CN104404195B - 一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法，所述方法包括以下步骤：1)转炉1脱磷冶炼；2)脱磷冶炼得到的半钢兑入转炉2进行脱碳冶炼；3)转炉2脱碳冶炼得到合格钢水；4)脱碳冶炼后的炉渣溅干处理后进行留渣，留渣后进行下一炉脱磷冶炼，重复步骤1)‑3)完成下一炉高磷铁水的冶炼。本发明能有效保证脱磷炉去磷效果，使脱磷炉半钢终点磷含量稳定在0.040％以下。
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢领域，尤其涉及一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法。
背景技术
随着钢铁市场的持续低迷，降本增效已成为当下以及今后钢铁企业日常管理工作中亟需解决的问题。铁矿石作为成本结构中的重要组成部分，在成本结构中占据较大比例，因此，采用价位较低的高磷铁矿已成为现阶段钢铁企业首要考虑的问题。另外，随着铁矿资源的日益匮乏，低品位、高磷含量铁矿资源的利用问题也将成为钢铁企业必须面对的问题。
伴随着高磷铁矿使用比例的逐渐提高，炼钢冶炼高磷铁水的比例也将随之提高。如果采取原有冶炼工艺，在保证终点成分要求的基础上，则相应产生喷溅、增加渣料消耗、终点控制差、金属收得率低、炉衬侵蚀加剧等相关问题。所以有必要采取一种适合的生产工艺，解决原有工艺冶炼高磷铁水时产生的相关问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法，该方法能有效保证脱磷炉去磷效果，使脱磷炉半钢终点磷含量稳定在0.040％以下。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法，所述方法包括以下步骤：
1)转炉1脱磷冶炼：脱碳冶炼渣的100％留渣与高磷铁水进行脱磷冶炼；冶炼过程中，脱磷第一批渣料采用石灰、烧结矿和铁钒土，石灰加入量为15～20kg/t，烧结矿加入量为脱磷冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁矾土为400-600kg；前期枪位为1.70～1.80m，过程枪位为1.10～1.30m，过程氧压为0.50～0.60MPa，底吹模式为最大流量模式；过程起渣后加入两批石灰石，每批石灰石量为400-500kg；脱磷冶炼终点提枪后底吹强搅1.5-2.5分钟；脱磷冶炼后的高磷炉渣全部倒掉；
2)脱磷冶炼得到的半钢兑入转炉2进行脱碳冶炼；
3)转炉2脱碳冶炼：脱碳第一批渣料采用铁矾土、碳镁球、石灰和烧结矿，石灰加入量为10～15kg/t，烧结矿加入量为脱碳冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁矾土加入量为300-400kg，碳镁球加入量为600-700kg；过程枪位为2.0-2.2m；过程氧压为0.60～0.70MPa；脱碳冶炼后得到合格钢水；
4)脱碳冶炼后的炉渣溅干处理后进行留渣，留渣后进行下一炉脱磷冶炼，重复步骤1)-3)完成另一炉高磷铁水的冶炼。
优选地，所述步骤1)中，过程氧压为0.55MPa，过程氧气流量为14500Nm3/h，过程氧气总耗量为3000～3200Nm3。
优选地，所述步骤1)中，底吹模式切换到最大流量模式，具体流量为1800Nm3/h。
优选地，所述步骤1)中，底吹强搅流量为1800Nm3/h。
优选地，所述步骤2)中，过程氧压为0.65MPa，氧气流量为23000Nm3/h。
本发明中，脱磷冶炼的终点枪位一般控制在1.2m。
本发明控制留渣量。由于转炉终渣中含有一定量FeO成分，这种终渣留待下一炉，在兑入铁水时，必会同时发生以下式(1)、式(2)的反应。当终渣中(FeO)过高时，式(1)、(2)反应激烈，瞬间产生大量的气体附带炉渣、铁水冲出，造成爆发性喷溅事故。
(FeO)+[C]＝[Fe]+CO (1)
2(FeO)+[C]＝2[Fe]+CO2 (2)
要防止喷溅，最直接的办法是控制炉中气体，杜绝或减缓式(1)、式(2)的反应。因此，需要对炉渣进行改渣处理。其中，改渣处理是根据炉渣情况判断是否加入碳镁球等物料，以达到稠化炉渣，降低渣中(FeO)含量。此外，由于脱碳冶炼时总渣量偏少，留渣量优选为脱碳冶炼总渣量的100％。
本发明控制渣料结构，脱磷冶炼时：头批渣料采用全部石灰、烧结矿加入量为脱磷冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁钒土400-600kg的渣料模式；其余烧结矿小批量加入，9分钟全部加完；过程起渣后加入两批石灰石，每批石灰石量为400-500kg。脱碳冶炼时：头批渣料采用全部石灰、脱碳烧结矿总加入量的1/2、铁钒土300-400kg、碳镁球600-700kg的渣料模式；脱碳烧结矿总加入量剩余的1/2小批量加入，9分钟全部加完。
本发明对枪位进行控制。脱磷冶炼时：前期枪位控制在1.70～1.80m，过程枪位为1.10～1.30m，终点枪位保持1.2m；特别优选过程枪位为1.20m，以保证前期渣化透，终渣化好，过程均匀升温。脱碳冶炼时：过程枪位为2.0-2.2m(优选为2.1m)，终点枪位保持1.50m，以保证前期渣化透，终渣化好，过程均匀升温，终点钢水成分均匀。
本发明对氧压进行控制。脱磷冶炼时：前期氧压为0.90MPa，促使前期铁水温度快速提升，促进前期化渣，快速去磷；过程氧压为0.50～0.60MPa，特别优选为将过程氧压控制为0.55MPa。脱碳冶炼时：过程氧压为0.60～0.70MPa，特别优选为将过程氧压控制为0.65MPa，促使前期半钢温度均匀提升，促进前期化渣，避免过程返干。
本发明对底吹供气模式进行优化。脱磷冶炼底吹模式选择最大流量模式，在本发明中底吹流量为1800Nm3/h，促进脱磷炉快速脱磷。吹炼结束后，底吹切换至强搅模式，强搅时间为1.5-2.5分钟(优选为2分钟)，以便降低渣中全铁含量，降低炉渣泡沫化程度。
本发明通过对转炉双联操作和转炉留渣过程中的工艺方法进行改进、创新以及融合，充分考虑到每个步骤中工艺参数的改变对其他步骤反应的影响，组合改进了多个工艺参数，以达到冶炼高磷铁水的目的。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)有效保证脱磷炉去磷效果，使脱磷炉半钢终点磷含量稳定在0.040％以下；
2)渣料消耗降低，能有效降低生产成本；
3)钢水收得率高，能有效避免因单渣法冶炼时喷溅的发生，避免了因喷溅产生的金属损失，提高了钢水收得率。
附图说明
图1为“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的终点磷含量；
图2为“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的渣料消耗；
图3为现有工艺冶炼高磷铁水的终点磷含量；
图4为现有工艺冶炼高磷铁水的渣料消耗。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-20
一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法，所述方法包括以下步骤：
1)转炉1脱磷冶炼：脱碳冶炼渣的100％留渣与铁矿石进行脱磷冶炼；冶炼过程中，脱磷第一批渣料采用石灰、烧结矿和铁钒土，石灰总加入量为15～20kg/t，烧结矿加入量为脱磷冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁矾土为400-600kg；前期枪位控制在1.70～1.80m，过程枪位为1.10～1.30m，终点枪位保持1.2m，过程氧压为0.50～0.60MPa，过程氧气流量为14500Nm3/h，过程氧气总耗量为3000～3200Nm3，底吹模式的流量为1800Nm3/h；过程起渣后加入两批石灰石，每批石灰石量为400-500kg；脱磷冶炼终点提枪后底吹强搅1分30秒-2分30秒，底吹强搅流量为1800Nm3/h；脱磷冶炼后的高磷炉渣全部倒掉；
2)脱磷冶炼得到的半钢兑入转炉2进行脱碳冶炼；
3)转炉2脱碳冶炼：脱碳第一批渣料采用铁矾土、碳镁球、石灰和烧结矿，石灰加入量为10～15kg/t，铁矾土加入量为300-400kg，碳镁球加入量为600-700kg，烧结矿加入量为脱碳冶炼烧结矿加入总量的二分之一；过程枪位为2.0-2.2m；过程氧压为0.60～0.70MPa，氧气流量为23000Nm3/h；脱碳冶炼后得到合格钢水；
4)脱碳冶炼后的炉渣溅干处理后进行留渣，留渣后进行下一炉脱磷冶炼，重复步骤1)-3)完成另一炉高磷铁水的冶炼。
上述方法中，脱磷冶炼时吹氧时间总时间一般12分钟，12分钟中分三个阶段，0-3分钟为前期，3-9分钟为过程；脱碳冶炼时吹氧时间总时间一般11分钟，11分钟中分三个阶段，0-3分钟为前期，3-9分钟为过程。
按照上述方法，在150吨转炉中采取“双联—留渣法”冶炼高磷铁水作为实施例1-20，具体采用的相关方法或步骤参数见表1-表2。
表1实施例1-20冶炼过程参数
表2实施例1-20具体参数
上述表2中，铁水磷含量0.001％是以0.001％为单位，比如实施例1中的入炉铁水磷含量0.001％的值为173，其相当于入炉铁水磷含量为0.173％。其他同此。
表1中石灰的加入量是以kg/t为单位，但在实际冶炼时，由于入炉铁水的加入量往往大于1吨，为数十吨等。因此在表2中的石灰加入量是以整炉冶炼下来石灰的加入总量进行计算。
对实施例1-20终点磷含量及渣料消耗进行折线绘图，结果见图1、图2，其中，炉数1-20分别对应实施例1-20。
比较例1-20
按照表3和表4，以现有工艺冶炼同样的高磷铁水作为比较例1-20。
表3现有技术的高磷铁水吹炼工艺方法
表4比较例具体参数
| 入炉铁水磷0.001％ | 石灰加入量(吨) | 终点磷含量0.001％ | |
| 比较例1 | 173 | 7.52 | 25 |
| 比较例2 | 180 | 7.23 | 22 |
| 比较例3 | 168 | 8.12 | 19 |
| 比较例4 | 152 | 7.62 | 18 |
| 比较例5 | 165 | 7.13 | 23 |
| 比较例6 | 192 | 8.31 | 24 |
| 比较例7 | 167 | 7.68 | 17 |
| 比较例8 | 159 | 7.53 | 26 |
| 比较例9 | 162 | 8.05 | 25 |
| 比较例10 | 167 | 7.23 | 19 |
| 比较例11 | 172 | 6.82 | 20 |
| 比较例12 | 168 | 6.81 | 18 |
| 比较例13 | 180 | 7.04 | 23 |
| 比较例14 | 170 | 6.95 | 20 |
| 比较例15 | 165 | 7.23 | 18 |
| 比较例16 | 182 | 7.86 | 25 |
| 比较例17 | 178 | 7.95 | 24 |
| 比较例18 | 165 | 7.52 | 18 |
| 比较例19 | 159 | 7.32 | 17 |
| 比较例20 | 175 | 7.85 | 21 |
对比较例1-20终点磷含量及渣料消耗进行绘图，结果见图3、图4，其中，炉数1-20分别对应比较例1-20。
由图1可知，采用本发明的方法后，脱磷炉半钢终点磷含量稳定在0.040％以下，脱碳后终点磷含量在0.014％以下，最低达到0.009％。而从图3可以看出，采用现有技术，终点磷含量在0.017％以上，明显高于本申请。由图2和图4可知，冶炼同样的高磷铁水，本申请的方法消耗的渣料基本在4.03-4.85吨之间，而现有技术消耗的渣料则在7.04-8.31吨，本申请消耗的渣料明显低于现有技术。由此可知，采用本发明提供的“双联—留渣法”冶炼高磷铁水可以明显降低终点磷含量及渣料消耗。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
本说明书中若有未作详细记载的内容，均为本领域的现有技术，此处不再赘述。
Claims (7)
1.一种“双联—留渣法”冶炼高磷铁水的方法，所述方法包括以下步骤：
1)转炉1脱磷冶炼：脱碳冶炼渣的100％留渣与高磷铁水进行脱磷冶炼；冶炼过程中，脱磷第一批渣料采用石灰、烧结矿和铁钒土，石灰加入量为15～20kg/t，烧结矿加入量为脱磷冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁矾土为400-600kg；前期枪位为1.70～1.80m，过程枪位为1.10～1.30m，过程氧压为0.50～0.60MPa，底吹模式为最大流量模式；过程起渣后加入两批石灰石，每批石灰石加入量为400-500kg；脱磷冶炼终点提枪后底吹强搅1.5-2.5分钟；脱磷冶炼后的高磷炉渣全部倒掉；
2)脱磷冶炼得到的半钢兑入转炉2进行脱碳冶炼；
3)转炉2脱碳冶炼：脱碳第一批渣料采用铁矾土、碳镁球、石灰和烧结矿，石灰加入量为10～15kg/t，烧结矿加入量为脱碳冶炼烧结矿加入总量的二分之一，铁矾土加入量为300-400kg，碳镁球加入量为600-700kg；过程枪位为2.0-2.2m；过程氧压为0.60～0.70MPa；脱碳冶炼后得到合格钢水；
4)脱碳冶炼后的炉渣溅干处理后进行留渣，留渣后进行下一炉脱磷冶炼，重复步骤1)-3)完成下一炉高磷铁水的冶炼。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，过程氧压为0.55MPa，过程氧气流量为14500Nm3/h，过程氧气总耗量为3000～3200Nm3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，底吹模式切换到最大流量模式，具体流量为1800Nm3/h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，底吹强搅时间为2分钟，底吹强搅流量为1800Nm3/h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，脱磷冶炼过程枪位和终点枪位均为1.2m。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，脱碳冶炼过程枪位为2.1m，终点枪位保持1.50m。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，过程氧压为0.65MPa，氧气流量为23000Nm3/h。
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