧、精炼、合金化处理过程中的氩气搅拌流量在I 100NL/min。另外，值得一提的是本发明中的脱磷剂预熔型铁酸钙的制备方法主要包括以下步骤第一步准备原料，原料包括富含氧化钙的材料与富含氧化铁的材料；第二步将第一步中准备的原料分别制成粉末；第三步混合，将第二步中制备的粉末按一定比例混合；第四步熔炼，将混合好的粉末加入高温窑炉中，在温度1450 1600°C进行熔炼；第五步熔融出炉后结晶冷却；第六步破碎成型，经破碎，制成富含CaO和Fe2O3、粒度为O. I IOOmm的低熔点铁钙质预熔型脱磷剂。其中，原料中的富含氧化钙的材料包括方解石、石灰石、白云石等矿物原料以及富含氧化钙的电石渣、生石灰粉、造纸白泥、钙粉等各种工业废弃物。原料中的富含氧化铁的材料包括铁矿粉等矿物原料以及工业生产过程中产生的富含氧化铁的铁皮、铁鳞、尘泥等工业废弃物。上述原料中工业废弃物为主要组成部分，矿物原料为次要组成部分。并且上述两类材料的重量百分比范围分别是富含氧化铁的材料是30% 70% ;富含氧化钙的材料是30% 70%。最后，制备好的炼钢用铁钙质预熔型脱磷剂产品的成分范围是Ca025 75%、Fe20325 75%、SiO2彡8%、Γ彡2%、杂质总含量彡5%0
使用本发明的方法进行深脱磷，其脱磷率可达80%以上，能使钢中磷元素含量稳定控制在O. 003%以下。与现有技术相比，脱磷效率高且稳定，减轻转炉冶炼强度，增加转炉寿命，同时还可以降低石灰消耗、降低氧耗、节约电能，并且减少了钢铁料消耗，提高了金属收得率。并且由于预熔型脱磷剂的原料主要取自工业废弃物，使得废物再利用，能够进一步降低生产成本。
具体实施例方式以下，详细说明本发明的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其发明发明人可以对术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本发明技术思想的含义和概念。随之，本说明书所记载的实施例中表 示的结构只是本发明最佳实施例之一，并不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解到对于本发明而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。下面以几个具体实施例来说明本发明的方法及其产生的效果。实施例I :转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1590°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在50NL/min，由料仓一次性将预熔型铁酸钙加入钢液，预熔型铁酸钙用量控制在5Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在12 15min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入3Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为100NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例2 转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1620°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在100NL/min，由料仓一次性将预熔型铁酸钙加入钢液，预熔型铁酸钙用量控制在8Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在9 12min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入4Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为80NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例3 转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1650°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在180NL/min，由料仓一次性将预熔型铁酸钙加入钢液，预熔型铁酸钙用量控制在IOKg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在7 9min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入5Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为50NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例4 转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1660°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在280NL/min，由料仓分两次
将预熔型铁酸钙加入钢液，处理初期加入一半预熔型铁酸钙，精炼处理进行到一半时再加入另一半预熔型铁酸钙，预熔型铁酸钙总的用量控制在IlKg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在5 7min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入7Kg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为30NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例5 转转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1670°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在350NL/min，由料仓分两次将预熔型铁酸钙加入钢液，处理初期加入一半预熔型铁酸钙，精炼处理进行到一半时再加入另一半预熔型铁酸钙，预熔型铁酸钙总的用量控制在15Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在3 5min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入SKg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC ;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为20NL/min ;连铸采用全程保护浇注。实施例6 转炉冶炼结束后，转炉终点磷含量控制在O. 03%以下，出钢温度控制在1680°C左右，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理；出完钢后将钢包运送至CAS-OB精炼工位，对钢液进行吹氩搅拌，氩气的流量控制在430NL/min，由料仓一次性将预熔型铁酸钙加入钢液，预熔型铁酸钙用量控制在20Kg/吨钢，粒度控制在O. Imm 100mm，精炼处理时间控制在2 4min，精炼处理结束停止氩气搅拌，将钢包开出CAS-OB精炼工位；将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入IOKg/吨钢的钢包覆盖剂；再将钢包运送至精炼炉对钢液进行调温处理，将钢水温度应控制在1570°C 160(TC;然后向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，然后向钢液加入合金进行合金化操作；整个调温、脱氧、精炼以及合金化过程中都要进行吹氩搅拌处理，氩气流量为10NL/min ;连铸采用全程保护浇注。以上实施例I 6是在100吨转炉、100吨CAS-0B精炼炉以及100吨LF精炼炉上进行炼钢的，其深脱磷效果见表I。表I应用预熔型铁酸钙进行炉外精炼深脱磷结果
权利要求
1.一种应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于 该方法主要包括以下步骤 (1)转炉出钢转炉冶炼结束后，将转炉终点磷含量控制在O.03%以下，出钢温度控制在1550°C 1680°C，出钢过程中不对钢液进行脱氧处理，且出钢过程中采用挡渣处理； (2)CAS-OB精炼炉深脱磷钢包运送至CAS-OB精炼工位，首先打开氩气阀门进行吹氩搅拌，然后向钢包中加入预熔型铁酸钙，整个精炼脱磷过程中都要对钢液进行吹氩搅拌； (3)扒渣精炼脱磷结束后将钢包运送至扒渣工位，利用扒渣机将脱磷处理后钢液表面的熔渣扒除，然后加入钢包覆盖剂； (4)调温及搅拌在LF精炼炉对钢液进行调温处理以及搅拌处理，处理结束后钢水温度应控制在1570°C 1600°C ； (5)脱氧、精炼、合金化处理根据不同钢种冶炼要求向钢液里加入脱氧剂进行脱氧处理，脱氧结束后进行精炼处理，之后再向钢液加入合金进行合金化操作，脱氧、精炼及合金化过程中也要进行氩气搅拌操作； (6)连铸采用全程保护浇注。
2.根据权利要求I所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于第一步中所述的挡渣处理是采用挡渣塞、挡渣球或者挡渣锥中的任意一种方式来实现。
3.根据权利要求I或2所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于第二步中所述的预熔型铁酸钙的加入方式可以是一次或多次加入钢液，加入方式可以是由料仓下料或人工投入。
4.根据权利要求3所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于所述的预熔型铁酸钙用量控制在3 20Kg/吨钢，粒度控制在.O.Imm IOOmm0
5.根据权利要求4所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于所述的预熔型铁酸钙其主要物象组成为CaO · Fe2O3>2Ca0 · Fe2O3^CaO · 2Fe203的一种或几种的混合物，以及其他不可避免的杂质。
6.根据权利要求5所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于所述的在CAS-OB精炼过程中的吹氩处理，氩气的流量控制在10 500NL/min,处理时间控制在I 15min。
7.根据权利要求6所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于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来实现。
8.根据权利要求7所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于所述的钢包覆盖剂的加入量控制在I IOKg/吨钢。
9.根据权利要求8所述的应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，其特征在于所述的脱氧、精炼、合金化处理过程中的氩气搅拌流量在I 100NL/mirio
全文摘要
本发明提出了一种应用预熔型铁酸钙进行CAS-OB钢水炉外精炼生产超低磷钢的方法，该方法主要包括转炉出钢，CAS-OB精炼炉深脱磷(整个精炼脱磷过程中都要对钢液进行吹氩搅拌)，扒渣，调温及搅拌，脱氧、精炼、合金化处理及连铸。使用该方法进行深脱磷，脱磷率可达80％以上，能将钢液中磷含量稳定控制在0.003％以下，脱磷效率高且稳定，减轻了转炉冶炼强度，增加转炉寿命，同时还可以降低石灰消耗、降低氧耗、节约电能，并且减少了钢铁料消耗，提高金属收得率。
文档编号C21C7/064GK102876843SQ20121022609
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日
发明者陈云天 申请人:辽宁天和科技股份有限公司