一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法
【專利摘要】一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法，屬于鐵水預(yù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】。利用混鐵爐/車往鐵水包兌鐵水的過程作為熔池中鐵水脫磷反應(yīng)時(shí)間，鐵水勢(shì)能作為熔池?cái)嚢鑴?dòng)力。在兌鐵水沖擊區(qū)域持續(xù)加入與出鐵量同比例的小顆粒固體氧化劑及脫磷劑。整個(gè)兌鐵水的動(dòng)態(tài)過程中，鐵水硅含量、爐渣堿度及溫度等脫磷指標(biāo)保持基本穩(wěn)定，成渣后二元堿度CaO/SiO2控制在1.5～2.5。該方法鐵水脫磷率大于75%，工序回磷率低于3%，具有操作簡(jiǎn)便、工序費(fèi)用低等特點(diǎn)。
【專利說明】一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鐵水預(yù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋼鐵市場(chǎng)的持續(xù)低迷，鋼鐵企業(yè)已經(jīng)到了比拼生產(chǎn)成本的白刃化階段。這加劇了鋼企對(duì)高比例低價(jià)高磷礦在生產(chǎn)中正常應(yīng)用的訴求。如何提升低價(jià)髙磷礦種的應(yīng)用比例，合理控制鋼中磷元素含量，降低原料成本及生產(chǎn)綜合成本，成為冶金工作者的重要課題。
[0003]關(guān)于鐵水磷含量偏高問題的解決辦法，主要分三方面:第一，從源頭把控原料礦的磷含量，企業(yè)降低髙磷礦在燒結(jié)工序的配比，而由于低價(jià)礦應(yīng)用比例的降低，勢(shì)必造成鐵水成本升高；第二，采用鐵水預(yù)處理脫磷，但絕大部分中小鋼企沒有配備投資較大的鐵水預(yù)脫磷設(shè)備，即使有條件的企業(yè)可以進(jìn)行鐵水預(yù)處理，但本身工序成本不低，需要核算綜合效益；第三，由于熔池?cái)嚢枘芰?qiáng)，反應(yīng)充分等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐成為目前廣泛應(yīng)用的脫磷工序，先后形成“單渣大渣量法”、“雙渣法”、“雙聯(lián)法”等典型的脫磷工藝。
[0004]絕大部分中小鋼鐵企業(yè)存在規(guī)劃不合理、工序流程不匹配、鐵水預(yù)處理裝置配備不健全，甚至沒有等問題，對(duì)于入爐磷含量偏高的鐵水，在迫不得已的情況下，轉(zhuǎn)爐勉強(qiáng)能應(yīng)付，但過高的渣料消耗及冶煉時(shí)間的延長(zhǎng)是很多鋼鐵企業(yè)不得不慎重考慮的環(huán)節(jié)，這也成為制約低價(jià)髙磷礦廣泛應(yīng)用的主要因素。混鐵爐/車是中小鋼企緩解煉鐵-煉鋼能力不匹配的重要設(shè)備，但其功能定位單一(儲(chǔ)存鐵水、鐵水保溫等)，同時(shí)富余時(shí)間較多，功能開發(fā)潛力較大。
[0005]目前，關(guān)于混鐵爐/車工序功能開發(fā)研究較少，主要將其作為單一的鐵水容器進(jìn)行鐵水預(yù)處理，由于動(dòng)力學(xué)條件不好，存在死區(qū)，效率不高，而關(guān)于利用混鐵爐/車往鐵水包兌鐵水的工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行脫磷沒有相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法，所述中高磷鐵水成分適用范圍為，S1:0.2%~0.5%，P:0.08%~0.25%，C、Mn、S元素含量不作要求，余量為Fe及殘余元素。該方法利用混鐵爐/車往鐵水包兌鐵水的過程(4~IOmin)作為熔池中鐵水脫磷反應(yīng)時(shí)間，鐵水勢(shì)能作為熔池?cái)嚢鑴?dòng)力。在兌鐵沖擊區(qū)域持續(xù)加入與出鐵量同比例的小顆粒固體氧化劑(燒結(jié)礦、氧化鐵皮球、球團(tuán)礦等)及脫磷劑，以使整個(gè)兌鐵水的動(dòng)態(tài)過程中，鐵水硅含量、爐渣堿度等脫磷指標(biāo)保持基本穩(wěn)定，成渣后二元堿度(CaO/SiO2)控制在1.5~2.5。脫硅反應(yīng)屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，可促進(jìn)固體冷料在熔池中快速熔解及反應(yīng)?；诿摿追磻?yīng)溫度適宜(脫磷熱力學(xué)條件好)、攪拌充分(脫磷動(dòng)力學(xué)條件好)、脫磷期時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，本方法對(duì)中高磷鐵水脫磷率較高，且操作簡(jiǎn)便、工序費(fèi)用低。
[0007]由于鐵水包容量及·混鐵爐/車設(shè)計(jì)尺寸規(guī)格不同，混鐵爐/車兌鐵水速率范圍為100~400kg/s，根據(jù)各鋼鐵企業(yè)鐵水包不同容量(50t~200t)，混鐵爐/車向鐵水包兌鐵時(shí)間范圍為4~lOmin。工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下:
[0008]1、理論計(jì)算:根據(jù)混鐵爐/車兌鐵水速率、鐵水硅含量、爐渣堿度及固體氧化劑含氧量，結(jié)合混鐵爐/車出鐵流量，計(jì)算固體氧化劑及脫磷劑加料速率。
[0009]固體氧化劑及脫磷劑加料速率計(jì)算公式如下:
[0010]V氧化劑=V兌鐵 XW[Si]X[2X (56+16X) /28x]/ff[Fe0x]
[ΟΟ?1 ] V 脫 磷劑=V 兌鐵 X [W[Si] X 60/28+ff [Si02] I X R/W[cao]
[0012]Nmm:單位時(shí)間往鐵水包加入固體氧化劑的加料速率，kg/s ；
[0013]Nmm:單位時(shí)間往鐵水包加入脫磷劑的加料速率，kg/s ；
[0014]V兌鐵:混鐵爐/車單位時(shí)間往鐵水包的兌鐵速率，kg/s ；
[0015]ff[Si]:混鐵爐/車中鐵水硅元素含量，％，鐵水Si含量適用范圍0.2%~0.5% ；
[0016]ff[Fe0x]:鐵氧化物在固體氧化劑中含量，% ；
[0017]X:鐵氧化物(FeOx)中氧元素平均分子數(shù)；
[0018]ff[Ca0]:脫磷劑中 CaO 含量，% ；
[0019]ff[Si02]:脫磷劑中 SiO2 含量，% ；
[0020]R:爐渣二元堿度；
[0021]2、兌鐵階段:傾斜混鐵爐/車向鐵水包兌入鐵水包總?cè)萘?0%~80%的鐵水。在兌鐵水同時(shí)，即刻開啟皮帶輸送機(jī)將固體氧化劑及脫磷劑(預(yù)熔型脫磷劑或采用石灰、輕燒白云石、螢石等自配型脫磷劑)通過料倉(cāng)溜槽隨著鐵流向鐵水沖擊區(qū)域持續(xù)的加入，實(shí)現(xiàn)鐵水兌鐵階段全程均勻高效脫磷。固體氧化劑及脫磷劑粒徑范圍為1mm~5mm，固體氧化劑加入速率范圍為2~15kg/s，脫磷劑加入速率1.5~12kg/s。視加料過程中渣層稠化情況，在兌鐵水中期加入O~IOOkg小顆粒?石。
[0022]3、扒渣階段:待兌鐵結(jié)束后，將鐵水包內(nèi)爐渣扒出80%以上，鐵水回磷率低于3%，根據(jù)需要取鋼水樣、渣樣檢測(cè)。
[0023]4、天車吊運(yùn):扒完渣后由天車吊至轉(zhuǎn)爐鐵水待裝區(qū)域。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0025]I)鐵液熔池溫度穩(wěn)定，整個(gè)兌鐵水過程全程均勻脫磷，脫磷持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，脫磷率聞。
[0026]2)加料簡(jiǎn)單，爐渣易于扒出，不用擔(dān)心回磷，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本低。
[0027]3)為轉(zhuǎn)爐工序降低脫磷負(fù)荷，減少轉(zhuǎn)爐渣料消耗。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例1:企業(yè)A混鐵爐鐵水硅含量為0.3%-0.4%，磷含量0.15%~0.16%。鐵水混鐵爐兌鐵水速率300kg/s，鐵水包計(jì)劃裝150t鐵水，整個(gè)兌鐵水過程約8.3min。
[0029]在混鐵爐兌鐵水過程中，向鐵水包鐵水沖擊區(qū)域持續(xù)加入Imm~5mm的預(yù)制氧化鐵皮球，加入速率為5.5kg/s，折合噸鐵消耗量為18kg/ttt，預(yù)熔型脫磷劑加入速率為7kg/s,折合噸鐵消耗量為23kg/ttt。
[0030]待兌完鐵，用天車將鐵水包吊至扒渣站，將鐵水渣快速扒出95%，測(cè)溫為1290°C，終點(diǎn)磷含量為0.020%~0.035%,脫磷率達(dá)85%以上。扒完渣后將鐵水包用天車吊至轉(zhuǎn)爐待裝區(qū)域。
[0031]實(shí)施例2:企業(yè)B混鐵爐鐵水硅含量為0.4%-0.5%，磷含量0.18%~0.21%。鐵水混鐵爐兌鐵水速率260kg/s，鐵水包計(jì)劃裝80t鐵水，整個(gè)兌鐵水過程約5min。
[0032]在混鐵爐兌鐵水過程中，向鐵水包鐵水沖擊區(qū)域持續(xù)加入Imm~4mm的燒結(jié)返礦，加入速率為7.0kg/s，折合噸鐵消耗量為27kg/ttt，自配型脫磷劑加入速率為8.9kg/s (石灰:輕燒白云石:螢石=7:2:1)，折合噸鐵消耗量為33kg/ttt。
[0033]待兌完鐵，用天車將鐵水包吊至扒渣站，將鐵水渣快速扒出90%以上，對(duì)處理完的鐵水測(cè)溫為1278°C，終點(diǎn)磷含量為0.045%~0.050%,脫磷率達(dá)75%以上。扒完渣后將鐵水包用天車吊至轉(zhuǎn)爐待裝區(qū)域。
[0034]最后說明的是，以上實(shí)施例僅以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行參數(shù)范圍內(nèi)的修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種中高磷鐵水在兌鐵水過程中的高效脫磷方法，所述中高磷鐵水成分適用范圍為，S1:0.2%~0.5%，P:0.08%~0.25%，C、Mn、S元素含量不作要求，余量為Fe及殘余元素；其特征在于，工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)為: (1)計(jì)算:根據(jù)混鐵爐/車兌鐵水速率、鐵水硅含量、爐渣堿度及固體氧化劑含氧量，計(jì)算固體氧化劑及脫磷劑加料速率，成渣后二元堿度Ca0/Si02控制在1.5~2.5 ; 固體氧化劑及脫磷劑加料速率計(jì)算公式如下:
V氧化劑=V兌鐵 XW[Si]X [2X (56+16x) /28x]/ff[Fe0x]
V脫磷劑=V 兌鐵 X [W[Si] X 60/28+ff[Si02] ] X R/W[Ca0]:單位時(shí) 間往鐵水包加Λ固體氧化劑的加料速率，kg/s ； V:單位時(shí)間往鐵水包加Λ脫磷劑的加料速率，kg/s ；:混鐵爐/車單位時(shí)間往鐵水包的兌鐵速率，kg/s ； W[Si]:混鐵爐/車中鐵水硅元素含量，％，鐵水Si含量適用范圍0.2%~0.5% ； W[Fe0x]:鐵氧化物在固體氧化劑中含量，% ； X:鐵氧化物(FeOx)中氧元素平均分子數(shù)；
W[Ca。]:脫磷劑中CaO含量，％;
胃[Si02]:脫磷劑中SiO2含量，％; R:爐渣二元堿度； (2)兌鐵階段:傾斜混鐵爐/車向鐵水包兌入鐵水包總?cè)萘?0%~80%的鐵水；在兌鐵水同時(shí)，即刻開啟皮帶輸送機(jī)將`固體氧化劑及脫磷劑通過料倉(cāng)溜槽隨著鐵流向鐵水沖擊區(qū)域持續(xù)的加入，實(shí)現(xiàn)鐵水兌鐵階段全程均勻高效脫磷；固體氧化劑及脫磷劑粒徑范圍為Imm~5mm,固體氧化劑加入速率范圍為2~15kg/s,脫磷劑加入速率1.5~12kg/s ;在兌鐵水中期加入O~IOOkg小顆粒螢石； (3)扒渣階段:待兌鐵結(jié)束后，將鐵水包內(nèi)爐渣扒出80%以上，鐵水回磷率低于5%，根據(jù)需要取鋼水樣、渣樣檢測(cè)。 (4)天車吊運(yùn):鐵水表面爐渣處理完后由天車吊至轉(zhuǎn)爐鐵水待裝區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固體氧化劑為燒結(jié)礦、氧化鐵皮球或球團(tuán)礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脫磷劑為預(yù)熔型脫磷劑或采用石灰、輕燒白云石、螢石自配型脫磷劑。
【文檔編號(hào)】C21C7/064GK103667595SQ201310710975
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】易操, 孟憲成, 李興才, 俞飛, 王克玉, 侯娜娜 申請(qǐng)人:德龍鋼鐵有限公司