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一种LF精炼过程钢水脱磷的方法与流程

2021-11-18 01:21:00 来源:中国专利 TAG:
一种lf精炼过程钢水脱磷的方法
技术领域
1.本发明属于炼钢领域,涉及一种lf精炼过程钢水脱磷的方法。


背景技术:

2.磷是钢中有害元素,能少量提高钢的强度,但大幅降低钢的塑性和韧性,增加焊裂的敏感性。同时,磷易偏析,从而加重了钢材的带状组织,对钢材性能影响极大,所以在绝大多数钢的冶炼过程中,都希望将磷含量控制的越低越好,但是由于冶炼过程中的各种因素制约,导致钢水中的p难以有效去除。据有关数据统计,绝大多数情况下,钢水中磷元素的含量难以去除到100ppm以下,对于低温韧性要求高的钢铁产品来说,将会严重影响的产品的低温性能合格率。目前,大多数钢铁企业脱磷都是在转炉过程中进行的,lf精炼主要功能为钢水升温、脱硫、成分微调和提高钢水洁净度,lf精炼过程磷含量不仅无法去除,还会有部分增加。
3.中国专利文献cn 112195309 a(202010870303.4)公开了一种具有深脱磷功能的lf炉冶炼工艺。该专利主要是通过加入还原脱磷剂,利用lf还原气氛,控制钢渣界面氧分压及对钢水中p
3
进一步深脱。该专利采用的是还原性脱磷,成本高且不容易操作。另外,根据该专利实施例1~3记载,该方法将转炉中的刚出先经过脱p处理、rh处理后再进一步进行lf 还原深度脱磷,其工艺复杂、成本高,不适用于在普通钢材冶炼中推广使用。
4.中国专利文献cn105039647a(201510348833.1)公开一种lf炉脱磷精炼方法,它包括如下步骤:(1)钢水入lf炉后,接通钢包底吹气管、外接氧气源,底吹氧40~42s后切换至氩气源,精炼过程全程底吹氩;(2)送电及造渣:送电前加入以下造渣料:9~10kg/t的转炉粒子钢、1.5~2.8kg/t的矿石和2kg/t的萤石,送电至炉渣化透;所述转炉粒子钢为转炉终点渣返回自然冷却后破碎颗粒,以质量百分比计,其主要成分为45~49%cao、14~20%feo,其余为杂质;(3)炉渣化透后停电,将底吹氩流量升至800~850nl/min,采用该气量搅拌10~ 15min,搅拌过程加入1~1.5kg/t的转炉粒子钢、1~1.5kg/t的矿石和1kg/t的萤石粉铺撒至渣层,进行脱磷;(4)脱磷完成后加入石灰1.5~2kg/t以防止回磷。但是,该专利是通过改变造渣方法控制脱磷,可操作性较差,且脱磷率较低,仅有16%。


技术实现要素:

5.本发明针对现有技术中lf精炼过程脱磷困难的问题,提供一种新型lf精炼过程钢水脱磷的方法。本发明方法合理,生产工艺控制简单,脱磷效率高,效果好、产品质量稳定。
6.为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
7.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,其特征在于,
8.钢水进入lf精炼炉后,加石灰2.8~3.2kg/t,吹氧3~4分钟,氧气流量240~260nl/min;钢水温度提升至1590~1600℃,保持此温度7~9分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;
9.lf精炼13~15分钟后(lf精炼时间从吹氧开始计算),通过电弧加热,在120s内将
温度快速提升至1617~1622℃,保持此温度3~5分钟,完成lf炉内脱磷。
10.优选的,上述方法中,所用铁水原料的成分为c:3.5

5.0%、mn:0.15

0.30%,si:0.18~0.32%, p:0.130~0.160%,s:0.015~0.025%,其余为fe和不可避免的杂质。
11.优选的,lf炉精炼前的钢水成分(即转炉冶炼后钢水成分)为:c:0.070~0.160%、 mn:0.85~1.60%,si:0.10~0.40%,p:0.011~0.018%,s:0.009~0.013%,nb:0.005%~0.060%、 v:0.005%~0.070%、ni:0.010%~0.500%,其余为fe和不可避免的杂质。
12.优选的,钢水在lf炉内完成脱磷后,加入1.9~2.1kg/t脱氧剂,lf精炼处理18

23分钟,期间根据钢种成分需要加入适量合金进行成分微调;然后再喂硅钙线160

200m,软吹15min, lf出站钢水温度为1600~1610℃。
13.进一步优选的,所述脱氧剂为铝镁钙复合脱氧剂。
14.进一步优选的,所述lf出站钢水成分为:c:0.080~0.200%、mn:0.90~1.70%、si: 0.15~0.55%、s≤0.005%、p≤0.007%、nb:0.005%~0.060%、v:0.005%~0.070%、ni:0.010%~ 0.500%、ti:0.005~0.020%,ca:0.005~0.010%,其余为fe和不可避免的杂质,均为质量百分比。
15.本发明所述方法,步骤(1)既完成脱磷操作,步骤(2)为正常lf精炼处理,操作简单,仅需控制吹氧流量、时间以及钢水温度等因素就能实现lf精炼过程的脱磷操作,方便简单、便捷。
16.本发明方法合理,生产工艺控制简单,脱磷效率高,效果好、能够稳定将p含量控制在 70ppm以内,产品质量稳定。
17.本发明至少具有以下有益效果:
18.(1)以往生产p≤0.010%的钢时,要求铁水p含量必须控制在0.130%以内;采用本发明方法,相较常规冶炼生产工艺,增加了lf前期脱磷工艺,因此在生产低磷钢时,使用的铁水p上限可提升至0.160%,铁水条件基本不影响生产;
19.(2)减轻了转炉生产压力,采用本发明方法前,转炉冶炼低磷钢的冶炼时间一般都在 45分钟以上,采用该方法后,转炉冶炼周期基本在35分钟左右,大幅提升了生产效率;
20.(3)采用本发明方法前,lf冶炼过程磷含量无法控制,甚至会有一定的增加,采用该发明后,lf冶炼过程,磷元素的脱除率在50%以上,对生产低磷钢产品起到重大促进作用。
具体实施方式
21.以下通过实施例对本发明的技术方案进一步进行解释说明。
22.实施例1
23.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
24.(1)铁水原料成分
25.c:4.2%、mn:0.26%,si:0.24%,p:0.153%,s:0.019%,其余为fe和不可避免的杂质;
26.(2)转炉冶炼后钢水成分
27.c:0.120%,mn:1.41%,si:0.31%,p:0.016%,s:0.010%,nb:0.028%、v:0.026%、ni: 0.17%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量137吨;
28.(3)lf精炼过程
29.钢包进站加石灰411kg,吹氧3.5分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1595℃,保持温度7分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼14分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度4分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂274kg,硅锰合金50kg,nb铁15kg,ti线300m, lf精炼处理21分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1607℃;
30.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.135%、mn:1.42%、si:0.32%、s:0.003%、p:0.007%、nb:0.029%、v:0.026%、ni:0.17%、ti:0.013%,ca:0.006%,其余为fe和不可避免的杂质。
31.经计算:lf精炼脱磷率为56.25%。
32.实施例2
33.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
34.(1)铁水原料成分
35.c:4.17%、mn:0.29%,si:0.22%,p:0.145%,s:0.017%,其余为fe和不可避免的杂质;
36.(2)转炉冶炼后钢水成分
37.c:0.131%、mn:1.37%,si:0.29%,p:0.013%,s:0.011%,nb:0.030%、v:0.024%、ni: 0.15%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量135吨;
38.(3)lf精炼
39.钢包进站加石灰405kg,吹氧3分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1595℃,保持温度8分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼13分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度3分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂270kg,硅锰合金70kg,铌铁12kg,钒铁20kg,钛线300m,lf精炼处理19分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1610℃;
40.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.134%、mn:1.40%、si:0.30%、s:0.002%、p:0.005%、 nb:0.031%、v:0.026%、ni:0.15%、ti:0.014%,ca:0.005%,其余为fe和不可避免的杂质;
41.经计算:lf精炼脱磷率61.54%。
42.实施例3
43.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
44.(1)铁水原料成分
45.c:3.95%、mn:0.26%,si:0.20%,p:0.160%,s:0.020%,其余为fe和不可避免的杂质;
46.(2)转炉冶炼后钢水成分
47.c:0.140%、mn:1.43%,si:0.33%,p:0.017%,s:0.012%,nb:0.025%、v:0.030%、ni: 0.18%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量139吨;
48.(3)lf精炼
49.钢包进站加优质石灰417kg,吹氧4分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1595℃,保持温度9分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼15分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度3分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂278kg,nb铁30kg,ti线330m,lf精炼处理 23分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1605℃;
50.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.143%、mn:1.43%、si:0.33%、s:0.001%、p:0.007%、 nb:0.028%、v:0.030%、ni:0.18%、ti:0.015%,ca:0.008%,其余为fe和不可避免的杂质;
51.经计算:lf精炼脱磷率58.82%。
52.对比例1
53.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
54.(1)铁水原料成分
55.c:4.0%、mn:0.25%,si:0.27%,p:0.152%,s:0.017%,其余为fe和不可避免的杂质;(2) 转炉冶炼后钢水成分
56.c:0.116%,mn:1.39%,si:0.30%,p:0.017%,s:0.009%,nb:0.027%、v:0.028%、ni: 0.18%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量138吨;
57.(3)lf精炼
58.钢包进站加优质石灰417kg,吹氧2.5分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1595℃,保持温度7分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼14分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度4分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂276kg,硅锰合金90kg,nb铁14kg,ti线310m, lf精炼处理21分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1608℃;
59.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.125%、mn:1.43%、si:0.31%、s:0.003%、p: 0.016%、nb:0.028%、v:0.028%、ni:0.18%、ti:0.014%,ca:0.005%,其余为fe和不可避免的杂质;
60.经计算:lf精炼脱磷率为5.88%。
61.对比例2
62.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
63.(1)铁水原料成分
64.(1)铁水原料成分
65.c:4.21%、mn:0.28%,si:0.23%,p:0.146%,s:0.015%,其余为fe和不可避免的杂质;
66.(2)转炉冶炼后钢水成分
67.c:0.133%、mn:1.38%,si:0.27%,p:0.013%,s:0.010%,nb:0.030%、v:0.025%、ni: 0.15%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量135吨;
68.(3)lf精炼
69.钢包进站加优质石灰405kg,吹氧3.3分钟,氧气流量:230nl/min;温度提升至1595℃,保持温度8分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼13分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度3分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂270kg,硅锰合金90kg,钒铁29kg,ti线290m, lf精炼处理19分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1610℃;
70.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.133%、mn:1.41%、si:0.30%、s:0.002%、p: 0.012%、nb:0.030%、v:0.027%、ni:0.15%、ti:0.013%,ca:0.006%,其余为fe和不可避免的杂质;
71.经计算:lf精炼脱磷率7.70%。
72.对比例3
73.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
74.(1)铁水原料成分
75.c:3.97%、mn:0.26%,si:0.21%,p:0.159%,s:0.018%,其余为fe和不可避免的杂质;
76.(2)转炉冶炼后钢水成分
77.c:0.141%、mn:1.44%,si:0.32%,p:0.017%,s:0.011%,nb:0.025%、v:0.029%、ni: 0.18%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量140吨;
78.(3)lf精炼
79.钢包进站加优质石灰422kg,吹氧4分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1585℃,保持温度9分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼15分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度3分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂280kg,nb铁28kg,ti线320m,lf精炼处理 22分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1605℃;
80.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.142%、mn:1.44%、si:0.32%、s:0.001%、p:0.016%、 nb:0.028%、v:0.029%、ni:0.18%、ti:0.014%,ca:0.007%,其余为fe和不可避免的杂质;
81.经计算:lf精炼脱磷率5.88%。
82.对比例4
83.一种lf精炼过程钢水脱磷的方法,包括以下步骤:
84.(1)铁水原料成分
85.c:3.99%、mn:0.26%,si:0.22%,p:0.160%,s:0.017%,其余为fe和不可避免的杂质;
86.(2)转炉冶炼后钢水成分
87.c:0.140%、mn:1.44%,si:0.33%,p:0.018%,s:0.014%,nb:0.027%、v:0.029%、ni: 0.17%,其余为fe和不可避免的杂质,转炉出钢量139吨;
88.(3)lf精炼
89.钢包进站加优质石灰417kg,吹氧4分钟,氧气流量:250nl/min;温度提升至1595℃,保持温度5分钟,此期间不添加任何脱氧合金材料;lf冶炼15分钟,将温度快速提升至1620℃,保持温度3分钟,然后加入铝镁钙复合脱氧剂278kg,硅锰合金25kg,nb铁25kg,钒铁12kg, ti线300m,lf精炼处理22分钟,喂硅钙线200m,软吹15min,lf出站钢水温度:1605℃;
90.lf出站钢水成分质量百分比:c:0.141%、mn:1.45%、si:0.33%、s:0.002%、p:0.016%、 nb:0.029%、v:0.030%、ni:0.17%、ti:0.013%,ca:0.006%,其余为fe和不可避免的杂质;
91.经计算:lf精炼脱磷率11.11%。
92.本发明的lf精炼过程钢水脱磷的方法,通过控制吹氧时间、氧气流量、吹氧后温度、保持温度时间等因素,控制o、ca、p反应生成钙、磷氧化物,[o] [ga] [p]

capxoy,该生成物密度小于钢水,会上浮被钢包表面的渣层吸收。实现精炼过程钢水脱磷方法,可使用磷含量为p:0.130~0.160%的铁水,冶炼磷含量低于0.007%的钢,降低转炉生产压力,提高了生产效率,提升了产品质量。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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