[發(fā)明專利]采用電弧爐生產(chǎn)鍋爐管用高合金低磷鋼的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210121976.5
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102634634A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡茂會;黃國玖;楊文明;蘇雄杰;王海兵;馮文全;呂學(xué)輝
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團成都鋼釩有限公司
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;C21C5/54
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電弧爐冶煉方法，具體地講，本發(fā)明涉及一種采用電弧爐生產(chǎn)鍋爐管用高合金低磷鋼的方法。

背景技術(shù)

目前電站鍋爐已由200MW、300MW的亞臨界機組發(fā)展到600MW、1000MW的超(超)臨界機組，亞臨界機組普遍采用的12Cr1MoVG、15CrMoG高壓鍋爐管已被ASME/ASTM標準中更高鋼級的高合金高壓鍋爐管P22、P91等代替。隨著近年超(超)臨界火電機組建設(shè)的增加，電站鍋爐制造和電廠安裝對ASME/ASTM標準中的高合金高壓鍋爐管需求激增，同時對鋼管有害元素P、S和鋼質(zhì)純凈度要求也越來越高，要求鋼水中的磷含量小于0.008％。

通常生產(chǎn)的低磷鋼的碳和合金含量較低，一般為碳素鋼和低合金鋼，多采用轉(zhuǎn)爐工藝生產(chǎn)，采用鐵水預(yù)處理脫磷技術(shù)，使鐵水P含量在0.010％以下，減輕轉(zhuǎn)爐初煉鋼水脫磷任務(wù)，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼、單渣法脫磷或者雙渣法脫磷，以獲得較低的鋼水磷含量。

然而，高壓鍋爐管用高合金鋼(P22的Cr?Mo合金成分：Cr?2.2～2.6％、Mo?0.95～1.13％；P91的Cr?Mo合金成分：Cr?8.5～9.5％、Mo?0.90～1.05％)因鐵合金加入量大，產(chǎn)品質(zhì)量要求高，生產(chǎn)節(jié)奏慢，外來增磷因素多(如鐵合金帶入的磷含量、鋼包耐火材料的磷含量、鋼包殘鋼殘渣帶入的磷含量、初煉鋼水帶入的氧化渣磷含量、LF精煉用合成渣帶入的磷含量等)，通常采用生產(chǎn)靈活的電弧爐冶煉工藝生產(chǎn)。電弧爐冶煉工藝中磷的控制難點主要在：電爐冶煉過程的脫磷控制，即初煉鋼水的磷含量；氧化性含磷爐渣回磷；鐵合金增磷；爐外精煉鋼包殘渣增磷。由于電爐使用的原材料為廢鋼和鐵水，鐵水沒有經(jīng)過預(yù)處理脫磷，鐵水中P含量為0.15～0.20％，廢鋼中P含量為0.020～0.045％，所以采用電弧爐工藝生產(chǎn)P≤0.008％的高合金低磷鋼難度很大，高合金鋼生產(chǎn)不只是關(guān)注初煉鋼水的磷含量，還要考慮初煉鋼水在高溫狀態(tài)下的回磷、大量鐵合金增磷和出鋼時初煉鋼水帶出爐渣回磷和鋼包殘渣回磷的影響，在LF精煉過程中一旦出現(xiàn)鋼水磷高，產(chǎn)品只能報廢，因此實現(xiàn)高合金低磷鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)尤為重要。

申請?zhí)枮?00910063364.3、發(fā)明名稱為“一種電爐排渣脫磷的方法”的中國專利申請公開了用活性石灰通過四次排渣脫磷。申請?zhí)枮?01010259981.3、發(fā)明名稱為“電爐煉鋼脫磷方法”的中國專利申請公開了在電爐中加入金屬爐料后多次加入石灰，強化供氧脫磷。然而，這兩種方法都沒有完全解決脫磷的熱力學(xué)條件即高堿度、高氧化鐵、低溫問題，也沒有解決在電爐冶煉過程中，隨著金屬爐料的熔化，熔池溫度逐漸升高，爐渣中的P₂O₅分解重新回到鋼水，使鋼水中的磷含量升高，電爐初煉鋼水出鋼時帶出的含磷爐渣，在LF爐外精煉過程中回磷和LF爐加入鐵合金的增磷和鋼包增磷問題。

脫磷是強放熱反應(yīng)，溫度低有利于脫磷反應(yīng)進行，在電弧爐冶煉過程中，只有石灰能使磷的氧化產(chǎn)物P₂O₅穩(wěn)定存在于熔渣中，形成穩(wěn)定的(CaO)₃·P₂O₅或(CaO)₄·P₂O₅，實現(xiàn)鋼水的有效脫磷。其脫磷反應(yīng)式：

2[P]+5(FeO)+3(CaO)＝(Ca₃P₂O₈)+5[Fe]

或2[P]+5(FeO)+4(CaO)＝(Ca₄P₂O₉)+5[Fe]

增加渣中的(CaO)或石灰用量，會提高爐渣中(P₂O₅)，降低鋼中[P]；FeO對脫磷的影響與爐渣堿度(CaO/SiO₂)密切相關(guān)，過高的FeO反而使脫磷能力下降。

發(fā)明內(nèi)容