一种中频感应炉熔炼钢水的脱磷方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢水脱磷技术领域，具体涉及一种中频感应炉熔炼钢水的脱磷方法。 该方法是在感应炉熔炼钢水的过程中，分阶段分批次向钢水中添加高效脱磷剂，使最终钢 水中磷含量低于〇. 〇lwt%的一种实用脱磷技术。
【背景技术】
[0002] 磷是钢中有害元素，磷含量高会导致材料脆化，因此，高质量的铸件与钢锭都对杂 质元素磷有明确要求，要求磷含量一般在〇. 〇2wt%以下。对感应炉熔炼而言，通常只能通过 选取磷含量较低的优质废钢与合金以生产高质量的产品，这样导致生产成本增加，产品市 场竞争力降低。然而，感应炉熔炼方式却比电弧炉熔炼更加环保，可大大降低熔炼过程中有 害气体、粉尘的排放量，此外，由于感应炉熔炼中废钢烧损率低，并且无需电极加热，其生产 成本高于电弧炉熔炼，采用感应炉熔炼存在明显优势。综上所述，在感应炉熔炼的过程中， 如果能够将钢水中磷含量控制在一个较低的水平，将可部分取代由电弧炉熔炼的高质量要 求的铸件及钢锭，极大地促进整个行业节能减排，同时，不但降低了感应炉生产成本，也显 著提升了感应炉产品质量。因此，迫切需要一种简单而实用的感应炉脱磷方法。
[0003] 近几年，随着感应炉设备不断升级与改进，人们也意识到感应炉脱磷对产品品质 的提升以及降本增效的重要性，但事实却是，感应炉仍只是一种简单的钢水熔炼工具，不能 进行有害元素磷脱除，因此，限制了一些高质量要求的钢种冶炼，也妨碍了企业生产规模的 扩大，到目前为止，还没有将感应炉的设备能力发挥到一个真正的水平。这主要归咎于感应 炉脱磷仍存在如下问题：1)脱磷效果不明显；2)脱磷剂加入后难熔，容易造成局部钢水过 热、漏钢等事故；3)熔炼过程中，由于脱磷剂的加入，导致炉内加料困难，熔炼时间过长；4) 操作过于复杂，带来的额外费用高；5)包衬侵蚀严重，降低使用次数，增加生产成本。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中暴露出的一系列感应炉脱磷存在的问题及脱磷操作的难点，本发 明的目的在于提供一种中频感应炉熔炼钢水的脱磷方法，该方法在依据钢水脱磷原理很好 地解决了感应炉钢水脱磷难题的基础上，开发了一种分阶段分批次向钢水中添加高效脱磷 剂的实用脱磷方法，将熔炼钢水中磷含量控制到低于〇. 〇lwt%，满足高品质钢的生产需要。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0006] -种中频感应炉熔炼钢水的脱磷方法，该方法是利用脱磷剂和助熔剂对感应炉熔 炼过程钢水进行脱磷，具体包括如下步骤：
[0007] (1)脱磷剂的选择
[0008] 所述脱磷剂的组成包括氧化铁粉、氧化钙和氧化镁,其中：氧化镁的重量应小于 氧化铁粉重量的l〇wt% ;氧化钙的重量为氧化铁粉重量的0. 5-5倍；为提高脱磷效率，所述 氧化钙的来源为为小颗粒状的活性石灰，不得用FeO与CaO的预熔物代替脱磷剂中所添加 的氧化铁、氧化钙；所述小颗粒状的活性石灰，其颗粒尺寸应小于1〇_，石灰中CaO含量> 85wt%〇
[0009] (2)感应炉熔炼过程中添加脱磷剂与助熔剂
[0010] 感应炉熔炼过程分为三个阶段：熔炼钢水量达到总重量1/2之前为第一阶段，剩 余废钢全熔时间段为第二阶段，废钢全熔后的提温阶段为第三阶段；根据每个阶段实现的 目的不同，选取两种不同配比的脱磷剂成分，其中：第一阶段所采用脱磷剂中氧化铁粉与氧 化钙的重量比例为1: (0.5-2);第二阶段所采用脱磷剂中氧化铁粉与氧化钙的重量比例为 1: (2-5);第三阶段不使用脱磷剂，只使用助熔剂。
[0011] 感应炉熔炼过程中，添加脱磷剂的原则为：分阶段分批次的加入，即：在冶炼前， 将占所需熔炼废钢总量5-15wt%的脱磷剂铺入炉底层，铺入炉底层的脱磷剂其各组分之间 的配比与第一阶段所用脱磷剂相同；在第一阶段，将占所需熔炼废钢总量35-45wt%的脱磷 剂加入炉中，加入方式为分批次加入，每批次加入量为废钢总量的6-10wt%，各批次之间加 入时间间隔要均匀；在第二阶段，将占所需熔炼废钢总量45-55wt%的脱磷剂加入炉中，加 入方式为分批次加入，每批次加入量为废钢总量的8-12wt%，各批次之间加入时间间隔要均 匀。
[0012] 感应炉熔炼过程中，向炉中加入助熔剂；第一阶段助熔剂的用量应小于该阶段脱 磷剂用量的l〇wt% ;第二阶段助熔剂的用量应小于该阶段脱磷剂用量的10wt% ;第三阶段助 熔剂的用量不超过熔炼过程中脱磷剂总用量的l〇wt% (熔炼过程中脱磷剂总用量是指冶炼 前铺入炉底的脱磷剂与前两个阶段所用脱磷剂的总量)。
[0013] 感应炉熔炼过程中，每个阶段脱磷温度的控制如下：
[0014] 由于低温有利于钢水脱磷，在前两个熔炼阶段，钢水温度控制在1560°c以下，而在 第三阶段，将钢水温度提高到1600_168(TC，该阶段时，需加大感应炉功率及采用炉顶设置 等离子加热装置加热，共同加热的方式可使钢水温度迅速提高到1600-1680范围内，且等 离子加热装置的设置可实现炉顶化渣，加大钢水搅拌，提高脱磷渣的流动性，必须消除厚渣 壳。
[0015] 感应熔炼过程中，所用脱磷剂使用前，其各组分需经高于600°C的高温烘烤；所用 助熔剂为氟化钙或氧化钠等低熔点化合物。
[0016] 本发明具有如下显著效果：
[0017] 1、本发明是一种高效实用的感应炉钢水脱磷方法，主要采用合适比例的高碱度氧 化渣系及渣量、渣料高温烘烤制度、分阶段分批次加入渣料方式、合理的熔炼温度控制制度 以及采用等离子加热装置加热一系列技术措施，可以有效地进行感应炉钢水中磷含量的脱 除，为提升铸钢件和钢铁大铸坯内部质量提供了一种简单而实用的脱磷操作方法。
[0018] 2、本发明所采用的感应炉钢水脱磷方法，能够将最终钢水中的磷含量控制在 0.Olwt%以下，脱磷率达60%以上，为发展感应炉高效脱磷提供了一种简单而实用的脱磷操 作方法。
[0019] 3、本发明所采用的感应炉钢水脱磷方法，一方面，降低生产成本，另一方面，通过 中频感应炉取代电弧炉粗炼钢水，能够实现工业节能减排，对环境保护有益。
[0020]4、本发明通过分阶段分批次合理添加不同配比的脱磷剂，既保证了脱磷效果，又 解决了中频感应炉钢水脱磷所引起的其它技术难题。
【具体实施方式】
[0021] 以下通过实施例详述本发明。
[0022] 以下实施例中，所用脱磷剂由氧化铁粉、氧化钙和氧化镁组成，氧化钙的来源为小 颗粒状的活性石灰，其颗粒尺寸小于l〇mm，石灰中CaO含量> 85wt%，使用时按石灰中实际 所含CaO的量计算脱磷剂配方；脱磷剂使用前，其各组分经过高于600°C的高温烘烤。
[0023] 根据每个阶段实现目的不同，选取两种不同配比的脱磷剂，第一种脱磷剂(脱磷剂 I)中，氧化铁粉：氧化钙=1 :1，氧化镁为氧化铁的8wt. % ;第二种脱磷剂(脱磷剂II)中，氧 化