TWI412600B - Method of Reducing Phosphorus Content - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種轉爐煉鋼方法，特別是指一種降低磷含量的煉鋼方法。
隨著科技的進步製造技術也逐漸提昇，對於製品的要求也隨之嚴格，這點可以從生活週遭的必需品愈來愈精緻，功能愈來愈多樣化得到佐證。
要得到愈來愈完美的製品，除了要針對製造過程加以把關外，對於原料的要求一樣不能鬆懈，以鋼鐵產業為例近年已經將重點從原本的產量，逐漸轉移到成品中元素的控制上。
而碳、矽、錳、磷、硫為一般碳鋼中最為常見的五大元素，其中，碳是碳鋼中不可或缺的元素，能增加碳鋼的硬度與強度；矽則能增加碳鋼的強度、硬度、抗腐蝕性與電傳導性；錳能增加碳鋼的硬化能、耐磨耗性與切削性；而磷雖然能增進碳鋼的硬度、硬化能，但卻也容易在晶界偏析引起低溫脆性和回火脆性，而大幅地減少碳鋼的延性和韌性；硫在與錳結合後能增進碳鋼的切削性，但卻具熱間脆性會減低碳鋼的衝擊強度與延性。
因此，高品質的碳鋼對於其中之磷含量與硫含量的要求越來越嚴格，特別是對於低溫用鋼、海洋用鋼、抗氫裂用鋼(如天然氣、石油輸送管線及石油精煉設備等)，為了避免低溫脆性和回火脆性，對於其中之磷含量的要求更是嚴格，一般是要求磷含量要低於100ppm以下。
因此，本發明之目的，即在提供一種降低磷含量的煉鋼方法。
於是，本發明降低磷含量的煉鋼方法，包含一前處理步驟、一轉爐煉鋼步驟，及一出鋼步驟。
該前處理步驟是將脫磷劑與氧氣吹入一盛裝有鐵水的輸送工具中而獲得一脫磷鐵水，其中，脫磷劑是包含有設定量之石灰、氧化鐵粉及螢石。
該轉爐煉鋼步驟是將該脫磷鐵水裝填於一轉爐中，並以一脫磷吹煉模式於該轉爐中通入頂吹氧氣與底吹惰性氣體而獲得一脫磷鋼液，其中，該脫磷吹煉模式是以階梯狀遞增所通入之頂吹氧氣與底吹惰性氣體的流量，並控制一用以通入頂吹氧氣之吹氧管與脫磷鐵水間的間距。
該出鋼步驟是在該脫磷鋼液出鋼中進行無渣出鋼作業，同時添加含磷量介於0.001%~0.02%間的低含磷量合金以減少復磷量，最後將精煉處理後的脫磷鋼液進行澆鑄，得到一低磷鋼胚。
本發明之功效在於將脫磷劑與氧氣吹入鐵水中，降低鐵水中的含磷量而獲得該脫磷鐵水，再以脫磷吹煉模式提高轉爐精煉時的脫磷能力而獲得該脫磷鋼液，最後配合於該脫磷鋼液中添加含磷量介於0.001%~0.02%間的含磷合金減少復磷量，最後澆鑄得到一低磷鋼胚。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
參閱圖1，本發明降低磷含量的煉鋼方法之較佳實施例包含一前處理步驟11、一轉爐煉鋼步驟12，及一出鋼步驟13。
該前處理步驟11是將脫磷劑與氧氣吹入一盛裝有鐵水的輸送工具(圖未式)中而獲得一含磷量不大於0.06%的脫磷鐵水，其中，脫磷劑是包含有設定量之石灰、氧化鐵粉及螢石。利用在鐵水中吹入脫磷劑與氧氣可以有效降低鐵水中的含磷量。
於本較佳實施例中，該前處理步驟11的相關操作參數如下表1所示，其中，脫磷劑是包含40%的石灰、50%的氧化鐵粉，及10%的螢石，且氧氣量是控制在300m3
~600 m3
之間，該輸送工具則是一魚雷車。
該轉爐煉鋼步驟12是將該脫磷鐵水裝填於一轉爐中，並以一如圖2所示之脫磷吹煉模式於該轉爐中通入頂吹氧
氣與底吹惰性氣體而獲得一脫磷鋼液，其中，該脫磷吹煉模式是以階梯狀遞增所通入之頂吹氧氣與底吹惰性氣體的流量，並控制一用以通入頂吹氧氣之吹氧管與脫磷鐵水間的間距，其中，該脫磷鋼液之磷含量是介於0.003%~0.005%之間。
由於在該轉爐煉鋼步驟12的初期頂吹氧氣與底吹惰性氣體的流量較小，有利於生成氧化鐵(FeO)，並破壞高融點融渣(slag)的生成，進而產生出氧化鈣(CaO)與二氧化矽(SiO2
)用以吸附五氧化二磷(P2
O5
)，增進轉爐精煉的脫磷能力。
於本較佳實施例中，該轉爐煉鋼步驟12之頂吹氧氣的流量是由24000 m3
/hr遞增至30000 m3
/hr，而底吹惰性氣體的流量是由120 m3
/hr遞增至720 m3
/hr，而該吹氧管與脫磷鐵水間的間距是控制在2000mm~2700mm之間，該吹氧管與脫磷鐵水間的間距是以2500mm保持一定時間後，再增加到2700mm保持一定時間後，最後呈階梯狀遞減至2000mm。
該出鋼步驟13是在該脫磷鋼液出鋼中進行無渣出鋼作業並添加含磷量介於0.001%~0.02%間的低含磷量合金，減少添加合金後的復磷量，最後進行澆鑄得到一低磷鋼胚。於本較佳實施例中的含磷合金是含磷量為0.01%的錳合金。
為驗證本發明之功效，發明人於相同之生產線上分別利用該降低磷含量的煉鋼方法與一般煉鋼方法進行實驗，其結果如表2所示，其中，實施例既為利用該降低磷含量
的煉鋼方法所產製之鋼胚中的含磷量，而比較例則是利用一般煉鋼方法所產製之鋼胚中的含磷量，由表2可知，利用本發明的煉鋼方法所產製之鋼胚中的含磷量不僅小於80ppm，更皆小於60ppm，有效佐證利用本發明的煉鋼方法確實能產製出磷含量小於80ppm的低磷鋼胚。
綜上所述，本發明之降低磷含量的煉鋼方法利用在該前處理步驟11中將脫磷劑與氧氣吹入鐵水中，降低鐵水中的含磷量而獲得該脫磷鐵水，接著，在該轉爐煉鋼步驟12中以脫磷吹煉模式提高轉爐精煉時的脫磷能力而獲得該脫磷鋼液，最後在該出鋼步驟13時配合於該脫磷鋼液出鋼中進行無渣出鋼作業，同時添加含磷量介於0.001%~0.02%間的低含磷量合金以減少復磷量，最後將精煉處理後的脫磷鋼液進行澆鑄，得到一低磷鋼胚。確實能得到磷含量小於80ppm的低磷鋼胚，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利
範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
11‧‧‧前處理步驟
12‧‧‧轉爐煉鋼步驟
13‧‧‧出鋼步驟
圖1是一流程圖，說明本發明降低磷含量的煉鋼方法之較佳實施例的步驟流程；及圖2是一時序圖，輔助說明該較佳實施例之轉爐煉鋼步驟的脫磷吹煉模式。
11．．．前處理步驟
12．．．轉爐煉鋼步驟
13．．．出鋼步驟
Claims (7)
- 一種降低磷含量的煉鋼方法，包含：一前處理步驟，將脫磷劑與氧氣吹入一盛裝有鐵水的輸送工具中而獲得一脫磷鐵水，其中，脫磷劑是包含有設定量之石灰、氧化鐵粉及螢石；一轉爐煉鋼步驟，將該脫磷鐵水裝填於一轉爐中，並以一脫磷吹煉模式於該轉爐中通入頂吹氧氣與底吹惰性氣體而獲得一脫磷鋼液，其中，該脫磷吹煉模式是以階梯狀遞增所通入之頂吹氧氣與底吹惰性氣體的流量，並控制一用以通入頂吹氧氣之吹氧管與脫磷鐵水間的間距，其中，頂吹氧氣的流量是由24000m3 /hr遞增至30000m3 /hr，而底吹惰性氣體的流量是由120m3 /hr遞增至720m3 /hr，而該吹氧管與脫磷鐵水間的間距是控制在2000mm~2700mm之間；及一出鋼步驟，是在該脫磷鋼液出鋼中進行無渣出鋼作業，同時添加含磷量介於0.001%~0.02%間的低含磷量合金以減少復磷量，最後進行澆鑄得到一低磷鋼胚。
- 依據申請專利範圍第1項所述之降低磷含量的煉鋼方法，其中，該前處理步驟中的脫磷劑包含40%的石灰、50%的氧化鐵粉，及10%的螢石。
- 依據申請專利範圍第2項所述之降低磷含量的煉鋼方法，其中，該前處理步驟中之脫磷鐵水的含磷量不大於0.06%。
- 依據申請專利範圍第3項所述之降低磷含量的煉鋼方法 ，其中，該轉爐煉鋼步驟中該吹氧管與脫磷鐵水間的間距是以2500mm保持一定時間後，再增加到2700mm保持一定時間後，最後呈階梯狀遞減至2000mm。
- 依據申請專利範圍第4項所述之降低磷含量的煉鋼方法，其中，該轉爐煉鋼步驟中的該脫磷鋼液之磷含量是介於0.003%~0.005%之間。
- 依據申請專利範圍第5項所述之降低磷含量的煉鋼方法，其中，該出鋼步驟中的該低磷鋼胚之磷含量小於80ppm。
- 依據申請專利範圍第2項所述之降低磷含量的煉鋼方法，其中，該前處理步驟中的氧氣量是介於300 m3 ~600 m3 之間。
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