一种增碳用低磷铁水的生产方法与流程

1.本发明属于高碳钢生产领域，尤其涉及一种高碳钢生产增碳用低磷铁水的生产方法。


背景技术：

2.由于铁水中含有较高的碳含量，转炉生产高碳钢，部分钢厂使用铁水增碳，充分利用铁水中的高含碳量和铁水物理热，可以提高钢水质量，降低生产成本，存在问题是铁水中磷含量较高，将铁水直接兑入钢水中增碳，铁水中的磷含量会直接进入钢水会造成钢水回磷，同时在精炼工序中无法将磷去除，发生磷含量超标事故，尤其对于使用高磷铁水(磷含量大于0.15％)的钢厂，限制了铁水增碳开展。
3.现有技术中，中国专利申请号202010118702.5，公开了一种直接生产低磷铸造用铁水及其生产方法，原料选用氧化铁矿粉，并严格控制矿石中磷含量＜0.2％，以此达到铁水低磷的效果，直接采用矿粉及煤粉生产铸造铁水，生产成本明显提高。该方法采用熔融还原炉，不利于规模化生产，也无法适用于连续高碳钢生产。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种增碳用低磷铁水的生产方法，能够生产低磷高碳(磷含量≤0.03％，碳含量3.5％～4.0％)铁水，满足高碳钢生产需求。
5.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种增碳用低磷铁水的生产方法，包括以下步骤：
7.1)采用转炉全量铁水冶炼，铁水加入速度控制在0.9～1.2t/s；铁水温度1300～1400℃；
8.2)转炉摇零位吹炼，底吹氮气，流量控制在20～25nm3/min，压力为0.6～0.8mpa；
9.3)通过高位料仓先加入氧化铁皮，氧化铁皮耗量控制10～50kg/吨铁，再加入白灰，白灰消耗量控制在10～20kg/吨铁；
10.4)氧枪选择吹氮模式，供氮强度控制在2.6～3.6nm3/t
·
min，枪位控制在2.4～3.0m，吹氮时间3～5min；
11.5)铁水在转炉内底吹搅拌4～5min；
12.6)转炉内铁水磷含量0.03％以下出至铁水罐。
13.步骤1)所述的铁水按重量百分比计：
14.c：3.8％～5.0％，si：0.05％～0.3％，mn：0.10％～0.30％，p：0.08％～0.2％，s：0.005％～0.060％，其余为fe及不可避免的杂质。
15.步骤6)铁水罐内的铁水按重量百分比计：
16.c：3.5％～4.0％，si≤0.1％，mn≤0.05％，p≤0.030％，s：0.005％～0.060％。
17.步骤6)中若转炉内铁水磷含量＞0.03％，继续在转炉内底吹搅拌脱磷。
18.步骤3)中所述的白灰加入量＝10 铁水硅含量*2500，其中，白灰加入量的单位：
kg/吨铁，铁水硅含量的单位：％；
19.氧化铁皮加入量＝10 (铁水温度-1300)*0.25，其中，氧化铁皮加入量的单位：kg/吨铁，铁水温度的单位：℃。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.增碳用低磷铁水的生产方法，安全实用，利用现有的设备设施，直接采用转炉生产，成品置于铁水罐，易于现场实施。
22.采用本发明方法生产的磷含量≤0.03％，碳含量3.5％～4.0％的低磷高碳铁水能够满足高碳钢生产需求。
23.采用低磷铁水增碳，解决了高磷铁水增碳增磷大的技术难题，降低了磷高的质量风险，例如，生产高碳钢45#钢，使用磷含量0.12％的铁水增碳，钢水回磷量平均为100ppm，改为使用低磷铁水增碳，钢水回磷量平均为23ppm，钢水回磷量明显降低，钢水质量明显提升。
24.生产高碳钢采用低磷铁水增碳，降低了高碳钢生产成本，同生产高碳钢使用增碳剂增碳相比，生产成本也大幅降低。
具体实施方式
25.下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
26.一种增碳用低磷铁水的生产方法，包括以下步骤：
27.1)转炉采用全量铁水冶炼，铁水加入速度控制在0.9～1.2t/s；铁水温度1300～1400℃；
28.铁水按重量百分比计：
29.c：3.8％～5.0％，si：0.05％～0.3％，mn：0.10％～0.30％，p：0.08％～0.2％，s：0.005％～0.060％，其余为fe及不可避免的杂质。
30.2)转炉摇零位吹炼；底吹氮气，氮气流量调整到20～25nm3/min，压力为0.6～0.8mpa；
31.3)通过高位料仓先加入干燥氧化铁皮，氧化铁皮耗量控制10～50kg/吨铁；再加入白灰，白灰消耗量控制在10～15kg/吨铁；加入白灰的目的是脱磷，加入氧化铁皮的目的是提供脱磷用的氧。
32.铁水温度每增加或降低10℃，氧化铁皮加入量增加或减少2.5kg/吨铁。
33.4)氧枪选择吹氮模式，供氮强度控制在2.6～3.6nm3/t
·
min，枪位控制在2.4～3.0m，吹氮时间3～5min。氧枪吹氮是为了进一步提高脱磷反应的动力学条件。
34.5)铁水在炉内底吹搅拌4～5min，副枪取样。
35.6)炉内铁水磷含量降至0.03％以下出铁水，否则继续底吹搅拌脱磷，将铁水出至铁水罐内。
36.铁水罐内的铁水按重量百分比计：
37.c：3.5％～4.0％，si≤0.1％，mn≤0.05％，p≤0.030％，s：0.005％～0.060％，其余为fe及不可避免的杂质。
38.实施例1
39.增碳用低磷铁水的生产方法，包括以下步骤：
40.1)采用260吨转炉生产；
41.2)小流加入铁水，铁水加入量270吨，铁水加入时间控制在4～5min。铁水按重量百分比计：
42.c：4.5％，si：0.2％，mn：0.100％，p：0.16％，s：0.030％，铁水温度1350℃，其余为fe及不可避免的杂质。
43.3)转炉底吹氮气，流量调整到20nm3/min。
44.4)根据式(1)、式(2)计算白灰加入量及氧化铁皮加入量：
45.白灰加入量(kg/吨铁)＝10 铁水硅含量*2500
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(1)
46.氧化铁皮加入量(kg/吨铁)＝10 (铁水温度-1300)*0.25
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(2)
47.得到加入白灰3.9吨，氧化铁皮5.85吨，开吹加入炉内。
48.5)氧枪吹氮，供氮流量50000nm3/h，枪位2.8m，氧枪吹氮3min。
49.6)炉内底吹氮气大流量(20nm3/min)5min。
50.7)终点副枪测温1380℃，终点副枪取样铁水，铁水按重量百分比计：
51.c：3.8％，si：0.02％，mn：0.05％，p：0.025％，s：0.018％，其余为fe及不可避免的杂质。
52.8)出钢到铁水罐，吊到精炼跨用做增碳用低磷铁水。
53.实施例2
54.增碳用低磷铁水的生产方法，包括以下步骤：
55.1)采用100吨转炉生产；
56.2)小流加入铁水，铁水加入量110吨，铁水加入时间控制在2min。铁水按重量百分比计：
57.c：4.5％，si：0.15％，mn：0.100％，p：012％，s：0.030％，铁水温度1320℃，其余为fe及不可避免的杂质。
58.3)转炉底吹氮气，流量调整到25nm3/min。
59.4)根据公式白灰加入量(kg/吨铁)＝10 铁水硅含量*2500；
60.氧化铁皮加入量(kg/吨铁)＝10 (铁水温度-1300)*0.25。
61.计算加入白灰1.4吨，氧化铁皮1.5吨，开吹加入炉内。
62.5)氧枪吹氮，供氮流量250000nm3/h，枪位1.8m，氧枪吹氮3.5min。
63.6)炉内底吹氮气大流量(25nm3/min)4.5min；
64.7)终点副枪测温1360℃，终点副枪取样铁水，铁水按重量百分比计：
65.c：3.7％，si：0.02％，mn：0.04％，p：0.022％，s：0.020％，其余为fe及不可避免的杂质。
66.8)出钢到铁水罐，吊到精炼跨用做增碳用低磷铁水。