一种转炉双联炼钢方法
【专利摘要】本发明公开了一种转炉双联炼钢方法，所述方法包括下述步骤：铁水预处理；转炉脱磷；转炉脱碳，其中，在转炉脱磷过程中，向钢水中加入低硫铁块，加入量为50-70kg/t。通过使用本发明的转炉双联炼钢的方法，能够提高钢水质量。
【专利说明】一种转炉双联炼钢方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转炉双联炼钢方法，更具体地说，涉及一种能够提高钢水质量的转炉双联炼钢方法。
【背景技术】
[0002]转炉炼钢过程中，如何降低钢水中硫、磷含量，提高钢水质量，是当前冶炼高品质钢所要解决的技术难题。目前钢铁市场竞争的日趋激烈，对产品质量要求日趋苛刻，品种钢冶炼越来越受各钢铁企业的重视，而有效控制钢水中硫、磷含量是提高品种钢冶炼水平的主要途径之一。双联炼钢法作为实现高品质钢冶炼的方法之一，其脱磷炉起着至关重要的作用，而对温度的控制将会起着决定性作用。
[0003]在实际生产中，生产低磷品种钢，一般均采用转炉双联工艺，为保证脱磷炉脱磷效果，要求脱磷炉终点温度控制较低，一般按1320-1400°C控制，而废钢熔点通常在1500°C以上，脱磷炉所加完废钢在冶炼过程中，常出现化不开现象，影响脱磷炉熔池搅拌效果及转炉内热量平衡，造成脱磷效率低，同时脱磷炉出钢量也无法保证。
[0004]随着世界转炉炼钢技术的发展和炼钢设备的多样化，使传统的转炉炼钢过程(即在同一座转炉内进行脱磷、脱硫、脱碳、升温等)逐步转向单一化，即将冶炼过程分为几个功能阶段，一个冶炼设备进行单一功能的操作成为炼钢生产的发展方向。这种发展带来的好处是:可提高钢水质量，缩短转炉冶炼周期，降低原材料的消耗和能耗，每一设备的生产操作单一，有利于冶炼过程的控制和管理。转炉双联法冶炼正是基于此背景发展起来的一项炼钢新技术，该工艺核心是将转炉冶炼功能分为脱磷和脱碳两部分，两个转炉分别进行脱磷和脱碳操作。双联法的主要优势包括:(1)炉内自由空间大，允许强烈搅拌钢水；(2)高强度底吹；(3)渣量少；(4)处理后铁水温度较高(1350°C左右)。
[0005]而普通炼钢技术是在同一座转炉内完成脱磷、脱硫、脱碳、升温等冶炼目的。为满足冶炼钢种终点要求，所需冶炼条件不尽相同。脱磷的热力学条件是:适当的低温，高碱度、高FeO含量和大渣量的炉渣；脱硫的热力学条件是:适当的高温，高碱度、低FeO含量、良好的流动性和大渣量的炉渣；所炼钢种的终点温度一般要求在1650°C左右，终点碳一般要求在0.015%以下(高碳钢除外)，但从脱磷、脱硫的热力学条件来看，为满足终点冶炼要求，其脱磷、脱硫反应的热力学条件是存在相互制约的。因此，难以将传统炼钢工艺中的脱硫、脱磷方法应用到双联炼钢中。
[0006]第CN101294230A号中国专利申请公开了一种转炉双联炼钢工艺，包括转炉外铁水预处理、转炉冶炼和转炉外二次精炼，所述转炉冶炼包括脱磷工艺和脱碳工艺，转炉冶炼在两个转炉内完成，其中脱磷工艺在转炉1内完成，脱碳工艺在转炉II内完成，该申请将转炉冶炼的脱磷工艺和脱碳工艺分两个转炉进行，分别单独调整工艺参数，转炉的功能专一化，消除炼钢工艺中脱磷和脱碳的热力学矛盾，提高产品质量，使每炉的吹氧时间大大缩短，继而缩短冶炼周期，可实现少渣冶炼，脱碳工艺中可加入锰矿来调节热平衡和提高终点锰含量，可减少出钢过程锰铁合金的用量，对高锰钢、超低磷钢等的冶炼优越性更为突出，降低冶炼成本。
[0007]第CN102443675A号中国专利申请公开了一种采用转炉双联工艺的低硫钢的生产方法。所述生产方法，包括如下步骤:步骤(1)，铁水扒铁渣加入脱硫剂，进行KR脱硫处理，脱硫铁水扒渣后兑入脱磷炉；步骤(2)，所述脱磷炉加入废钢、渣料后开始吹炼，处理结束半钢兑入脱碳炉；步骤(3)，所述脱碳炉加入渣料，开始吹炼，吹炼结束钢水满足S〈0.005%的标准。本发明无需LF精炼脱硫，转炉直接可以稳定生产S〈0.005%的钢水，有利于连铸生产节奏的匹配；对于低硫钢的生产，转炉将硫控制在S〈0.005%，可以避免由于LF脱硫而造成的钢水增碳增氮；转炉石灰总消耗量小于35kg/t，总渣量小于70kg/t。
[0008]上述双联炼钢工艺介绍了其基本流程及该工艺的相关应用，然而，其仍然难以解决脱磷炉脱磷问题及冶炼过程中增硫等问题，因此影响钢水的质量，难以实现满意的产品质量。
【发明内容】
[0009]本发明的一方面在于提供一种转炉双联炼钢方法，所述方法包括下述步骤:铁水预处理；转炉脱磷；转炉脱碳，其中，在转炉脱磷过程中，向钢水中加入低硫铁块，加入量为50_70kg/t。
[0010]根据本发明的另一方面，在转炉脱磷的步骤中，脱磷终点磷含量可以小于或等与
0.020%，硫含量可以小于或等于0.008%。
[0011]根据本发明的另一方面，可以通过使用KR法对高炉铁水进行深脱硫处理后进行铸造来获得所述低硫铁块。
[0012]根据本发明的另一方面，所述低硫铁块的硫含量可以小于或等于0.002%。
[0013]根据本发明的另一方面，铁水预处理的步骤可以包括铁水脱硫。
[0014]根据本发明的另一方面，铁水预处理的步骤还可以包括脱磷、脱硅中的至少一种。
[0015]因此，利用本发明的转炉双联炼钢方法，能够具有以下技术效果中的一种或多种:
(1)铁块入炉硫含量低，为冶炼超低硫钢、超低磷钢提供了前提条件；(2)铁块入炉硫含量低，可有效降低脱碳炉造渣料消耗，实现少渣冶炼；(3)精炼进站硫含量相应降低，可以有效降低精炼石灰消耗，强化冶炼效果。
【具体实施方式】
[0016]下面将参照本发明的示例性实施例更详细地描述本发明，然而，本发明不应当被解释为局限于这里阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并将把本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0017]根据本发明的一个实施例，提供了一种更有利于转炉双联炼钢中脱磷炉脱磷及尽可能在冶炼过程中少量增硫的转炉双联炼钢新工艺。
[0018]根据该实施例，一种转炉双联炼钢方法包括下述步骤:铁水预处理；转炉脱磷；转炉脱碳，其中，在转炉脱磷过程中，向钢水中加入低硫铁块，加入量为50-70kg/t(即，每吨钢中低硫铁块的加入量为50kg至70kg，下同)。
[0019]其中，铁水预处理的步骤可包括铁水脱硫。根据本发明的一个实施例，可以使用KR法脱硫，然而本发明不限于此，可以使用本领域中的任何可用的脱硫方法来进行铁水脱硫。此外，还可在铁水预处理步骤中对铁水进行其它预处理，例如，可以对铁水进行脱磷、脱硅等其它成分调节方式中的至少一种。
[0020]在转炉脱磷过程中，可以按照50_70kg/t的量向转炉中加入低硫铁块，而不使用废钢。用低硫铁块代替废钢，可以保证脱磷炉冶炼终点时的温度足以融化所加入的低硫铁块，在一定程度上稳定了过程操作，使过程温度可控，同时有效避免了废钢增硫，使脱磷炉吹炼终点磷含量控制在0.020% (重量百分比，下同)以内，硫含量控制在0.008%以内。
[0021]在转炉炼钢过程中，硫主要来自原料，对绝大多数钢种来讲硫是有害元素。所以脱硫是炼钢的基本任务之一。硫在钢中是以FeS形式存在。硫会造成钢的“热脆”性。FeS熔点为1193°C，而Fe与FeS组成的共晶体，其熔点只有985°C。液态Fe与FeS可以无限互溶，但FeS在固态铁的溶解度很小，仅为0.015%~0.020%。所以当钢的硫含量超过0.020%时，钢水在冷却凝固过程中由于偏析，Fe-FeS以低熔点的共晶体呈网状分布于晶界处；钢的热加工温度在1150~1200°C，在此温度下晶界处共晶体已熔化，当钢受压后造成晶界的破裂，这就是钢的“热脆”性。钢中氧含量较高时，FeO与FeS形成的共晶体熔点更低，只有940 °C,更加剧了钢的“热脆”现象。
[0022]根据本发明的一个实施例，采用低硫铁块作为原料、冷却剂加入到脱磷炉内，能够有效降低脱磷炉终点钢水硫含量。而脱磷炉冶炼的半钢作为脱碳炉原料使用，因为其带入硫含量较原双联模式低，可以采取少渣冶炼，减少脱碳炉造渣料加入量，提高钢水质量。另脱碳炉终点钢水硫含量也相应降低，可有效降低LF精炼炉石灰消耗，降低LF处理时间，降低钢水外来夹杂物含量。
[0023]此外，通过加入低硫铁块，还能够起到促进脱磷的作用。
[0024]脱磷的热力学条 件:按照分子理论学说，脱磷反应是界面反应，脱磷反应主要在熔渣一金属界面进行，反应式为:
[0025]5 (FeO) =5 [O]+5 [Fe]
[0026]2 [P] +5 [O] = (P2O5)
[0027](P2O5) +4 (CaO) = (4Ca0.P2O5)
[0028]2 [P] +5 (FeO) +4 (CaO) = (4Ca0.P2O5) +5 [Fe]
[0029]
【权利要求】
1.一种转炉双联炼钢方法，所述方法包括下述步骤: 铁水预处理； 转炉脱磷； 转炉脱碳， 其中，在转炉脱磷过程中，向钢水中加入低硫铁块，加入量为50-70kg/t。
2.如权利要求1所述的转炉双联炼钢方法，其中，在转炉脱磷的步骤中，脱磷终点磷含量小于或等于0.020%，硫含量小于或等于0.008%。
3.如权利要求1所述的转炉双联炼钢方法，其中，通过使用KR法对高炉铁水进行深脱硫处理后进行铸造来获得所述低硫铁块。
4.如权利要求1所述的转炉双联炼钢方法，其中，所述低硫铁块的硫含量小于或等于.0.002%。
5.如权利要求1所述的转炉双联炼钢方法，其中，铁水预处理的步骤包括铁水脱硫。
6.如权利要求5上述的转炉双联炼钢方法，其中，铁水预处理的步骤还包括脱磷、脱硅中的至少一种。
【文档编号】C21C7/064GK103789482SQ201410035168
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】郭伟达, 张佩, 温福新, 毕永杰, 王明杰, 沈彬彬, 于亮涛, 王强, 胡增跃 申请人:莱芜钢铁集团有限公司