本发明属于碳素钢冶炼技术领域，具体涉及一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法。
背景技术：
碳素钢是近代工业中使用最早、用量最大的基本材料。世界各工业国家，在努力增加低合金高强度钢和合金钢产量的同时，也非常注意改进碳素钢质量，扩大品种和使用范围。
目前碳素钢的产量在各国钢总产量中的比重，约保持在80%左右，它不仅广泛应用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶和各种机械制造工业，而且在近代的石油化学工业、海洋开发等方面，也得到大量使用。
根据含碳量不同，优质碳素钢常见的有优质钢15、20、25、30、45、60等。碳素钢的冶炼通常在转炉和平炉中进行。对于以高炉-转炉-炉外精炼为核心流程的钢铁冶金流程来说，合适的高炉铁水温度和成分是保证该流程顺行的基础。然而，随着当前钢铁企业原料来源日渐多样化、成本控制压力越来越大，高炉冶炼所生产的铁水温度和成分波动范围明显加大、频次也逐渐增多，特别是低温低硅的铁水条件，对转炉冶炼提出了更高的要求。目前低温低硅铁水是转炉冶炼所要面对的最突出的难题之一，各钢铁企业在其冶炼过程控制、终点控制方面都遇到了较大困难，没有形成较为理想的系统解决方案。
现有的低温低硅铁水转炉冶炼主要存在冶炼成本高，冶炼周期长，生产效率低，返干、喷溅严重，脱磷困难等问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种冶炼成本低，冶炼周期短，生产效率高，可避免验证返干、喷溅，终点磷低的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案：
一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到800-1000℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，所述低温低硅低磷铁水温度为1270-1280℃，所述低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.1-0.3%，磷含量0.13-0.135%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑所述低温低硅低磷铁水，铁流冲击到所述废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧8-10min时提枪到1.8-2.0m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1600-1630℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢。
作为一种改进，还包括以下步骤：（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度≤95˚，保证溅渣护炉基本留渣量。
作为进一步地改进，所述炉体角度为94˚，所述基本留渣量≤50kg/t。
作为进一步地改进，还包括以下步骤：（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
作为一种改进，步骤（1）中，预热废钢到1000℃。
作为一种改进，步骤（2）中，所述高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.2-0.4%，磷≤0.15%。
作为一种改进，步骤（4）中，所述废钢的加入量为35-38t。
作为一种改进，步骤（4）中，所述石灰消耗量≤25kg/t。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果：
本发明提供的冶炼方法，采用低温、低硅、低磷铁水，全留渣操作、炉后排渣工艺，高废钢比冶炼，低温出钢（1600-1630℃），高强度供氧等工艺生产20、45等优质碳素结构钢，具有冶炼成本低、冶炼周期短，生产效率高等优点。低温低硅铁水 热平衡转入 高废钢比 低温出钢过程温度低，碳氧反应速度相对弱，避免了严重的返干、喷溅；全留渣操作解决了低硅铁水渣量少，金属喷溅严重，脱磷困难问题；炉后排渣工艺，解决了连续留渣造成的渣量大，喷溅严重问题；基于基本枪位的变枪变压操作，全程开渣，低温出钢可以显著提高转炉脱磷率，保证终点磷低于0.02%。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到800℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.2%，磷0.15%，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，温度为1270℃，低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.1%，磷含量0.135%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢35t，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑低温低硅低磷铁水，铁流冲击到废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧8min时提枪到1.8m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1600℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢；
（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度为94˚，保证溅渣护炉基本留渣量，基本留渣量≤50kg/t；
（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
实施例2
一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到900℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.3%，磷0.14%，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，温度为1275℃，低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.2%，磷含量0.13%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢36t，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑低温低硅低磷铁水，铁流冲击到废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧9min时提枪到1.9m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1610℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢；
（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度为95˚，保证溅渣护炉基本留渣量，基本留渣量≤50kg/t；
（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
实施例3
一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到1000℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.4%，磷0.14%，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，温度为1275℃，低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.3%，磷含量0.135%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢37t，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑低温低硅低磷铁水，铁流冲击到废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧10min时提枪到2.0m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1620℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢；
（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度为93˚，保证溅渣护炉基本留渣量，基本留渣量≤50kg/t；
（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
实施例4
一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到1000℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.3%，磷0.15%，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，温度为1280℃，低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.2%，磷含量0.135%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢38t，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑低温低硅低磷铁水，铁流冲击到废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧8min时提枪到1.9m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1630℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢；
（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度为90˚，保证溅渣护炉基本留渣量，基本留渣量≤50kg/t；
（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
本发明提供的冶炼方法，出钢时碳含量0.08-0.15%，碱度3.2-3.5，终点磷≤0.02%，终渣中氧化亚铁含量14-16%，冶炼过程中，低铁比热平衡装入（铁水比例≦70%），过程不加降温材料，温度均匀升高，避免严重返干现象，兑铁时铁水冲击到废钢上，减轻炉衬侵蚀，避免了兑铁喷溅安全隐患，全留渣操作解决了渣量少，金属喷溅严重，脱磷困难的问题。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
1.一种120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在铁水包内或炉前废钢斗内预热废钢到800-1000℃；
（2）将预热后的废钢加入至高炉熔炼后的铁水中，预热后的废钢熔炼后的铁水稀释成低温低硅低磷铁水，所述低温低硅低磷铁水温度为1270-1280℃，所述低温低硅低磷铁水中碳含量3.8%，硅含量0.1-0.3%，磷含量0.13-0.135%；
（3）120t转炉中，上一炉出钢溅渣后，将炉渣溅干到炉底，不倒渣；
（4）加废钢，将干炉渣大面覆盖，加入石灰；
（5）兑所述低温低硅低磷铁水，铁流冲击到所述废钢上；
（6）采用变枪、变压、高强度供氧模式
a.吹炼过程找准基本枪位1.5m，吹炼前期和吹炼后期氧气压力0.95mpa，氧气流量42000m3/h；
b.吹炼中期氧气压力0.8mpa，流量40000m3/h；
c.吹氧过程早提枪，吹氧6min时提枪到1.6m，吹氧7min时提枪到1.7m，吹氧8-10min时提枪到1.8-2.0m化渣，吹氧10min前将炉渣做泡，后降枪到1.6m进行吹炼；
d.炉口火焰收缩后降枪拉碳20s，枪位1.3m；
e.降枪同时投弹测温定碳，根据测温定碳结果确定补吹，控制终点温度1600-1630℃，提枪，吹炼结束，不倒炉测温取样，直接出钢。
2.根据权利要求1所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，还包括以下步骤：（7）出钢时，炉口溢渣到渣盆，出钢口钢流进入钢包，缓慢压炉，控制炉体角度≤95˚，保证溅渣护炉基本留渣量。
3.根据权利要求2所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，所述炉体角度为94˚，所述基本留渣量≤50kg/t。
4.根据权利要求2所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，还包括以下步骤：（8）溅渣护炉，开始溅渣枪位为距离炉底3.5m，终渣溅渣枪位距离炉底为2.5m，氮气压力1.0mpa,流量43000m3/h，将炉渣溅干。
5.根据权利要求1所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，步骤（1）中，预热废钢到1000℃。
6.根据权利要求1所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述高炉熔炼后的铁水中含碳4.3%，硅0.2-0.4%，磷≤0.15%。
7.根据权利要求1所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述废钢的加入量为35-38t。
8.根据权利要求1所述的120t转炉冶炼优质碳素钢的方法，其特征在于，步骤（4）中，所述石灰消耗量≤25kg/t。
技术总结