一种通过脱碳保磷冶炼高磷耐侯钢的工艺的制作方法

本发明属于钢铁冶炼，具体涉及一种通过脱碳保磷冶炼高磷耐侯钢的工艺。

背景技术：

1、对绝大多数钢种而言，磷是钢中有害元素之一，在钢中易发生偏析，加工过程中易发生冷脆，导致钢的性能恶化，因此一般要求磷含量越低越好。耐候钢是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢，其中的磷是一种有益元素，可以提高钢材的耐候性和硬度、改善冲击性、降低铁损等。目前，采用常规转炉工艺冶炼耐侯钢，因转炉终点出钢磷含量较低，需要补加大量的磷铁合金，以达到磷含量的要求范围，因此，该方法未能充分利用铁水中的磷资源，造成资源的浪费，冶炼成本高。

2、现有已知报道中，高磷钢一般采用深脱硫铁水少渣冶炼，利用低碱度、弱搅拌使终点钢水磷含量提高至0.05%。申请号为200410047045.0的发明专利申请公开的一种含磷钢的冶炼方法，在转炉中采用快速升温去碳保磷、造高磷渣进行冶炼，向转炉内加入磷铁矿或磷矿来提高转炉终点磷含量；申请号为201410334836.5的发明专利申请公开的顶底复吹转炉含磷钢冶炼方法，转炉以低碱度造渣，加入含铁物料碳球，将终点磷控制在0.05～0.065%；申请号为201110240361.x的发明专利申请公开的一种含磷钢的转炉冶炼方法，通过控制氧枪枪位、供氧强度，减少碱性造渣剂加入，可将终点磷含量控制在0.030%左右，减少磷铁加入量；申请号为201610622221.1的发明专利申请公开的一种控制转炉终点钢水磷含量的方法，上一炉正常脱磷炼钢，并根据需要增磷量进行留渣，然后进行含磷钢的冶炼，依靠高磷炉渣增磷，效果有限；申请号为201811502416.8的发明专利申请公开的一种转炉冶炼高磷钢的方法，采取留渣少渣方式冶炼，降低造渣料和磷铁合金消耗，减少因大渣量导致的铁损，吹炼过程氧枪采用高-低-低枪位，可将终点磷控制在0.05～0.06%；申请号为202210017613.0的发明专利申请公开的一种高磷钢的生产方法，钢水冶炼过程中，采用钢渣部分或全部替代白灰作为熔剂，配合合理的供氧制度、造渣制度、终点控制等工艺手段，满足磷含量要求的同时，降低了白灰消耗，降低了合金成本，但由于钢渣中石灰含量高，实际操作脱碳后终点磷含量无法达到高磷出钢目的；申请号为202010362481.6的发明专利申请公开的一种超低碳高磷钢的制备方法，将铁水进行脱硫处理，进行转炉吹炼，得到钢液抽真空脱碳处理的同时加入含磷物质调整钢液中的磷含量，最终得到超低碳高磷钢，但最终仍需配加大量磷铁合金。

3、以上生产高磷钢的工艺均采用常规转炉低碱度造渣，或配加铁矿石、含磷钢渣的方式部分增磷，但受转炉脱碳强氧化反应的特点，转炉脱碳的同时必然会氧化部分铁水中的磷，对于磷含量≥0.070%的高磷耐侯钢其保磷效果有限，均需要额外补加磷铁。

技术实现思路

1、基于以上所述，本发明的目的在于提供一种通过脱碳保磷冶炼高磷耐侯钢的工艺，所述工艺采用“bof+aod+lf”三步法脱碳保磷，脱碳转炉完成部分脱碳任务得到半钢，冶炼半钢时加入高磷铁矿石调节半钢磷含量，可使半钢中含磷量与铁水中初始含磷量基本接近，能降低成本且显著改善aod转炉的脱碳保铬条件，提高生产效率。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种通过脱碳保磷冶炼高磷耐侯钢的工艺，包括以下步骤：

4、s1、脱碳转炉冶炼：利用脱碳转炉将高炉铁水进行脱碳处理，得到半钢，半钢的化学成分按质量百分比计为：c 2.0～3.0%，si≤0.10%，mn≤0.10%，p 0.070～0.150%，s 0.02～0.06%，其余为fe和不可避免的杂质；

5、s2、出半钢：将s1中半钢出钢至铁水包，其中，半钢出钢温度为1330～1420℃；然后将装满半钢的铁水包吊运至扒渣站进行扒渣，使铁水包内液面渣层厚度≤50mm；

6、s3、aod转炉冶炼：将s2扒渣处理后铁水包置于aod转炉进行深脱碳和还原，其中，还原阶段控制炉渣碱度为1.5～2.5，并加入铝粒进行深脱氧，然后根据冶炼钢种成分选择加入cu、ni、cr、nb、si、mn或ti合金元素中的一种或几种进行合金化，合金化后钢水的化学成分按质量百分比计为：c≤0.15%，si 0.25～0.75%，mn 0.20～1.50%，p 0.070～0.150%，s≤0.010%，cu≤0.55%，ni≤0.65%，cr≤1.25%，其余为fe和不可避免的杂质；

7、s4、lf炉精炼：将s3中合金化后的钢水吊运至lf炉精炼，配加8～12kg/t钢的精炼渣和６～10kg/t钢的石灰，以2～5℃/min的升温速率升温10～20min后快速造白渣深脱硫，使出站钢水s≤0.010%，并根据钢种化学成分控制要求加入合金对钢水成分进行微调；其中，钢中al含量在lf炉种通过喂入铝线调节，控制在0.020～0.040%；

8、s5、板坯连铸：将s4精炼后的钢水吊运至连铸平台浇铸，即可得到高磷耐侯钢板坯。

9、作为本发明技术方案的进一步优选，s1中，脱碳转炉冶炼所用高炉铁水含p 0.070～0.150%。

10、进一步地，s1中，脱碳转炉冶炼时只加入高磷铁矿石作为冷却剂，其中，高磷铁矿石的化学成分按质量百分比计为：p≥0.50%，其余为fe和不可避免的杂质。

11、进一步地，脱碳转炉供氧1～3min后加入10～100kg/t钢的高磷铁矿石，不加入石灰、白云石等任何其它碱性造渣剂。

12、进一步地，脱碳转炉供氧压力设定在0.65～0.75mpa，较转炉正常冶炼压力低0.5～1mpa，总供氧时间4～7min.

13、进一步地，s3中，脱碳阶段前期采取顶枪吹氧脱碳，氧气供气强度为1.0～1.5m3·min-1/t钢，待碳含量达到0.20%～0.30%时，停止顶枪供氧；侧吹氧氩混合气，氧气供气强度为0.5～0.7m3·min-1/t钢，氩气供气强度0.5～0.7m3·min-1/t钢，氧氩比为1:1；碳含量达到0.04%～0.06%后进入还原阶段，炉底侧部风口通入氩气，通过炉顶料仓加入ca-si粉2.0～2.4kg/t钢进行还原。

14、进一步地，脱碳阶段顶吹供氧量为总供氧量的60%，还原阶段炉底侧部风口氩气氩气供气强度为1.5～2.0m3·min-1/t钢。

15、进一步地，s3中，aod转炉冶炼采用硅锰合金配mn，si不足部分采用硅铁补足，钢中的mn、si在aod转炉按冶炼钢种目标成分下限配加，然后在s4步骤中进入lf炉后微调mn、si含量至冶炼钢种要求中限。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明采用脱碳转炉不加入任何碱性造渣剂，高效脱碳保磷得到半钢，冶炼半钢时加入高磷铁矿石调节半钢磷含量，能得到与铁水原始磷含量相近的半钢，冶炼成本低；半钢进入aod转炉冶炼显著改善了aod炉的脱碳保铬条件，提高了aod炉的生产效率；lf炉造白渣深脱硫，升温及微调合金成分，保证了钢水的纯净度及可浇性，为板坯连铸工序创造了有利条件。