本发明属于转炉炼钢技术领域，特别涉及一种低磷钢的冶炼方法。
背景技术
磷元素一般被认为是钢中的有害杂质，容易在晶界偏析，造成钢材“冷脆”，显著降低钢材的低温冲击韧性。随着高品质钢需求的日益增大，对钢中磷含量的要求更高。目前，降低钢水磷含量的技术主要有铁水喷吹预脱磷、转炉双联法脱磷、转炉双渣法脱磷等。
铁水预脱磷工艺最早由日本钢企开发应用，其工艺大致为：在高炉出铁沟进行脱硅处理后，铁水流入鱼雷罐车或铁水包内，扒渣后喷入脱磷剂进行脱磷处理，处理完毕后铁水加入转炉进行脱碳升温处理。这种方法的局限性在于，鱼雷罐或铁水包内空间有限，不利于脱磷反应的进行；另外处理时间长，处理过程铁水温降大等。转炉双联法冶炼工艺的主要特点为，在第一座转炉中进行脱硅脱磷，在第二座转炉中进行脱碳。这种方法具有较强的脱磷能力，但其缺点主要为冶炼周期长，出半钢过程热损失大，而且需要专门添置一座脱磷转炉，设备投资大的同时也给生产组织带来难度。同一转炉双渣法冶炼工艺具有较明显的脱磷效果(参阅jp54097516a、cn103122401a、cn102899443a)，此种方法转炉冶炼主要分为两个阶段，第一阶段为脱硅、脱磷期，第一阶段冶炼结束后提枪倒出大部分的富磷渣，之后进入第二阶段脱碳升温期。该方法操作简单，热损失相对较小，且对设备要求不高，吹炼终点磷含量基本可控制在0.01％以内。该方法冶炼的缺点是转炉终点温度一般不高，且脱磷效果有一定波动。
为了控制钢水夹杂物，并降低精炼电耗及电极消耗，要求转炉冶炼终点钢水碳含量在0.1％以上，终点钢水温度在1670℃以上，终点磷含量在0.008％以下。为了达到转炉高温、高碳、低磷出钢的目的，需研发一种相对应的冶炼工艺。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低磷钢的冶炼方法，以满足提升钢水质量和降低炼钢成本的要求，采用双渣法进行冶炼，具体通过控制入炉铁水比以及采用相配套的加料制度、供氧制度和底吹制度来实现高温、高碳、低磷钢水的冶炼。
一种低磷钢的冶炼方法，采用顶底复吹转炉冶炼并以铁水和废钢为原料，分两个阶段进行吹炼，一次吹炼完成脱硅和脱磷，倒渣后二次吹炼，进行脱碳、升温，最后出钢；其中：
(1)一次吹炼吹氧控制：
一次吹氧枪位
(2)一次吹炼石灰加入量：
w石灰＝53.57×[si]-7.15，其中，w石灰为吨铁石灰加入量，kg/t铁；[si]为铁水硅的百分含量，％；
一次吹炼开吹时一次性加入石灰；
(3)一次吹炼倒渣：
一次吹炼结束提枪，往转炉内加入1～2kg/t钢的压渣剂后倒掉50％以上的前期炉渣；
(4)二次吹炼吹氧控制：
二次吹炼阶段氧压为0.84～0.86mpa，冲击系数为0.63～0.68，底吹供氧强度为0.03～0.05nm3/(t·min)；
(5)二次吹炼加入石灰、轻烧白云石、镁球和升温剂，升温剂在二次吹炼下枪前加入，其余渣料的60％在开吹后加入，剩余渣料分2～3批均匀加入。
进一步，所述的低磷钢的冶炼方法中采用铁水和废钢为原料，铁水比＝158.5-14[si]hm-0.05thm，其中，铁水比为铁水/(铁水+废钢)，％，[si]hm为铁水硅的百分含量，％；thm为铁水温度，℃。
进一步，所述的低磷钢的冶炼方法中一次吹炼的吹氧时间控制在5～7min；一次吹炼0～2min，工作氧压为0.83～0.88mpa，冲击系数控制在0.60～0.70；一次吹炼2min至一次提枪，工作氧压为0.65～0.70mpa，系数控制在0.50～0.60；一次吹炼底吹流量为0.06～0.08nm3/(t·min)。
进一步，所述的低磷钢的冶炼方法中二次吹炼阶段石灰加入量为25～30kg/t钢、轻烧白云石加入量为12～17kg/t钢、镁球加入量为1～2kg/t钢，升温剂加入量为4～8kg/t钢。
进一步，所述的低磷钢的冶炼方法中一次吹炼球团加入量为1t，在开吹时加入；二次吹炼中后期根据炉内的返干情况，少量多批次加入球团，球团每次加入量1.7～2.5kg/t钢。
利用上述低磷钢的冶炼方法，转炉吹炼终点钢水磷含量控制在0.008％以下的同时，转炉出钢温度控制在1670℃以上，出钢碳含量控制在0.1％以上。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
本发明中一次吹炼阶段根据铁水的实际情况合理调整铁水比，以废钢控制熔池温度，能有效减少第一阶段吹炼发生喷溅现象，延长脱磷时间；根据转炉和氧枪的实际情况，采用变枪变氧压的供氧制度，能提高化渣效果、提供较强的动力学条件，有效促进脱磷反应的进行；采用此种方式冶炼，转炉冶炼第一阶段脱磷率可稳定控制在65％以上。
本发明中二次吹炼阶段中为保证炉内热量富余加入一定量的升温剂；采用合理的供氧制度、底吹制度以及加料制度，能进一步强化脱磷，最终实现转炉高温、高碳、低磷出钢的目的。
本发明所述的方法可以有效提高脱磷效率，在将转炉终点钢水温度和钢水碳含量分别控制在1670℃以上和0.1％以上的情况下，转炉终点钢水磷含量能稳定控制在0.008％以下。
具体实施方式
下面结合实施例与对比例对本发明作进一步的具体说明。
本发明中低磷钢的冶炼方法，步骤为铁水脱硫→加废钢、兑铁水→转炉一次吹炼→倒渣→转炉二次吹炼→倒渣出钢。采用铁水和废钢为原料，铁水比＝158.5-14[si]-0.05thm，其中，铁水比为铁水/(铁水+废钢)，％，[si]为铁水硅的百分含量，％；thm为铁水温度，℃。其中：
(1)一次吹炼吹氧控制：
一次吹氧枪位
一次吹炼的吹氧时间控制在5～7min；一次吹炼0～2min，工作氧压为0.84mpa，冲击系数控制在0.66；一次吹炼2min至一次提枪，工作氧压为0.69mpa，系数控制在0.55；一次吹炼底吹流量为0.06～0.08nm3/(t·min)。一次吹炼开吹时加入球团5-10kg/t钢。
(2)一次吹炼石灰加入量：
w石灰＝53.57×[si]-7.15，其中，w石灰为吨铁石灰加入量，kg/t铁；[si]为铁水硅的百分含量，％；
一次吹炼开吹时一次性加入石灰；
(3)一次吹炼倒渣：
一次吹炼结束提枪，往转炉内加入1～2kg/t钢的压渣剂后倒掉50％以上的前期炉渣；
(4)二次吹炼吹氧控制：
二次吹炼阶段氧压为0.84～0.86mpa，冲击系数为0.63～0.68，底吹供氧强度为0.03～0.05nm3/(t·min)；
(5)二次吹炼加入石灰25～30kg/t钢、轻烧白云石12～17kg/t钢、镁球1～2kg/t钢和升温剂4～8kg/t钢，升温剂在二次吹炼下枪前加入，其余渣料的60％在开吹后加入，剩余渣料分2～3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况，少量多批次加入球团，球团每次加入量1.7～2.5kg/t钢。
实施例1
某厂120t顶底复吹转炉采用该方法冶炼帘线钢，以铁水和废钢为原料，分两个阶段进行吹炼，一次吹炼完成脱硅和脱磷，倒渣后二次吹炼，进行脱碳、升温，最后出钢。
转炉炼钢过程控制参数如表1所示。熔池的冲击深度h＝熔池深度×冲击系数，单位cm，熔池深度由副枪测定，冲击系数控制在0.5～0.7，θ为12.5°，氧枪喷头喉口直径d为3.73cm，当工作氧压p1为0.84mpa时，吹氧枪位h为1.5m；当工作氧压p1为0.69mpa时，吹氧枪位h为1.8m；一次吹炼石灰开吹时一次性加入，加入量为1500kg；一次吹炼结束提枪，往转炉内加入200kg的压渣剂后倒掉50％以上的前期炉渣；二次吹炼阶段氧压为0.84mpa，冲击系数为0.63～0.68，底吹供氧强度为0.05nm3/(t·min)；二次吹炼加入石灰3000kg、轻烧白云石1800kg、镁球200kg和升温剂600kg，升温剂在二次吹炼下枪前加入，其余渣料的60％在开吹后加入，剩余渣料分2～3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况，少量多批次加入球团，球团每次加入量250kg。
表1转炉炼钢过程控制参数
转炉终点钢水温度为1675℃，终点钢水碳含量和磷含量分别为0.12％和0.006％。
实施例2
某厂120t顶底复吹转炉采用该方法冶炼帘线钢，以铁水和废钢为原料，分两个阶段进行吹炼，一次吹炼完成脱硅和脱磷，倒渣后二次吹炼，进行脱碳、升温，最后出钢。
转炉炼钢过程控制参数如表2所示。熔池的冲击深度h＝熔池深度×冲击系数，单位cm，熔池深度由副枪测定，冲击系数控制在0.5～0.7，θ为12.5°，氧枪喷头喉口直径d为3.73cm，当工作氧压p1为0.84mpa时，吹氧枪位h为1.45m；当工作氧压p1为0.69mpa时，吹氧枪位h为1.75m；一次吹炼石灰一次性加入，加入量为2500kg；一次吹炼结束提枪，往转炉内加入240kg的压渣剂后倒掉50％以上的前期炉渣；二次吹炼阶段氧压为0.84mpa，冲击系数为0.63～0.68，底吹供氧强度为0.05nm3/(t·min)；二次吹炼加入石灰3200kg、轻烧白云石2000kg、镁球240kg和升温剂650kg，升温剂在二次吹炼下枪前加入，其余渣料的60％在开吹后加入，剩余渣料分2～3批均匀加入。二次吹炼中后期根据炉内的返干情况，少量多批次加入球团，球团每次加入量300kg。
表2转炉炼钢过程控制参数
转炉终点钢水温度为1680℃，终点钢水碳含量和磷含量分别为0.011％和0.007％。