專利名稱：電爐煉鋼脫磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電爐煉鋼脫磷方法，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，用戶對純凈鋼的需求量越來越大。而降低鋼中的雜質(zhì)元素如磷、硫等是煉鋼工藝研究的主要內(nèi)容。磷容易在晶界偏析，引起鋼的低溫脆性和回火脆性。因此，高級優(yōu)質(zhì)管線鋼、低溫鋼等對鋼中磷含量的要求越來越嚴格，對鋼中W(P)要求小于0. 010%，甚至小于 0. 005% O目前，超高功率電弧爐生產(chǎn)為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，原料中采用一部分鐵水或生鐵代替廢鋼熔煉，而生鐵、鐵水(無鐵水預處理裝置)磷含量較高，這樣電爐脫磷的負擔將加重，常規(guī)煉鋼工藝難以實現(xiàn)快速脫磷的目的。目前超高功率電弧爐脫磷的方法有三種，一是電弧爐熔化后期，利用熔池溫度低，有利于脫磷的特點，快速的除去70%以上的初渣，另加石灰造渣。這種方法熔池溫度低，熔渣流動性差，沒有充分發(fā)揮初期熔渣的脫磷作用，就將初期熔渣除去了，而且將增加電能和石灰的消耗，成本較高。二是電弧爐熔化后期，加入一定量的脫磷劑強化脫磷。這種方法(如《煉鋼》2006年第22卷第6期，P15 17)采用熔氧結(jié)合技術(shù)，熔化后期利用低溫脫磷，待熔池溫度達1570°C左右，再加入脫磷劑強化脫磷。 但其缺點是要單獨購買脫磷劑，管理難度加大。三是電爐熔煉時采用多次排渣的方法脫磷。 中國專利“一種電爐排渣脫磷方法”(申請?zhí)?00910063364. 3)采用四次排渣的方法，每次排渣后需補加一定量的石灰造渣脫磷。雖然實現(xiàn)了低磷鋼的生產(chǎn)，但多次排渣和加石灰造渣，不僅要消耗大量的電能和石灰，而且將導致電爐的冶煉時間延長，生產(chǎn)效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本較低的電爐煉鋼脫磷方法。本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法，包括排渣步驟，排渣時的鋼水溫度為1560°C以上(排渣時的鋼水溫度優(yōu)選為1560 1600°C )。進一步的，為了使脫磷效果更好，本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法，在鋼水溫度為 1560 1600°C范圍內(nèi)排出55 75wt%的熔渣，其余熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶太東。其中，為了使生產(chǎn)成本更低，脫磷效果更好，本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法優(yōu)選如下步驟a、配料電爐中加入金屬爐料，每噸金屬爐料加入石灰17 Mkg ；其中，所述的金屬爐料為廢鋼鐵料或廢鋼鐵料與鐵水的混合物，所述的廢鋼鐵料為廢鋼與生鐵的混合料；b、熔化通電，使金屬爐料熔化，當金屬爐料熔化50 60%時，再次加入石灰，每噸金屬爐料加入石灰21 Mkg ；C、升溫繼續(xù)通電加熱，當鋼水溫度達到1500°C時，向熔池供氧直到鋼水溫度達到1560°C (—般供氧8 10分鐘，鋼水溫度即達到1560°C )，供氧的氧氣壓力1. 2
31. 4Mpa，供氧強度為每噸鋼水每分鐘供氧0. 7 0. 9m3 ；d、排渣當鋼水溫度達到1560°C時，調(diào)節(jié)供氧氧氣壓力為1. 3 1. 5Mpa，供氧強度為每噸鋼水每分鐘供氧0.9 1. lm3，并在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，排出55 75wt%的熔渣；e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時(從d步驟調(diào)節(jié)供氧壓力強化供氧到鋼水溫度達到1620 1660°C —般需要10 12分鐘)，結(jié)束供氧，并進行留鋼留渣出鋼操作(即把本爐的一部分鋼水和熔渣留給下一爐，以便實現(xiàn)無渣出鋼)，得到[P] ( 0. 005% 的鋼水。其中，上述a步驟中所述的金屬爐料為廢鋼鐵料與鐵水的混合物時，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的5 15wt%，鐵水的兌入量為金屬爐料總重量的20 30%。其中，上述a步驟所述的金屬爐料為廢鋼鐵料時，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的30 40wt%。其中，上述e步驟出鋼量優(yōu)選為總?cè)蹮掍撍康?0 85wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉。本發(fā)明煉鋼脫磷方法相比現(xiàn)有的脫磷方法，不需要加入脫磷劑強化脫磷，只需要一次排渣，且渣量可以減少30%以上，冶煉周期縮短5%以上，大幅度降低了煉鋼脫磷的成本。本發(fā)明為鋼水脫磷提供了一種新的方法，具有廣闊的應用前景。
具體實施例方式本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法，包括排渣步驟，排渣時的鋼水溫度為1560°C以上(排渣時的鋼水溫度優(yōu)選為1560 1600°C。)。為了使脫磷效果更好，本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法，在鋼水溫度為1560 1600°C范圍內(nèi)排出陽 75wt%的熔渣，其余熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉。其中，為了使生產(chǎn)成本更低，脫磷效果更好，本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法優(yōu)選如下步驟a、配料電爐中加入金屬爐料，每噸金屬爐料加入石灰17 Mkg ；其中，所述的金屬爐料為廢鋼鐵料或廢鋼鐵料與鐵水的混合物，所述的廢鋼鐵料為廢鋼與生鐵的混合料；b、熔化通電，使金屬爐料熔化，當金屬爐料熔化50 60%時，再次加入石灰，每噸金屬爐料加入石灰21 Mkg ；C、升溫繼續(xù)通電加熱，當鋼水溫度達到1500°C時，向熔池供氧直到鋼水溫度達到1560°C (—般供氧8 10分鐘，鋼水溫度即達到1560°C )，供氧的氧氣壓力1. 2 1. 4Mpa，供強速度為每噸鋼水每分鐘供氧0. 7 0. 9m3 ；d、排渣當鋼水溫度達到1560°C時，調(diào)節(jié)供氧氧氣壓力為1. 3 1. 5Mpa，供氧強度為每噸鋼水每分鐘供氧0.9 1. lm3，并在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，排出55 75wt%的熔渣；e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時(從d步驟調(diào)節(jié)供氧壓力強化供氧到鋼水溫度達到1620 1660°C —般需要10 12分鐘)，結(jié)束供氧，并進行留鋼留渣出鋼操作(即把本爐的一部分鋼水和熔渣留給下一爐，以便實現(xiàn)無渣出鋼)，得到[P] ( 0. 005%的鋼水。其中，上述a步驟中所述的金屬爐料為廢鋼鐵料與鐵水的混合物時，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的5 15wt%，鐵水的兌入量為金屬爐料總重量的20 30%。配料時兌入鐵水可以充分利用鐵水的熱量，降低能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。其中，上述a步驟所述的金屬爐料為廢鋼鐵料時，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的30 40wt%。其中，上述e步驟出鋼量優(yōu)選為總?cè)蹮掍撍康?0 85wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉。本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法主要是從動力學方面考慮，提高排渣溫度，達到快速高效脫磷的目的?，F(xiàn)有電爐煉鋼的生產(chǎn)低磷鋼水的方法是“先排渣，后加石灰脫磷”。即在鋼水溫度較低(一般為1500°C左右)，排出70%以上的初期脫磷渣，再多次加石灰造渣，然后再排渣，以得到低磷鋼水。從熱力學的角度來說，低溫條件下有利于脫磷，但在低溫條件下， 冶金反應速度慢、石灰熔解慢、熔渣流動性差，對熔渣的脫磷效果大打折扣，同時，熔渣在爐內(nèi)停留的時間很短，沒有充分脫磷就排出了。本發(fā)明的電爐煉鋼脫磷方法則恰恰相反，是 “先加石灰，后排渣脫磷”。即在熔化期分兩批加入石灰，待鋼水溫度達1560°C以上時，再排出充分脫磷的熔渣。具體地說，就是通過上一爐留鋼留渣操作后渣中的高FeO含量以及氧燃燒嘴助熔形成的狗0，與前期加入的石灰形成熔渣而脫磷。同時熔化后期補加的石灰使局部熔渣的流動性變差，使熔渣在爐內(nèi)停留的時間變長。而熔化后期補加的石灰隨鋼水溫度的升高不斷地熔解補償熔渣堿度而參與脫磷。當鋼水溫度1560°C以上時，所加入的石灰已充分熔解，形成了流動性良好的熔渣，冶金反應的動力學條件大為改善，脫磷反應速度加快，熔渣已充分脫磷后，再連續(xù)流出大部分脫磷熔渣。但當熔池溫度1600°C以上時，由于脫磷反應是強放熱反應，脫磷反應的熱力學條件變差，熔渣脫磷效果變差。因此，應在熔池溫度1560 1600°C排出55 75%的熔渣，從而實現(xiàn)低磷鋼水([P]彡0. 005% )的生產(chǎn)。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。實施例1采用本發(fā)明方法生產(chǎn)脫磷鋼水70噸高阻抗超高功率電弧爐采用本發(fā)明方法生產(chǎn)30CrMo (高壓氣瓶管用鋼)，其工藝步驟a、偏心底留鋼留渣(偏心底留鋼留渣是出鋼口不在爐底中心部位，而是偏離爐底中心一段距離，便于實現(xiàn)無渣出鋼)出鋼后，電爐加入廢鋼鐵料61. 34t (其中生鐵6. 81t)， 配入石灰1500Kg造渣，兌入鐵水23. 4t。b、供電，采用3支氧燃燒嘴，加速金屬爐料熔化，每支燒嘴的功率為3. 5MW，金屬爐料熔化50 60%，再添加石灰2000Kg造渣。C、鋼水溫度達到1500 1550°C時，吹氧10分鐘，氧氣壓力1. 2 1. 4Mpa，供氧強度0. 7 0. 9m3/t. min (即每噸鋼水每分鐘供氧0. 7 0. 9m3，下同)，形成流動性良好的熔渣。d、當鋼水溫度達到1560°C以上，強化供氧10分鐘，氧氣壓力1. 3 1. 5Mpa，供氧強度0.9 1. Im7t.min，同時不斷流出大部分熔渣，在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，共排出70%的熔渣(余渣留給下一爐)；
e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時，進行留鋼留渣出鋼操作(即出鋼量總?cè)蹮掍撍康?5wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉)，得到 [P]0. 002% 的鋼水?？偧尤胧?500Kg，每噸金屬爐料石灰加入量為41kg，冶煉周期為57min。比70 噸高阻抗超高功率電弧爐采用常規(guī)工藝少用石灰^kg,縮短冶煉周期lOmin。實施例2采用本發(fā)明方法生產(chǎn)脫磷鋼水70噸高阻抗超高功率電弧爐采用本工藝術(shù)生產(chǎn)WB36CN1 (核電管用鋼)，其工藝步驟a、偏心底留鋼留渣(偏心底留鋼留渣是出鋼口不在爐底中心部位，而是偏離爐底中心一段距離，便于實現(xiàn)無渣出鋼)出鋼后，電爐加入廢鋼鐵料62. 64t (其中生鐵5t)，配入石灰1800Kg造渣，兌入鐵水21t。b、供電，采用3支氧燃燒嘴，加速金屬爐料熔化，每支燒嘴的功率為3. 5MW，金屬爐料熔化50 60 %，再添加石灰2000Kg造渣。C、熔池溫度達到1500 1550°C時，吹氧10分鐘，氧氣壓力1. 2 1. 4Mpa，供氧強度0. 7 0. 9m3/t. min,形成流動性良好的熔渣。d、當鋼水溫度達到1560°C以上，強化供氧10分鐘，氧氣壓力1. 3 1. 5Mpa，供氧強度0.9 1. Im7t.min，同時不斷流出大部分熔渣，在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，共排出65%的熔渣(余渣留給下一爐)；e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時，進行留鋼留渣出鋼操作(即出鋼量總?cè)蹮掍撍康?5wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉)，得到 [P]0. 003% 的鋼水?？偧尤胧?500Kg，每噸金屬爐料石灰加入量41kg，冶煉周期為55min。比70噸高阻抗超高功率電弧爐采用常規(guī)工藝少用石灰^kg,縮短冶煉周期12min。實施例3采用本發(fā)明方法生產(chǎn)脫磷鋼水70噸高阻抗超高功率電弧爐采用本工藝術(shù)生產(chǎn)27CrMo (石油管用鋼)，其工藝步驟a、偏心底留鋼留渣(偏心底留鋼留渣是出鋼口不在爐底中心部位，而是偏離爐底中心一段距離，便于實現(xiàn)無渣出鋼)出鋼后，電爐加入廢鋼鐵料65. 17t (其中生鐵7.68t)， 配入石灰1500Kg造渣，兌入鐵水19t。b、供電，采用3支氧燃燒嘴，加速金屬爐料熔化，每支燒嘴的功率為3. 5MW，金屬爐料熔化50 60%，再添加石灰1800Kg造渣。C、熔池溫度達到1500 1550°C時，吹氧10分鐘，氧氣壓力1. 2 1. 4Mpa，供氧強度0. 7 0. 9m3/t. min,形成流動性良好的熔渣。d、當鋼水溫度達到1560°C以上，強化供氧10分鐘，氧氣壓力1. 3 1. 5Mpa，供氧強度0.9 1. Im7t.min，同時不斷流出大部分熔渣，在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，共排出70%的熔渣(余渣留給下一爐)；e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時，進行留鋼留渣出鋼操作(即出鋼量總?cè)蹮掍撍康?5wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉)，得到 [P]0. 002% 的鋼水。
總加入石灰3300Kg，每噸金屬爐料石灰加入量39kg，冶煉周期為60min。比70噸高阻抗超高功率電弧爐采用常規(guī)工藝少用石灰31kg，縮短冶煉周期7min。
權(quán)利要求
1.電爐煉鋼脫磷方法，包括排渣步驟，其特征在于排渣時的鋼水溫度為1560°C以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于排渣時的鋼水溫度為 1560 1600 。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于在鋼水溫度為1560 1600°C范圍內(nèi)排出55 75wt%的熔渣，其余熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于包括如下步驟a、配料電爐中加入金屬爐料，每噸金屬爐料加入石灰17 Mkg；其中，所述的金屬爐料為廢鋼鐵料或廢鋼鐵料與鐵水的混合物，所述的廢鋼鐵料為廢鋼與生鐵的混合料；b、熔化通電，使金屬爐料熔化，當金屬爐料熔化50 60%時，再次加入石灰，每噸金屬爐料加入石灰21 Mkg ；c、升溫繼續(xù)通電加熱，當鋼水溫度達到1500°C時，向熔池供氧直到鋼水溫度達到 1560°C，供氧的氧氣壓力1. 2 1. 4Mpa，供氧強度為每噸鋼水每分鐘供氧0. 7 0. 9m3 ；d、排渣當鋼水溫度達到1560°C時，調(diào)節(jié)供氧氧氣壓力為1.3 1. 5Mpa，供氧強度為每噸鋼水每分鐘供氧0. 9 1. lm3，并在鋼水溫度1560 1600°C范圍內(nèi)，排出55 熔渣；e、出鋼當鋼水溫度達到1620 1660°C時，結(jié)束供氧，并進行留鋼留渣出鋼操作，得到 [P] ( 0. 005% 的鋼水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于a步驟中所述的金屬爐料為廢鋼鐵料與鐵水的混合物，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的5 15wt%，鐵水的兌入量為金屬爐料總重量的20 30%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于a步驟所述的金屬爐料為廢鋼鐵料，廢鋼鐵料中的生鐵用量為金屬爐料總重量的30 40wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電爐煉鋼脫磷方法，其特征在于e步驟出鋼量為總?cè)蹮掍撍康?0 85wt%，剩余鋼水和熔渣與下一爐的金屬爐料一起進行冶煉。
全文摘要
本發(fā)明涉及電爐煉鋼脫磷方法，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了一種成本較低的電爐煉鋼脫磷方法。本發(fā)明電爐煉鋼脫磷方法，包括排渣步驟，排渣時的鋼水溫度為1560℃以上。本發(fā)明煉鋼脫磷方法相比現(xiàn)有的脫磷方法，不需要加入脫磷劑強化脫磷，只需要一次排渣，且渣量可以減少30％以上，冶煉周期縮短5％以上，大幅降低了煉鋼脫磷成本。本發(fā)明為鋼水脫磷提供了一種新的方法，具有廣闊的應用前景。
文檔編號C21C5/52GK102251072SQ20101025998
公開日2011年11月23日 申請日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者張珉, 王海兵, 王鑫, 蘇雄杰, 黃國玖 申請人:攀鋼集團成都鋼釩有限公司, 攀鋼集團鋼鐵釩鈦股份有限公司