CN103243192A

CN103243192A - 一种较低碱度脱磷渣快速高效脱磷的转炉冶炼方法

Info

Publication number: CN103243192A
Application number: CN2013101761518A
Authority: CN
Inventors: 王新华; 何肖飞; 梁秀兰; 姜敏; 王万军; 李海波; 朱国森; 刘国梁
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-08-14

Abstract

本发明涉及冶金行业中转炉炼钢技术领域，是一种转炉高效、快速脱磷的方法，旨在提供一种在较低碱度转炉渣的控制条件下实现转炉高效、快速脱磷的工艺技术。本发明通过控制转炉双渣冶炼前期脱磷阶段渣料的加入量，调整前期脱磷阶段炉渣碱度和炉渣MgO含量在较低范围，此时，采用低枪位、高供氧强度吹炼技术，加强顶吹氧气流对熔池的搅拌，促进钢液中[P]向渣/铁界面传输，同时采用分批次加入铁矿石的方法实现炉渣中Fe_tO含量控制在较高范围，为转炉脱磷提供有利的热力学条件，从而实现较低碱度脱磷渣控制条件下高效快速脱磷的目的。

Description

一种较低碱度脱磷渣快速高效脱磷的转炉冶炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金行业中转炉炼钢技术领域，主要涉及一种转炉快速、高效脱磷的冶炼工艺技术。

背景技术

随着转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼工艺的开发与应用，转炉出钢后的倒渣环节被转移到了双渣冶炼脱磷期结束，与转炉出钢后倒渣不同，转炉脱磷期结束倒渣时由于冶炼温度较低，且转炉内含有大量钢液，转炉倒渣面临挑战，为保证脱磷期结束炉渣具有良好流动性，实现转炉快速足量倒渣，转炉脱磷阶段炉渣碱度必须控制在较低范围。

高碱度是脱磷的有利因素，低碱度炉渣不利于脱磷，如何在较低碱度条件下实现转炉快速、高效脱磷成为提高转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺生产效率的重要研究内容。

发明内容

本发明的目的：实现转炉出钢不倒渣+双渣冶炼工艺中转炉前期脱磷渣碱度在较低条件下快速、高效脱磷。

本发明的技术方案是：本发明主要针对转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺前期脱磷阶段的高效、快速脱磷，所述工艺主要由出钢后留渣、溅渣护炉、高温液态渣冷却固化、添加废钢、兑铁、脱磷阶段吹炼、倒渣、脱碳阶段吹炼、出钢九个阶段组成，在所述工艺前期脱磷阶段中添加少量石灰、轻烧白云石、镁碳球，合理控制炉渣碱度（CaO/SiO₂）和炉渣MgO含量在较低范围（前期脱磷渣目标碱度控制范围1.10~1.55，MgO含量控制范围4~8%），采用低枪位、高供氧强度吹炼技术，保证对转炉钢液的强搅拌效果。低枪位具体枪位位置为氧枪枪头距钢液面0.8~2.4m，大型转炉氧枪枪位相对较高，小型转炉氧枪枪位相对较低，并且脱磷阶段氧枪枪位分两阶段控制，第一阶段氧枪枪位较该炉型常规转炉双渣吹炼脱磷期枪位降低100~400mm（如210t转炉常规转炉双渣吹炼脱磷期枪位一般为2.4~2.8m，100t转炉常规转炉双渣吹炼脱磷期枪位一般为1.4~1.7m），吹炼最后1~3min采用第二阶段氧枪枪位控制，此阶段较第一阶段氧枪枪位提升50~200 mm。脱磷阶段后期，随着温度的升高，脱碳反应加强，导致渣中Fe_tO消耗过快，此时应适当提高氧枪枪位，弥补因反应消耗的Fe_tO，使炉渣氧化性保持在较高范围。在低枪位控制条件下，整个脱磷阶段供氧强度控制在3.05~3.65Nm³/(min·t)，保证高供氧强度吹炼，对钢液形成较强烈的搅拌效果，加快钢液中[P]向渣/铁界面传递，提高脱磷的动力学条件。

在脱磷阶段低枪位、高供氧强度控制条件下，增加铁矿石加入量（6~20kg/t钢）和加入批次（2~4次），控制加入的铁矿石粒度小于50mm的含量在85%以上，使炉渣中Fe_tO一直保持在9%以上，保证脱磷的氧化性气氛，提升脱磷的热力学条件，可以实现转炉前期脱磷阶段在较低碱度范围内高效、快速脱磷，极大的提高转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺的生产效率，为转炉高效、快速生产低磷钢、超低磷钢提供了技术支持。

本发明的有益效果在于：

在前期脱磷阶段，钢液温度控制在1300~1400℃左右，温度较低，从热力学条件分析，其对脱磷有利，但前提是必须保证有良好的钢-渣反应动力学条件，即在较低温度下必须保证炉渣具有良好的熔化性能。通过严格控制石灰、轻松白云石、镁碳球的加入，使前期脱磷渣碱度控制在1.10~1.55、MgO含量控制在4~8%，可以加快脱磷阶段渣料（石灰、轻烧白云石等）的熔化，为脱磷反应提供有利的动力学条件，从而促进脱磷反应的发生。其中石灰、轻松白云石、镁碳球的加入量主要通过目标碱度、入炉铁水Si含量和上炉留渣量及其成分来确定。

根据相关资料，高碱度或高氧化性炉渣都能提高脱磷效果，在炉渣控制在较低碱度范围时，则须采用提高炉渣氧化性实现高效、快速脱磷，本发明采用增加铁矿石的加入量和加入批次实现增加炉渣Fe_tO含量的目的，同时要求铁矿石粒度小于50mm的含量在85%以上，保证铁矿石快速熔化，从而保证脱磷阶段炉渣Fe_tO含量始终控制在较高含量，同时采用低枪位、高供氧强度的吹炼技术，加强顶吹氧气流对熔池的搅拌，促进钢液中[P]向渣/铁界面传输，从而实现高效快速脱磷的目的。

国内转炉底吹效果较差，一般底吹强度在0.025~0.1Nm³/min/t，甚至有很多转炉底吹强度在0.045 Nm³/min/t以下，底吹搅拌效果很差，本发明可以很好的解决此类底吹强度弱的转炉在低碱度控制条件下的少渣冶炼脱磷期快速高效脱磷。传统的脱磷阶段采用高碱度炉渣控制以及高枪位、低供氧强度吹炼技术，可以实现良好的脱磷热力学条件，但脱磷动力学条件差，无法对钢液形成强烈的搅拌，而本发明采用低碱度炉渣控制以及低抢位、高供氧强度吹炼技术可以极大的提高脱磷动力学条件，弥补了国内转炉底吹效果弱的劣势，尤其是底吹强度在0.045 Nm³/min/t以下转炉，同时分批次大量加入铁矿石的方法保证了脱磷所需的热力学条件，可以实现低碱度条件下的快速高效脱磷。从图1可以直观地看出本发明的有益效果。

附图说明

图1是本发明与以往低碱度炉渣脱磷效果的对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实验在210吨转炉内进行，铁水与废钢总装入量为210～240吨，所采用的工艺是转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼工艺。

脱磷阶段通过严格控制添加石灰、轻烧白云石、镁碳球的加入量（根据入炉铁水Si含量、目标碱度、目标MgO含量，上炉留渣量及其成分综合确定），脱磷期炉渣碱度（CaO/SiO₂）在始终控制在1.21~1.48的较低范围，同时脱磷渣MgO含量控制在5.9~7.6%的范围。在脱磷阶段采用低枪位、高供氧强度吹炼技术，保证对转炉钢液的强搅拌效果，脱磷阶段氧枪枪位分两阶段控制，第一阶段氧枪枪位较常规转炉双渣吹炼脱磷期枪位降低100~400mm，氧枪枪头距钢液面2000~2300mm，吹炼最后1~3min采用第二阶段枪位控制，较第一阶段枪位提升50~200 mm，氧枪枪头距钢液面2200~2500mm，在低枪位控制条件下，整个脱磷阶段供氧强度控制在3.21~3.55Nm³/(min·t)，保证高供氧强度吹炼。在脱磷阶段增加铁矿石加入量（6~20kg/t钢）和加入批次（2~4次），所加铁矿石粒度小于50mm的含量在85~95%，保持炉渣中Fe_tO含量在10.5~14.5%，保证炉渣为有利于脱磷的氧化性氛围，实现了快速高效脱磷的目的，脱磷效果见图1所示。从效果图可以看出，本发明在较低碱度条件下，可以实现快速高效脱磷，不仅脱磷阶段所用时间较短，脱磷结束钢液中磷含量也达到了很低的水平。

Claims

1.一种较低碱度脱磷渣快速高效脱磷的转炉冶炼方法，其特征在于，该方法针对转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺的前期脱磷阶段进行高效、快速脱磷，具体步骤如下：

（1）脱磷阶段通过严格控制添加石灰、轻烧白云石、镁碳球的加入量，根据入炉铁水Si含量、目标碱度、目标MgO含量、上炉留渣量及其成分综合确定，使脱磷期炉渣碱度CaO/SiO₂始终控制在1.10~1.55的较低范围，同时控制脱磷渣MgO含量在4~8%的范围；

（2）在上述较低碱度、较低MgO含量的控制目标下，采用低枪位、高供氧强度吹炼技术，保证对转炉钢液的强搅拌效果；低枪位具体枪位位置为氧枪枪头距钢液面0.8~2.4m，大型转炉氧枪枪位相对较高，小型转炉氧枪枪位相对较低；脱磷阶段氧枪枪位分两阶段控制，第一阶段氧枪枪位较该炉型常规转炉双渣吹炼脱磷期枪位降低100~400mm，吹炼最后1~3min采用第二阶段氧枪枪位控制，较第一阶段氧枪枪位提升50~200 mm；在低枪位控制条件下，整个脱磷阶段供氧强度控制在3.05~3.65Nm³/(min·t)，保证高供氧强度吹炼。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：增加脱磷阶段铁矿石加入量6~20kg/t钢和加入批次2~4次，控制铁矿石粒度小于50mm的含量在85%以上，保持脱磷渣中Fe_tO含量始终在9~20%，保证炉渣为有利于脱磷的高氧化性气氛，实现转炉前期脱磷阶段在较低碱度范围控制条件下高效、快速脱磷。