一種頂吹轉(zhuǎn)爐采用高磷鐵水生產(chǎn)合金焊線鋼的脫磷方法
【專(zhuān)利摘要】一種頂吹轉(zhuǎn)爐采用高磷鐵水生產(chǎn)合金焊線鋼的脫磷方法，屬于頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷【技術(shù)領(lǐng)域】。磷質(zhì)量百分含量為0.14～0.15％的鐵水，在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用雙渣工藝進(jìn)行冶煉。轉(zhuǎn)爐冶煉工藝路線為：加入廢鋼、鐵水—轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷—倒渣—轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳—轉(zhuǎn)爐出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉前期爐渣二元堿度為2.2，TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)18％，熔池溫度為1340-1360℃，倒渣量達(dá)到50％～60％，從而最大程度使鐵水中磷被氧化進(jìn)入爐渣，倒出高磷渣；脫碳階段按照常規(guī)的轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行操作，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)二元堿度R為3.2～3.5，TFe質(zhì)量百分含量為18～19％，終點(diǎn)溫度情況為：1640～1660℃。采用該生產(chǎn)工藝有利于冶煉前期在低溫階段的渣鋼反應(yīng)，保證總脫磷率達(dá)到93.3％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種頂吹轉(zhuǎn)爐采用高磷鐵水生產(chǎn)合金焊線鋼的脫磷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種頂吹轉(zhuǎn)爐采用高磷鐵水生產(chǎn) 合金焊線（ER50-6)鋼的脫磷方法，一種頂吹轉(zhuǎn)爐提高脫磷率來(lái)生產(chǎn)焊線鋼的方法，由于頂 吹轉(zhuǎn)爐動(dòng)力學(xué)條件比復(fù)吹轉(zhuǎn)爐差很多，通過(guò)加入大量的燒結(jié)礦來(lái)控制前期溫度，增加鐵水 在低溫階段的攪拌時(shí)間，從而提高脫磷效率，滿足生產(chǎn)的需要。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，鋼鐵產(chǎn)品對(duì)磷含量的要求日趨嚴(yán)格。為了滿足鋼鐵品質(zhì)的要求，需要在轉(zhuǎn) 爐階段盡可能的高效除去鐵水中的磷。頂吹轉(zhuǎn)爐由于動(dòng)力學(xué)不好的缺點(diǎn)，容易造成爐渣過(guò) 氧化，脫磷困難。噴射氧氣的氧槍是頂吹系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，合適的氧槍槍位和氧氣流量 能夠更好的控制渣鋼間的物理化學(xué)反應(yīng)特性，對(duì)于保證正常的轉(zhuǎn)爐吹煉煉鋼非常重要。
[0003] 傳統(tǒng)的頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程為：廢鋼、未脫磷鐵水及脫磷劑被裝入轉(zhuǎn)爐，然后頂吹 氧氣氧化除去鐵水中的Si、P和C等。但是由于吹煉末期鋼水溫度高，鐵水中脫去的磷會(huì) 部分返回鋼水中，因此需要使用過(guò)量的石灰固定脫磷產(chǎn)物，導(dǎo)致了爐渣脫磷效率低和廢渣 排放量增加。
[0004] 使用高效脫磷劑和優(yōu)化脫磷工藝是提高脫磷效率和降低廢渣排放量的有效方法。 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?7116979. 9公開(kāi)了 "鐵水預(yù)脫磷方法"，該方法利用轉(zhuǎn)爐且使用合成渣 預(yù)脫磷。組成為 Ca0(55-70% )-鐵氧化物（15-30% )-CaF2(4-10% )-Na2C03(4-9% )或 Ca0(50-70% )-鐵氧化物（15-35% )-CaF2(5-15% )。通過(guò)該發(fā)明，鐵水脫磷率能夠達(dá)到 85-90 %且廢渣量低。但是，由于CaF2和Na2CO3的用量大，轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)耐火材料的腐蝕將非常 嚴(yán)重，而且由于Na +和F-的溶出限制了廢渣的回收利用。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00680041842公 開(kāi)了"鐵水的脫磷處理方法"，該方法通過(guò)將氧氣和脫磷劑一同吹入轉(zhuǎn)爐內(nèi)鐵水浴面進(jìn)行鐵 水脫磷。通過(guò)該發(fā)明，鐵水中磷含量能夠從0. 105-0. 124%降到0.012-0. 02%，且石灰用量 在3. 3-9. 6kg/t范圍內(nèi)。但是，該法對(duì)設(shè)備以及煉鋼用輔料要求極其嚴(yán)格，很難在多數(shù)鋼廠 推廣應(yīng)用。日本國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?005-17018公開(kāi)了"高碳極低磷鋼的冶煉方法（高炭素極低 ?9 &鋼〇溶製方法）"，該方法通過(guò)轉(zhuǎn)爐爐氣分析系統(tǒng)計(jì)算出系統(tǒng)蓄積氧量以預(yù)測(cè)渣中FeO 含量，然后通過(guò)調(diào)整氧槍槍位、氧氣流量和底吹氣體流量來(lái)控制終點(diǎn)磷含量小于〇. 015%。 但是該方法中所用的爐氣分析系統(tǒng)目前國(guó)內(nèi)多數(shù)鋼廠不具備或者還處于研發(fā)階段。
[0005] 在轉(zhuǎn)爐中，鐵水中的磷一般通過(guò)氧化反應(yīng)除去，其簡(jiǎn)單化學(xué)反應(yīng)式如式（1)所示。
[0006] 2 [P] +5 [0] +3Ca0 = 3Ca0 · P2O5 (I)
[0007] 從熱力學(xué)觀點(diǎn)出發(fā)，降低溫度、提高渣中CaO含量（或者堿度）和增加氧位都有 利于脫磷反應(yīng)的進(jìn)行。但是，溫度過(guò)低不利于化渣，且降低了脫磷反應(yīng)速度，渣中CaO含量 過(guò)高會(huì)影響化渣，不利于脫磷。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，調(diào)整氧槍槍位和氧氣流量是改善爐渣物 理化學(xué)行為的有效方法之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的在于提供一種頂吹轉(zhuǎn)爐提高脫磷率來(lái)生產(chǎn)焊線鋼的方法，由于頂吹轉(zhuǎn) 爐動(dòng)力學(xué)條件比復(fù)吹轉(zhuǎn)爐差很多，通過(guò)加入大量的燒結(jié)礦來(lái)控制前期溫度。其目的為了增 加鐵水在低溫階段的攪拌時(shí)間，同時(shí)增加爐渣內(nèi)氧化鐵，從而提高脫磷效率至93. 3%，滿足 生產(chǎn)的需要。
[0009] 磷質(zhì)量百分含量為0. 14?0. 15 %的鐵水，在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)采用雙渣工藝進(jìn) 行冶煉。轉(zhuǎn)爐冶煉工藝路線為：加入廢鋼、鐵水一轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷一倒渣一轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷 脫碳一轉(zhuǎn)爐出鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉前期爐渣二元堿度為2. 2, TFe質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%，熔池溫度為 1340-1360°C，倒渣量達(dá)到50%?60 %，從而最大程度使鐵水中磷被氧化進(jìn)入爐渣，倒出高 磷渣；脫碳階段按照常規(guī)的轉(zhuǎn)爐冶煉進(jìn)行操作，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)二元堿度R為3. 2?3. 5, TFe質(zhì)量 百分含量為18?19%，終點(diǎn)溫度情況為：1640?1660°C。采用該生產(chǎn)工藝有利于冶煉前 期在低溫階段的渣鋼反應(yīng)，保證總脫磷率達(dá)到93. 3%。具體工藝操作如下：
[0010] 1)所用鐵水C的百分含量4. 3?4. 5%，Si的百分含量0.53?0.6%，Mn的百分 含量0. 43?0. 5%，P的百分含量0. 14?0. 15%，S的百分含量0. 015?0. 025%，溫度 1310±5°C ;
[0011] 2)轉(zhuǎn)爐內(nèi)裝入廢鋼、兌鐵水，裝入量為65噸±2鐵水，7噸±1廢鋼，搖直轉(zhuǎn)爐；
[0012] 3)轉(zhuǎn)爐前期吹煉脫磷冶煉過(guò)程中加料情況為：下氧槍?zhuān)_(kāi)吹后添加渣料石灰、燒 結(jié)礦；根據(jù)鐵水Si含量調(diào)整石灰加入量，控制爐渣目標(biāo)堿度R(CaCVSiO 2)為2. 0?2. 3,鐵 礦石加入量按40?45kg/t鋼控制，采用燒結(jié)礦，控制吹煉前期結(jié)束溫度為1340-1380°C ;
[0013] 4)轉(zhuǎn)爐前期吹煉脫磷冶煉過(guò)程中供氧情況為：開(kāi)吹至吹氧時(shí)間4分鐘時(shí)，氧槍采 用的供氧強(qiáng)度：噸鋼2. 8?3. ONm3Aiiru槍位I. 0?I. 2m ;采用的氧槍噴頭出口馬赫數(shù)為 2. 0,噴孔數(shù)為4孔，孔間夾角為12度20?12度40分；
[0014] 5)吹氧4分鐘后，搖爐倒出50?60 %爐渣。
[0015] 6)轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程加料情況為：向轉(zhuǎn)爐中加入石灰、燒結(jié)礦造漁，礦石加 入量13?18kg/t鋼，控制爐渣二元堿度R為3. 2?3. 5, TFe質(zhì)量百分含量為18?19% ;
[0016] 7)轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程供氧情況為：氧槍供氧強(qiáng)度為3. 5?3. 8Nm3/min ·?，槍 位 L 5 ?2. 0m。
[0017] 8)轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程終點(diǎn)溫度情況為：1640?1660°C。
[0018] 9)終點(diǎn)碳百分含量控制為0· 04?0· 05%，P的百分含量彡0· 012%。
[0019] 步驟6)中所述的燒結(jié)礦成份：TFe%百分含量為彡50%，SiO2百分含量為彡7%， CaO百分含量為12?13%，水分百分含量為彡2%，粒度10?30mm.。
[0020] 與目前常用的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉未脫磷鐵水技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0021] 1)充分利用了頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷的熱力學(xué)條件，彌補(bǔ)了頂吹轉(zhuǎn)爐脫磷的動(dòng)力學(xué)條 件不足的缺點(diǎn)。
[0022] 2)通過(guò)加入大量的燒結(jié)礦（53?61kg/噸鋼）脫磷，前期加入40?45kg/噸鋼， 倒渣后加入13?16kg/噸鋼。燒結(jié)礦熔解吸收大量的熱量，使渣鋼反應(yīng)在低溫時(shí)間持續(xù)的 時(shí)間長(zhǎng)（1340-1360°C )，有利于脫磷。
[0023] 3)加入大量的燒結(jié)礦（53?61kg/噸鋼），相對(duì)比原來(lái)操作方法的礦石加入量 (35?43kg/噸鋼），使鋼鐵料消耗大幅度降低9kg/噸鋼，大幅度降低了冶煉成本。
[0024] 4)采用常用的脫磷原料，通過(guò)控制氧槍槍位和氧氣流量改善渣鋼間物理化學(xué)特性。
[0025] 5)高磷鐵水成本低，可以用來(lái)降低成本。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下表1至表5列出了采用本發(fā)明在70噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐上冶煉高磷鐵水生產(chǎn)焊線 鋼（ER50-6)的脫磷工藝關(guān)鍵參數(shù)實(shí)例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于以下實(shí)施例。
[0027] 表1轉(zhuǎn)爐入爐鐵水成分，質(zhì)量分?jǐn)?shù)％，余量為Fe
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種頂吹轉(zhuǎn)爐采用高磷鐵水生產(chǎn)合金焊線鋼的脫磷方法，其特征在于：工藝步驟及 控制技術(shù)參數(shù)如下： 1) 所用鐵水c的百分含量4. 3?4. 5%，Si的百分含量0.53?0.6%，Μη的百分 含量0. 43?0. 5%，Ρ的百分含量0. 14?0. 15%，S的百分含量0. 015?0. 025%，溫度 1310±5°C ; 2) 轉(zhuǎn)爐內(nèi)裝入廢鋼、兌鐵水，裝入量為65±2噸鐵水，7±1噸廢鋼，搖直轉(zhuǎn)爐； 3) 轉(zhuǎn)爐前期吹煉脫磷冶煉過(guò)程中加料情況為：下氧槍?zhuān)_(kāi)吹后添加渣料石灰、燒結(jié)礦； 根據(jù)鐵水Si含量調(diào)整石灰加入量，控制爐渣目標(biāo)堿度R (Ca0/Si02)為2. 0?2. 3,鐵礦石加 入量按40?45kg/t鋼控制，采用燒結(jié)礦，控制吹煉前期結(jié)束溫度為1340-1380°C ; 4) 轉(zhuǎn)爐前期吹煉脫磷冶煉過(guò)程中供氧情況為：開(kāi)吹至吹氧時(shí)間4分鐘時(shí)，氧槍采用的 供氧強(qiáng)度：噸鋼2. 8?3. ONmVmin、槍位1. 0?1. 2m ;采用的氧槍噴頭出口馬赫數(shù)為2. 0， 噴孔數(shù)為4孔，孔間夾角為12度20?12度40分； 5) 吹氧4?5分鐘后，搖爐倒出50?60 %爐渣。 6) 轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程加料情況為：向轉(zhuǎn)爐中加入石灰、燒結(jié)礦造渣，礦石加入量 13?18kg/t鋼，控制爐渣二元堿度R為3. 2?3. 5, TFe質(zhì)量百分含量為18?19% ; 7) 轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程供氧情況為：氧槍供氧強(qiáng)度為3. 5?3. 8Nm3/min · t，槍位 1. 5 ?2. 0m〇 8) 轉(zhuǎn)爐吹煉脫磷脫碳過(guò)程終點(diǎn)溫度情況為：1640?1660°C。 9) 終點(diǎn)碳百分含量控制為0. 04?0. 05%，P的百分含量彡0. 012%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫磷方法，其特征在于：步驟6)中所述的燒結(jié)礦成份：TFe% 百分含量為彡50%，Si0 2百分含量為彡7 %，CaO百分含量為12?13%，水分百分含量為 < 2%，粒度 10 ?30mm。
【文檔編號(hào)】C21C5/32GK104263875SQ201410470076
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】丁寧, 周劍波, 姜卓豪, 燕建宏, 孫齊松, 閻文毅, 苗國(guó)平, 吳曉春, 張瑋, 王勇, 丁建國(guó), 劉文強(qiáng), 孔祥濤, 李國(guó)軍, 陳濤, 周德, 呂迺冰, 王立峰, 陳京生, 邸全康, 程四華, 王曉晨, 晁月林 申請(qǐng)人:首鋼總公司