CN103740869A - 一种高磷渣钢的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种高磷渣钢的制作工艺，采用容量为120吨转炉3座，使用11m³的渣罐，转炉每次出渣量为14吨，钢渣的温度1600℃，经热闷、磁选处置得高磷渣钢,其要点是向空渣罐内加入115-122kg石油焦粉末与172-178kg硅铁粉末，石油焦粉末碳含量为90%，粒度小于1mm；硅铁粉末的硅含量为75%，粒度小于3mm。该工艺使高磷钢渣的磷含量达到1.8%～3.5%，直接应用于耐候钢的冶炼；其中钢渣的质量百分数为：3CaO·P₂O₅：2.5%、4CaO·P₂O₅：5%、2CaO·SiO₂：32%、3CaO·SiO₂：29%、nCaO·mAl₂O₃：5.5%、TFe：26%。

Description

一种高磷渣钢的制作工艺

技术领域

本发明涉及富集还原磷的技术,将炉渣中磷酸钙的磷还原成为磷单质，富集后进入炉渣的金属铁中，做冶炼耐候钢的原料，降低冶炼耐候钢使用磷铁的成本。

背景技术

转炉炼钢过程中，脱磷反应产物以磷酸钙的形式，固熔于硅酸二钙之中，造成转炉钢渣中的磷含量较高，限制了转炉钢渣在钢铁企业内部的规模化循环使用；另一方面，磷在钢中能均匀溶解,将磷作为合金元素添加在耐候钢中间，能提高耐候钢的大气腐蚀性能，常见的耐候钢成分如下表。

文献检索披露：（1）吴康,郑毅,简明,洪建国在《炼钢》2010,26（2）发表的论文“提高供氧强度冶炼含磷耐候钢的生产实践”中表述了“采用平均w(P)=0.22%的原料冶炼耐候钢”的内容。（2）李辽沙、于学峰、武杏荣、余亮等人在《金属矿山》，2006（10）发表的论文“不同稳定化处理转炉钢渣中磷元素的分布”中表述了“钢渣中的磷元素主要分布于硅酸二钙和磷酸三钙形成的固溶体相中，剩余少量受钢渣碱度或冷却速度等因素影响而未进入硅酸二钙一磷酸三钙固溶体中的磷元素存在于硅酸三钙或冷凝渣相中。应设法利用钢渣中磷元素的这种分布规律分离出钢渣中的含磷相，使钢渣得以返回冶金流程循环利用”的内容。（3）俞海明秦军在2009年冶金工业出版社出版的《现代电炉操作》一书中有“炼钢使用的大多数废钢原料的磷含量在0.035%～0.045%”的内容表述由上述信息可知：炼钢使用的废钢原料含磷量不超过0.045%，不足以满足冶炼耐候钢需要较高含磷量的废钢原料，另外一方面，转炉钢渣中间的磷含量目前还没有有效的去除的方法。

本发明利用了钢渣中间的磷酸盐不稳定的特点，采用价格低廉的还原剂将其从渣中还原出来，固熔于渣中的铁液中间，使其成为高磷渣铁，做冶炼耐候钢的原料使用，能够极大的降低冶炼耐候钢过程中使用磷铁的成本。

发明内容

本发明的目的在于：通过本工艺控制，从转炉渣中还原出的磷，富集进入转炉渣中的金属铁中间，做冶炼耐候钢的原料使用，降低冶炼成本。

本发明目的是这样实现的：一种高磷渣钢的制作工艺，分步实施；

步骤1生产线配置：容量为120吨转炉3座，使用11m³的渣罐，转炉每次出渣量为14吨，钢渣的温度1600℃;钢渣质量百分数为：3CaO·P₂O₅：2.5%、4CaO·P₂O₅：5%、2CaO·SiO₂：32%、3CaO·SiO₂：29%、nCaO·mAl₂O₃：5.5%、TFe：26%;

步骤2制作工艺：

操作流程：空渣罐→加石油焦粉末与硅铁粉→置于渣车→受渣→热闷渣处理→磁选钢渣→钢渣烘干→冶炼耐候钢备用;

其中向空渣罐内加入115-122kg石油焦粉末与172-178kg硅铁粉末，然后使用；其中石油焦粉末碳含量为90%，粒度小于1mm；其中硅铁粉末的硅含量为75%，粒度小于3mm。

所述的工艺，使高磷渣铁的磷含量达到1.8%～3.5%，直接应用于耐候钢的冶炼。

本发明的技术特点：

1）转炉钢渣中间磷含量较高。液态转炉钢渣的成分中间TFe含量较高,渣中的含铁物质主要有两部分组成：其中一部分以铁珠或者金属铁液滴悬浮存在于钢渣中；一部分以铁的氧化物形式存在于钢渣中；

2）转炉高温液态钢渣倒入钢质的渣罐后，最先接触渣罐内壁的液态钢渣，迅速与铸钢渣罐本体进行热交换，液态钢渣中间熔点较高的硅酸二钙和硅酸三钙首先凝固析出，结晶过程中硅氧离子形成的网络结构将钢渣的各种矿物组织凝结在一起，形成基本结构为非均质相的玻璃相和陶瓷相的渣膜，粘附于渣罐的内壁，其中钢渣中间的主要矿物组织硅酸二钙的熔点很高（2130℃），凝固以后，很难再次被液态钢渣熔化，故能够做为特殊的耐火材料使用，确保渣罐中间液态钢渣的温度能够满足保持钢渣具有流动性的温度条件。

3）转炉液态钢渣中间的磷酸盐的还原反应在渣罐内的温度条件下能够充分的进行，其反应的方程式如下：

2P₂O₅+5C=4P+5CO₂

2P₂O₅+5Si=4P+5SiO₂

4）钢渣中间的各类氧化铁，FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄，在渣罐内的温度条件下能够发生氧化还原反应，使其成为铁液或者铁珠，固溶渣中还原出的磷，使之成为含磷较高的炼钢原料,其反应的方程式如下：

2Fe_xO_y+yC=2xFe+yCO₂

2Fe_xO_y+ySi=2xFe+ySiO₂

5）所以向渣罐内加入低成本的还原剂，使渣中的磷还原为单质磷，进而使其固熔于渣中的铁液，铁珠，钢渣然后进行热闷处理，再将热闷工艺处理的钢渣进行磁选，选出其中的高磷渣钢，做冶炼耐候钢的高磷原料使用。

该制作工艺利用了钢渣中间的磷酸盐不稳定的特点，采用价格低廉的还原剂将其从渣中还原出来，固熔于渣中的铁液中间，使其成为高磷渣铁，应用于耐候钢的冶炼，为企业的节能降耗起到了示范作用，彰显技术进步。

具体实施方式

本发明结合实施例作进一步说明。

实施例

生产线配置:工程容量为120吨转炉3座，使用11m³的渣罐，每座转炉每次出渣量为14吨，钢渣的温度1610℃;

钢渣的化学成分（质量百分数）：3CaO·P₂O₅：2.5%、4CaO·P₂O₅：5%、2CaO·SiO₂：32%、3CaO·SiO₂：29%、nCaO·mAl₂O₃：5.5%、TFe：26%；

工艺流程：向空渣罐加入还原剂石油焦粉末与硅铁粉→渣罐置于渣车→转炉倒渣工位受渣→受渣进行热闷渣工艺处理→热闷渣磁选线磁选钢渣→磁选出的渣钢烘干→供冶炼耐候钢使用。

工艺操作要点：

1)向渣罐内加入石油焦粉末119kg，硅铁粉末175kg，实施受渣作业;

其中炉渣中CaO/SiO₂的比值小于2.8%、渣温大于1580℃的条件下，只加入石油焦粉末；

其中炉渣中CaO/SiO₂的比值大于2.8%的情况下，石油焦粉末和硅铁粉末都加入使用，使用量为单独使用时使用量的一半；

其中炉渣的渣温小于1580℃的情况下，只加入硅铁粉末；

2）加入的石油焦粉末的含碳量为90%，粒度小于1mm；硅铁粉的硅含量为75%，粒度小于3mm,加入量G（kg/吨渣）按照以下的公式计算。

G_1焦粉=17Q

G_2硅铁粉=25Q

式中：Q为钢渣量/吨。

3)将以上的空渣罐放置于转炉的渣车上，接受转炉的液态钢渣。

4)渣罐装满转炉的液态钢渣后，渣车开出，将渣罐内的液态钢渣按照热闷渣正常的渣处理工艺处理以后，磁选出其中的含磷渣钢。

5)将磁选出的高磷渣钢烘干后，提供给转炉冶炼耐候钢的原料使用。

本发明的有益效果为：

1)充分利用了转炉液态钢渣的热能，直接在渣罐内合成制作高磷炼钢原料，工艺简单。

2)本工艺能够将转炉钢渣中间的磷含量能够降低到0.08%以下，转炉钢渣处理后，能够直接返回烧结厂使用，有利于钢铁企业的循环经济。

Claims (2)

1.一种高磷渣钢的制作工艺，其特征在于：分步实施；

步骤1生产线配置：容量为120吨转炉3座，使用11m³的渣罐，转炉每次出渣量为14吨，钢渣的温度1600℃;钢渣质量百分数为：3CaO·P₂O₅：2.5%、4CaO·P₂O₅：5%、2CaO·SiO₂：32%、3CaO·SiO₂：29%、nCaO·mAl₂O₃：5.5%、TFe：26%;

    步骤2制作工艺：

操作流程：空渣罐→加石油焦粉末与硅铁粉→置于渣车→受渣→热闷渣处理→磁选钢渣→钢渣烘干→得冶炼耐候钢备用;

其中向空渣罐内加入115-122kg石油焦粉末与172-178kg硅铁粉末，然后使用；其中石油焦粉末碳含量为90%，粒度小于1mm；其中硅铁粉末的硅含量为75%，粒度小于3mm。

2.根据权利要求1所述工艺，其特征在于：该工艺使高磷渣铁的磷含量达到1.8%～3.5%，直接应用于耐候钢的冶炼。