專利名稱：一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法。
背景技術(shù)：
脫磷主要在冶煉前期，脫磷的熱力學(xué)條件主要有較高的堿度、較高的FeO含量，相對低溫及流動性好的爐渣等。傳統(tǒng)的冶煉方式，在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢，進行濺渣護爐操作，倒掉爐渣后進行加廢鋼、兌鐵水等操作，轉(zhuǎn)爐開吹打著火后，陸續(xù)加入一批料石灰、白云石、礦石等造渣材料(加入量根據(jù)鐵水硅、溫度而定)，以此來平衡爐內(nèi)溫度及前期造相對高堿度爐渣，利用冶煉前期低溫的有利條件，快速脫除鐵水中的磷。隨著反應(yīng)的進行，冶煉至總吹煉時間約1/3左右時，此時一批料已基本化好，開始陸續(xù)加入二批料石灰、礦石等，以此來提高爐渣堿度、控制爐內(nèi)溫度上升過快，一直冶煉至終點。上述傳統(tǒng)冶煉方法，小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷率70-80%，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫磷率80-90%，對于低磷鐵水、 生產(chǎn)一般品種能夠滿足要求。但受鋼鐵市場低迷的影響，高爐啟用經(jīng)濟爐料，造成鐵水磷含量較高，傳統(tǒng)的冶煉方式不能滿足生產(chǎn)的需求，造成大量磷高廢品，給成本控制及產(chǎn)品質(zhì)量造成巨大的影響。目前，轉(zhuǎn)爐冶煉高磷鐵水時，一般采用兩種方法一是采用雙渣操作，即吹煉至3-5分鐘時提槍，將富含高磷的爐渣倒掉，之后豎起爐子重新加石灰造渣，此操作的缺點需要增加一次倒渣時間，影響生產(chǎn)節(jié)奏；對于提槍時機不好把握，提槍過早爐渣未化好，渣子流動性差倒不出，若提槍過晚，此時爐渣比較活躍，碳氧反應(yīng)大量開始，提槍時容易造成爐內(nèi)大噴，威脅安全生產(chǎn)。二是采用雙聯(lián)工藝，即鐵水先進行脫磷，出鋼時要求半鋼溫度控制在1380°C以下、碳含量控制在2. 50%以上，放鋼時嚴(yán)禁下渣，且為了保證脫碳爐的熱量及化渣，出鋼時加入一定量的硅鐵合金增硅，然后倒入脫碳爐進行重新造渣等任務(wù)，該工藝脫磷率高，能夠達到95%以上，但生產(chǎn)組織比較麻煩，一般冶煉高附加值超低磷鋼時才采用。CN102181596A (CN201110080049. 9)公開了一種用石灰石對轉(zhuǎn)爐渣進行冷卻的轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷工藝。適用于冶煉高磷鐵水，它是在維持轉(zhuǎn)爐原吹煉制度基本不變的條件下，在轉(zhuǎn)爐吹煉末期(吹氧90-95% )加入l_3kg/t · s的石灰石，通過石灰石的分解吸熱對轉(zhuǎn)爐渣進行選擇性的冷卻，即渣冷，同時適當(dāng)?shù)鼐S持一定的底吹強度(O. 05Nm3/t -min以上)，從而可以使得渣金間磷的分配比(渣中的P2O5/鋼中的磷)達到200以上，使得鋼水中的大部分磷進入渣中。該發(fā)明操作方便，成本低，脫磷效果較好。但也存在不足之處，只對冶煉終點進行控制，無法實現(xiàn)全程化渣，冶煉中期可能出現(xiàn)返干現(xiàn)象，脫磷效率受限，無法冶煉高磷含量的鐵水。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)上的不足，本發(fā)明提供一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法。術(shù)語解釋
槍位氧槍噴頭距金屬液面的距離；開吹槍位開始吹氧氣時氧槍噴頭距金屬液面的距離；開吹氧壓開始吹氧氣時的氧氣壓力；恒槍、恒壓吹煉保持氧槍噴頭距金屬液面的距離不變、同時保持氧氣壓力不變。點動壓槍吹煉至終點時氧槍逐步降到最低槍位。提槍拉碳吹煉至終點，成分、溫度基本達標(biāo)時，提起氧槍進行倒?fàn)t操作。單渣工藝冶煉過程一次造渣，過程不再倒渣重新造渣。濺渣護爐轉(zhuǎn)爐出鋼后，調(diào)整余渣終點成分，利用MgO含量飽和或過飽和的終點渣，通過中壓氮氣的吹濺，在爐襯表面形成一層與爐襯很好燒結(jié)附著的高熔點濺渣層。發(fā)明概述本發(fā)明的方法是采用留渣操作及預(yù)熱石灰等方式，過程操作通過小批量多批次加料調(diào)整，終點確保足夠的壓槍時間。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，包括步驟如下a、在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢時，進行濺渣護爐，使?fàn)t渣濺粘，在濺渣過程結(jié)束前加入預(yù)熱石灰500-800kg，采用全留渣方式并預(yù)熱石灰1 2分鐘，利用濺渣時中壓氮氣攪拌1(Γ30秒，中壓氮氣流量控制在200 250Nm3/min。然后進行加廢鋼、兌鐵水操作。根據(jù)鐵水硅含量計算出理論石灰總加入量，減除步驟a中用的預(yù)熱石灰用量，再留出200-300kg石灰作為第2批次、第3批次加料用，剩余量為第I批次加料的石灰用量；b、在兌完鐵水之后，豎起爐子，頂吹氧氣，開吹槍位1200 1500mm，開吹氧壓
0.9 1. OMPa，開吹45-60秒后，加入第I批次的石灰料、全部的輕燒鎂塊、全部礦石量的1/2。吹煉至2 2. 5分鐘時，此時第一批料爐渣已基本化好，爐渣比較活躍，將氧氣壓力降至O. 85MPa,恒槍、恒壓吹煉至4 4. 5分鐘;C、余量的礦石均分為3份或4份，將氧槍槍位提高150 200mm，高槍位吹煉，側(cè)重化渣，同時連續(xù)加入第2批次、第3批次、第4批次和/或第5批次礦石，各批次間隔時間l-2min，每批次加入量5(Tl00kg，控制熔池升溫速度為35 45°C /min,增加渣中FeO含量，保持較好的爐渣泡沫化。d、高槍位吹煉至5 7分鐘時,槍位降低50-100mm,同時氧壓降低至O. 80MPa,減小供氧強度，氧氣的流量為150 200Nm3/min，同時將第2批次、第3批次的石灰加入，加料間隔時間l_2min，每次加入量10(Tl50kg，補充爐渣堿度為2. 8 3. 5，進一步去磷，恒槍、恒
壓吹煉至終點。e、然后，點動壓槍至1000mm，壓槍時間持續(xù)I分鐘，保持爐渣平穩(wěn)，之后提槍拉碳出鋼，完成轉(zhuǎn)爐冶煉過程。根據(jù)本發(fā)明，所述轉(zhuǎn)爐為5(Γ150噸的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的步驟a中濺渣時中壓氮氣流量為230Nm3/min。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的步驟b中頂吹氧氣的開吹氧壓為O. 95MPa。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的步驟c中熔池升溫速度為40°C /min。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的 步驟d中，所述恒槍、恒壓吹煉至終點，是指當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1650 1670°C、爐渣的堿度為2. 8 3. 5、爐渣中的全鐵含量為12 18被％時，倒出爐渣，得到磷元素含量不大于O. 015wt%的鋼水。
本發(fā)明的技術(shù)特點步驟a采用濺渣護爐，使?fàn)t渣濺粘，有利于高溫鐵水脫磷。步驟a還采用預(yù)熱石灰工序，其有益之處在于濺完渣后，爐渣的溫度大約在900-1000°C之間，加入預(yù)熱石灰，利用中壓氮氣攪拌均勻后，能夠率先對石灰進行烘烤1-2分鐘，使石灰溫度提高到一個較高的水平；也能稠化未濺干的爐渣，防止兌鐵大噴；進行兌鐵作業(yè)，對預(yù)熱部分石灰進行加熱，可以使石灰中未燒透的石灰石進行分解，提高石灰的活性，利用兌鐵水時強大的攪拌動能，將部分石灰化開并形成一定數(shù)量的爐渣，提高冶煉前期成渣速度。步驟b選擇較大的氧壓為了留渣、預(yù)熱石灰后穿透較厚的渣層，以確保順利打火。步驟b恒槍、恒壓吹煉至4. 5分鐘時的爐內(nèi)溫度在1400°C左右，去磷率達到80%左右，碳氧反應(yīng)開始大量進行，此時的任務(wù)主要是防止回磷、避免返干。步驟d高槍位吹煉至7分鐘時，爐渣泡沫化較嚴(yán)重，此時容易造成泡沫性噴濺，根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況，適當(dāng)降低槍位，同時氧壓降低，防止泡沫性噴濺。本發(fā)明的優(yōu)良效果1、本發(fā)明充分利用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐技術(shù)滿足冶煉中鐵水脫磷的動力學(xué)要求，采用單渣工藝就能夠滿足較高磷含量的鐵水冶煉，脫磷率提高10%左右，減少高磷鐵水冶煉磷高化廢的問題，并降低了生產(chǎn)成本。2、本發(fā)明通過濺渣護爐操作有效利用前一爐的爐渣和保護爐襯，同時也有利于提高脫磷效率。3、本發(fā)明通過采用提 前加入石灰預(yù)熱，可以稠化未濺干的爐渣，防止兌鐵大噴。4、本發(fā)明通過采用提前加入石灰預(yù)熱，兌鐵時對預(yù)熱部分石灰進行加熱，可以使石灰中未燒透的石灰石進行分解，提高石灰的活性，利用兌鐵水時強大的攪拌動能，將部分石灰化開并形成一定數(shù)量的爐渣，提高冶煉前期成渣速度。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例、對比例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。實施例1、采用50噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，加料量均為每爐的用量。一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，步驟如下a、在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢，進行濺渣護爐操作，要求爐渣濺粘，濺渣過程中稱量600kg石灰，在濺渣過程即將完畢時加入爐內(nèi)，利用中壓氮氣稍進行攪拌15秒后提槍，然后進行加廢鋼、兌鐵水操作。中壓氮氣流量控制在220± IONmVmin。根據(jù)鐵水娃含量計算出理論石灰加入量為1700kg,減除步驟a中用的預(yù)熱石灰用量600kg，再留出200kg石灰作為2批次和3批次加料用，剩余量900kg為一批料石灰用量；b、在兌完鐵水之后，豎起爐子，開吹槍位1200mm (氧槍距金屬液面)，開吹氧壓1. OMPa,開吹45-60秒后,根據(jù)鐵水娃含量計算出理論石灰加入量后，除去預(yù)熱石灰部分，一批料加入石灰900kg、全部的輕燒鎂塊300kg、全部礦石的一半400kg。吹煉至2. 5分鐘時，將氧氣壓力降至O. 85MPa，恒槍、恒壓吹煉至4. 5分鐘后，C、氧槍提高200mm，同時連續(xù)加入第2批次、第3批次、第4批次、第5批次礦石，每批次加入量100kg，各批次加料間隔時間lmin。吹煉至7分鐘時，根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況，適當(dāng)降低槍位50-100mm，同時氧壓降低至O. SOMPa,同時分批連續(xù)加入第2批次、第3批次的石灰，各批次加料間隔時間lmin，每次加入量100kg，恒槍恒壓吹煉至終點。當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1660±10°C、爐渣的堿度為3. 0±1. O、爐渣中的全鐵含量為14 16被％時，倒出爐渣，得到磷元素含量不大于O. 015wt%的鋼水。d、此時爐渣活躍度非常好，較泡，開始進行壓槍操作，將爐渣做粘，點動壓槍至1000mm，壓槍時間持續(xù)I分鐘，保持爐渣平穩(wěn)，防止出鋼時鋼渣混出回磷。之后提槍拉碳出鋼，完成轉(zhuǎn)爐冶煉過程。對比例1:a在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢，進行濺渣護爐操作，濺渣時間1. 5-2分鐘，然后倒掉全部爐渣，進行加廢鋼、兌鐵作業(yè)。根據(jù)鐵水硅含量計算出理論石灰加入量為1700kg，一批料加入石灰1500kg，剩余200kg石灰作為2批次和3批次加料用；b在兌完鐵水之后，豎起爐子，開吹槍位1150mm (氧槍距金屬液面)，開吹氧壓1.OMPa，打著火后20秒內(nèi)加入一批料，根據(jù)鐵水硅含量計算出理論石灰加入量后，一批料加入石灰1500kg、全部的輕燒鎂塊300kg、全部礦石800kg。吹煉至2. 5分鐘時，將氧氣壓力降至O. 80MPa，恒槍、恒壓吹煉至3-4分鐘后，c氧槍提高100mm，同時連續(xù)加入2批次、3批次石灰,每批次加入量100kg。吹煉至7分鐘時,根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況,適當(dāng)降低槍位50-100mm,同時氧壓降低至O. 80MPa,同時分批連續(xù)加入2批次、3批次的石灰，每次加入量100kg，恒槍恒壓吹煉至終點。所得鋼水的磷元素含量約O. 032wt%。 后續(xù)操作同實施例1。實施例2、采用100噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，步驟如下a在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢，進行濺渣護爐操作，要求爐渣濺粘，濺渣過程中稱量1200kg石灰，在濺渣即將完畢時加入爐內(nèi)，利用中壓氮氣稍進行攪拌后提槍，然后進行加廢鋼、兌鐵水操作。根據(jù)鐵水娃含量計算出理論石灰加入量為3500kg,減除步驟a中用的預(yù)熱石灰用量1200kg，再留出500kg石灰作為2批次、3批次加料用，剩余量1800kg為一批料石灰用量;b在兌完鐵水之后，豎起爐子，開吹槍位1300mm (氧槍距金屬液面)，開吹氧壓1.OMPa,開吹45-60秒后,根據(jù)鐵水娃含量計算出理論石灰加入量后，除去預(yù)熱石灰部分，一批料加入石灰1800kg、全部的輕燒鎂塊600kg、全部礦石的一半800kg。吹煉至2. 5分鐘時，將氧氣壓力降至O. 85MPa，恒槍、恒壓吹煉至4. 5分鐘后，c氧槍提高200mm，同時連續(xù)加入2批次、3批次、4批次、5批次礦石,每批次加入量200kg。吹煉至7分鐘時,根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況,適當(dāng)降低槍位50-100mm,同時氧壓降低至
O.80MPa,同時分批連續(xù)加入2批次、3批次的石灰,每次加入量250kg，恒槍恒壓吹煉至終點。當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1660±101、爐渣的堿度為2.8 3.5、爐渣中的全鐵含量為12 18 1:%時,倒出爐洛,得到磷元素含量不大于O. 015 1:%的鋼水。d此時爐渣活躍度非常好，較泡，開始進行壓槍操作，將爐渣做粘，點動壓槍至1000mm，壓槍時間持續(xù)1. 5分鐘，保持爐渣平穩(wěn)，防止出鋼時鋼渣混出回磷。之后提槍拉碳出鋼，完成轉(zhuǎn)爐冶煉過程。
實施例1-2及對比例的脫磷情況列于下表1-2中。表1、原輔料裝入條件
權(quán)利要求
1.一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，包括步驟如下 a、在轉(zhuǎn)爐出鋼完畢時，進行濺渣護爐，使?fàn)t渣濺粘，在濺渣過程結(jié)束前加入預(yù)熱石灰500-800kg,采用全留渣方式并預(yù)熱石灰2分鐘，利用濺渣時中壓氮氣攪拌1(Γ30秒，中壓氮氣流量控制在200 250Nm3/min。然后進行加廢鋼、兌鐵水操作； 根據(jù)鐵水硅含量計算出理論石灰總加入量，減除步驟a中用的預(yù)熱石灰用量，再留出200-300kg作為第2批次、第3批次加料用，剩余量為第I批次加料的石灰用量； b、在兌完鐵水之后，豎起爐子，頂吹氧氣，開吹槍位1200 1500mm，開吹氧壓O.9 1. OMPa，開吹45-60秒后，加入第I批次的石灰料、全部的輕燒鎂塊、全部礦石量的1/2。吹煉至2 2. 5分鐘時，此時第一批料爐渣已基本化好，爐渣比較活躍，將氧氣壓力降至O.85MPa,恒槍、恒壓吹煉至4 4. 5分鐘; C、余量的礦石均分為3份或4份，將氧槍槍位提高150 200mm，高槍位吹煉，側(cè)重化渣，同時連續(xù)加入第2批次、第3批次、第4批次和/或第5批次礦石，各批次加料間隔時間l-2min，每批次加入量5(Tl00kg，控制熔池升溫速度為35 45°C /min,增加渣中FeO含量，保持較好的爐渣泡沫化。
d、高槍位吹煉至5 7分鐘時，槍位降低50-100mm，同時氧壓降低至O.80MPa，減小供氧強度，氧氣的流量為150 200Nm3/min，同時將第2批次、第3批次的石灰加入，加料間隔時間l-2min，每次加入量10(Tl50kg，補充爐渣堿度為2. 8 3. 5，進一步去磷，恒槍、恒壓吹煉至終點。
e、然后，點動壓槍至1000mm，壓槍時間持續(xù)I分鐘，保持爐渣平穩(wěn)，之后提槍拉碳出鋼，完成轉(zhuǎn)爐冶煉過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，其特征在于所述轉(zhuǎn)爐為5(Γ150噸的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，其特征在于步驟a中濺渣時中壓氮氣流量為230Nm3/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，其特征在于步驟b中頂吹氧氣的開吹氧壓為O. 95MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，其特征在于步驟c中熔池升溫速度為40°C /min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法，其特征在于步驟d中，所述恒槍、恒壓吹煉至終點，是指當(dāng)轉(zhuǎn)爐中的熔池溫度為1650 1670°C、爐渣的堿度為2. 8 3.5、爐渣中的全鐵含量為12 18￥丨％時，倒出爐渣，得到磷元素含量不大于O. 015￥丨％的鋼水。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高轉(zhuǎn)爐脫磷率的冶煉方法。該方法在轉(zhuǎn)爐放完鋼濺渣后期，加入500-800kg石灰稍攪拌后進行預(yù)熱，然后進行加廢鋼、兌鐵水作業(yè)。開吹45-60秒加入一批料石灰、輕燒鎂塊、礦石等造渣材料，吹煉至4.5分鐘時，氧槍提高200mm，同時連續(xù)加入4-5批次礦石，均勻控制熔池升溫速度，增加渣中(FeO)含量。吹煉至7分鐘時，適當(dāng)降低槍位50-100mm，同時氧壓降低至0.80MPa，連續(xù)加入2-3批次剩余石灰。終點壓槍槍位1000mm，時間持續(xù)1分鐘。該方法可實現(xiàn)全程化渣，爐渣不返干，獲得良好的脫磷效果，比傳統(tǒng)冶煉工藝脫磷率提高10%，能夠滿足對較高磷含量鐵水的冶煉要求。
文檔編號C21C5/28GK103060508SQ20131001738
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者李建平, 紀(jì)瑞東, 李洪建, 王鍵, 張永青, 張學(xué)民, 孫翠華, 趙圣功, 李俊, 勾新勇, 王尖銳, 王玉春 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司