CN110373511A - 一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺 - Google Patents

一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，在转炉出钢前，根据转炉渣中P2O5含量留取部分终渣；出钢后根据渣中FeO含量加入脱氧剂，降低炉渣氧化性；加入脱磷期所需的全部轻烧白云石，进行溅渣护炉操作，先加入废钢，然后加入脱磷期所需的全部石灰；石灰加入完成后兑入铁水，降氧枪点火，点火后加入返矿或矿石调整炉渣成分；当脱磷时间、碳含量、温度达到要求后，进行倒脱磷渣操作；倒渣完成后，进行二次降氧枪点火，并按碱度要求控制加料量；当碳、温度满足要求后停止供氧，并根据终渣中P2O5质量百分含量留取部分终渣，用于下一炉冶炼。本发明降低了石灰消耗，减少了转炉渣量和钢铁料消耗，避免了炉渣中磷的富集、回磷以及干法除尘泄爆问题。

Description

一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺
技术领域
本发明属于钢铁冶金转炉炼钢技术领域，具体涉及一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺。
技术背景
石灰的主要成份是CaO，是炼钢的主要造渣材料，具有脱磷、脱硫能力，也是炼钢用量最多的造渣材料。在转炉炼钢生产中，石灰消耗的上升，会造成转炉冶炼渣量的增加，进而造成铁损、钢铁料消耗增加，转炉生产成本增加，因此低石灰消耗冶炼一直是各钢铁企业关注的重点；尤其近几年，随着环保压力的增加，降低石灰消耗，减少环境污染和企业生产成本更成为人们关注的焦点。
为降低转炉石灰消耗，各企业在提高石灰质量、铁水预处理、转炉工艺操作优化等方面均采取了一定措施，也取得了相应成效。如：专利“一种石灰石冶炼低磷钢的转炉操作的方法”（201410320701.3）公开了一种采用石灰石代替石灰在转炉冶炼方法，该方法避免了石灰煅烧带来的环境污染，提高了石灰利用率，但该方法会导致转炉渣量增加，钢铁料消耗增加，且该方法对转炉热量富裕度要求较高，不利于转炉废钢比的提高；专利“转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法”（201611044136.8）公开了一种采用刚玉渣代替部分石灰方法减少石灰消耗，该方法虽然可以减少部分石灰消耗，但该方法中含有的Al2O3会导致转炉炉衬侵蚀速度加快，补炉次数增加，影响转炉的生产顺行；专利“一种转炉双渣炼钢的方法”（201410277535.3）公开了一种半钢条件下减低转炉石灰的方法，该方法在碳含量在0.8%~1.2%之间时进行倒渣，然后再进行造渣冶炼，但该方法在二次造渣时由于含量过低，会导致转炉后期升温困难，且对二次泄爆问题没有控制，会导致转炉泄爆次数增加，影响生产顺行；专利“一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法”（201210544071.9）虽然考虑了转炉终渣的重复利用及留渣量问题，但对于转炉渣中磷的富集及转炉前期详细工艺参数控制存在误区，导致转炉脱磷效率不佳，石灰消耗节约幅度不大，且没有考虑转炉泄爆问题；专利“一种高效低成本转炉生产超低磷钢水的工艺技术方法”（201210020934.2）虽提出了双渣冶炼工艺，但对于具体的前期冶炼工艺控制制度没有细化，不利于指导操作；专利“低石灰消耗的转炉炼钢方法”（201410026518.2）同样也提出了转炉留渣操作的方法，但对留渣中的磷的富集问题及详细工艺操作没有给出具体说明，导致该工艺很难具体实施。
现有技术中，尚未发现能够从留渣量、吹炼操作过程、脱磷效率及生产连续性等方面进行综合考虑的低石灰消耗的转炉冶炼工艺，因此，有必要结合整个转炉生产过程，开发一种能够降低石灰消耗的转炉冶炼工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，该工艺从转炉留渣、冶炼操作、脱磷效率、生产连续性等方面进行综合考虑，不但降低了石灰消耗，还减少了转炉渣量和钢铁料消耗，同时还避免了炉渣中磷的富集、回磷以及干法除尘泄爆问题，保证了生产的连续性。另外，该工艺还可以有效减缓炉衬侵蚀，保证转炉的生产顺行。
本发明的技术方案主要流程包括以下步骤：
（1）在转炉出钢前，根据转炉渣中P2O5质量百分含量留取部分终渣；
（2）转炉出钢后，根据渣中FeO质量百分含量情况加入脱氧剂，降低炉渣氧化性；
（3）加入脱磷期所需的全部轻烧白云石，进行溅渣护炉操作，并保证溅渣护炉完成后炉渣全部固化；
（4）先加入废钢，然后加入脱磷期所需的全部石灰；
（5）石灰加入完成后，开始兑入铁水，兑铁过程要求均匀、稳定；
（6）降氧枪点火，点火后加入返矿或矿石调整炉渣成分；
（7）当脱磷时间、碳含量、温度达到要求后，进行倒脱磷渣操作；
（8）倒渣完成后，进行二次降氧枪点火，并按碱度要求控制加料量；
（9）当碳、温度满足要求后停止供氧，并根据终渣中P2O5质量百分含量留取部分终渣，用于下一炉冶炼。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（1）中，转炉留渣量根据渣中P2O5的质量百分含量λ进行控制：当λ≤2.0w%时，50kg/t钢＜留渣量≤60kg/t钢；当2.0w%＜λ≤2.5w%时，30kg/t钢＜留渣量≤50kg/t钢；当2.5w%＜λ时，20kg/t钢≤留渣量≤30kg/t钢，本发明采用先留渣后出钢的方法利于转炉留渣量的稳定控制。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（2）中，脱氧剂加入量按如下工艺控制：当渣中FeO质量百分含量＞15 wt %时，渣中FeO质量百分含量每增加1 wt %，脱氧剂加入量相应增加1.5kg/t渣。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（3）中，溅渣护炉时只加轻烧白云石，轻烧白云石加入量根据留渣量及脱磷期渣中MgO质量百分含量的要求进行确定，脱磷期渣中MgO质量百分含量要求控制在5 wt %~6wt%之间，氧枪点火后不再加入轻烧白云石。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（4）中，废钢加入量根据将要冶炼炉次的铁水温度T确定，当入炉铁水温度T≤1300℃时，废钢装入比例为8%~10%，当入炉铁水温度在1300℃＜T≤1380℃时，废钢转入比例为11%~13%，当入炉铁水温度在T＞1380℃时，废钢加入比例按14%~15%进行控制；废钢加入完成后，转炉前后分别倾动75°~85°，使废钢均匀摊铺在炉底。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（4）中，石灰主要为粒度小活性度高的小粒石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：5-10％，SiO2：0-5％，S：0-0.05％，活性度350ml~380ml之间；石灰加入量根据铁水中P的含量、转炉留渣量及脱磷期炉渣二元碱度R的控制要求进行控制，当铁水中P含量≤0.07%时，脱磷期石灰二元碱度按1.2≤R≤1.4进行控制；当0.07＜铁水中的P含量≤0.12%时，脱磷石灰二元碱度按1.4＜R≤1.8进行控制；当铁水磷P含量＞0.12%时，脱磷石灰二元碱度按1.8＜R≤2.0进行控制。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（5）中，铁水兑入速度为30t/min~40tmin，兑铁过程力求平稳、均匀。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（6）中，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.2m~1.8m，90s后喷头提升至钢液面1.81m~2.2m，整个脱磷期氧气供氧强度在1.8m3/t▪min~2.2m3/t▪min之间，脱磷期供氧量占总供氧量的28~32%，吹炼时间控制420s~450s之间；底吹氮气或氩气的强度在0.075m3/t▪min~0.3m3/t▪min之间。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（6）中，第一批返矿或矿石在氧枪点火后的前30s内加入，加入量为脱磷期总渣量的5%~10%，第二批返矿或矿石在点火320s~350s时加入，加入量为脱磷渣总量的4%~8%；脱磷期渣中FeO含量控制在20~25%之间。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（7）中，脱磷期时间控制在420s~450s之间，碳元素质量百分含量控制在3.2w%~3.6w%之间，温度按如下工艺控制：当炉渣二元碱度在1.2≤R≤1.4时，脱磷期温度按1340℃≤T≤1360℃进行控制；当炉渣二元碱度在1.4＜R≤1.8时，脱磷期温度按1360℃＜T≤1380℃进行控制；当炉渣二元碱度在1.8＜R≤2.0时，脱磷期温度按1380℃＜T≤1420℃进行控制。倒渣时转炉倾动80°~92°倒出70%以上的脱磷渣。
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（8）中，倒渣完成后摇直转炉，开始下降氧枪开吹，开吹时氧枪喷头距液面1.2~1.8m，氧气流量为正常流量的50%，点火后2s~5s内氧枪提升0.2m~0.4m，然后再在5s~15s内将氧枪降至原位，开吹30s~40s时，开始以5~7m3/min均匀增加氧气流量至正常流量，氧气流量爬坡时间控制在30s~40s之间，氧气流量正常后供氧强度3.0m3/t▪min~3.5m3/t▪min之间，底吹强度在0.05m3/t▪min~0.1m3/t▪min；点火后开始多批次加入石灰、轻烧白云石，进行吹炼，轻烧白云石加入量为8~15kg/t钢，保证渣中MgO含量在8%~10%之间，石灰加入量在10/t钢~18kg/t钢，保证炉渣碱度在3.0~3.5之间，并根据炉内钢液温度加入适量返矿或矿石，确保渣中FeO含量在15%~18%之间；石灰的粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：5-10％，SiO2：0-5％，S：0-0.05％，活性度300ml~320ml之间；
上述一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，所述步骤（9）中，当转炉终点碳在0.03%~0.08%之间、温度在1620℃~1640℃之间时，停止供氧，并根据终渣中P2O5含量留取部分终渣，用于下一炉冶炼。
本发明的理论基础：
转炉低石灰消耗冶炼工艺的关键是提升转炉渣中石灰的利用效率，本发明根据转炉吹炼要求，将石灰进行了分级使用，并充分利用了不同温度条件下炉渣磷容量不同的优势，并结合化渣脱磷、回磷的技术要求，研究了低石灰消耗条件下的相关转炉吹炼工艺。
本发明留渣量的控制根据渣中P2O5含量及前期脱磷效率进行确定，主要是为了避免脱磷期转炉渣的回磷问题，本发明研究发现，在相同FeO含量下，转炉炉渣碱度越低，其回磷温度越低，为保证低石灰消耗下的转炉脱磷效率，本发明根据铁水磷含量及前期脱磷效率，制定了分级控制碱度、前期脱磷温度以及减少渣中磷含量的办法。
本发明对终渣中FeO质量百分含量进行控制的目的主要是为了防止炉渣氧化性过强，不利于溅渣护炉，对炉衬侵蚀严重以及防止兑铁过程中的喷溅问题。同时，为保证脱磷初期FeO的有效含量，本发明并未将渣中FeO质量百分含量降至过低，而是控制在14w%~18w%之间，实践证明这温度区间既能保证溅渣护炉效果又能防止兑铁过程中的喷溅，且前期脱磷效果较好。
本发明溅渣护炉过程中加入轻烧白云石一方面为了固化炉渣，另一方面为了使炉衬中含有一定含量的MgO保护炉衬，之所以控制在5%~6%之间，主要是因为MgO质量百分含量增加会使炉渣粘度增大，不利于炉渣流动性控制。根据现场实践，由于前期温度低，5w%~6w%的MgO含量不仅能够阻止炉衬侵蚀，还使炉渣具有良好的流动性。
本发明采用先加废钢，再加石灰，最后对铁水的工艺，避免了以往先加石灰后加废钢的工艺下石灰完全熔化的问题，该工艺充分利用了铁水的物理热，保证了石灰的完全熔化，为前期脱磷创造了有利条件。
本发明将前期所需石灰及轻烧全部在点火前加入，为前提渣的快速形成创造了条件，保证了脱磷时间，本发明的供氧制度及底吹制度，均是为了保证前期脱磷时间及石灰利用效率最大化。
本发明的有益效果：
本发明充分利用了转炉终渣中CaO含量、FeO含量高，预熔性好的特点，并考虑了终渣中磷的富集回磷问题，采用本方法不需要增加特殊设备，可使转炉渣中的石灰得到充分利用，转炉石灰消耗可减少30%以上，轻烧白云石消耗减少35%以上，钢铁料消耗减少5kg/t以上，转炉综合脱磷率达90%以上，同时该方法还有效避免了转炉泄爆问题，保证了生产顺行，具有重大的社会和经济效益。
具体实施方式
以下结合120t转炉生产实际，对本发明的具体实施过程进行进一步说明：
实例1-3中转炉上一炉炉渣成分及铁水成分见表1、表2.
表1 转炉终渣成分（重量百分含量）
表2 入炉铁水成分
实例1
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣中P2O5的成分（见表1中1#渣样），确定该炉留渣量为60kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢；
（2）由于该炉次渣中FeO百分含量为14.96%，出钢后不需要加焦丁等脱氧剂，根据留渣量及脱磷期渣中MgO含量5.0w%控制要求，加入550kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（3）该炉对应铁水温度为1286℃（表2中1#铁水样），加入废钢12t，转炉总装入了量为150t，废钢比为8%，废钢加入后前后分别倾动转炉75°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（4）该炉对应铁水磷含量为0.056w%（表2中1#铁水样），前期脱磷碱度按1.2进行控制，根据留渣量，计算后加入700kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：7％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度370ml。
（5）兑入138t铁水，兑铁速度30t钢/min，转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持转炉底吹处于开启状态。。
（6）兑铁完成后，开始降氧枪吹炼和强底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.6m，90s后喷头提升至钢液面1.8m，整个脱磷期氧气供氧强度为1.9m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.075m3/t▪min。
（7）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为500kg，320s时加入第二批返矿或矿石，加入量为700kg。脱磷渣中FeO含量控制在20%左右。
（8）当吹炼至420s时，转炉碳含量为3.6%，吹氧量为1900m3，前期温度位1340℃，提起氧枪，转炉倾动87°倒出70%以上的脱磷渣。
（9）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.6m，氧气流量为200m3/min，点火后2s内氧枪迅速向上提升0.2m，5s后降至原位，开吹30s时开始以5m3/min的速率均匀增加氧气流量，开吹70s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.45m3/t▪mi，底吹强度为0.05m3/t▪min。
（10）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为1.7t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度320ml；轻烧加入量1.5t，矿石加入量1.3t，转炉终渣碱度3.1，渣中FeO含量为17.5%。
（11）当碳含量在0.08%，终点温度在1620℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.005%，脱磷率为91.07%，综合石灰消耗为17.1kg/钢，轻烧白云石消耗为14.6kg/t钢，相比常规冶炼石灰、白云石分别减少32%和37%，钢铁料消耗减少5.2kg/t。
实例2
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣中P2O5的成分（见表1中2#渣样），确定该炉留渣量为51kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢；
（2）由于该炉次渣中FeO百分含量为20.36%，出钢后加焦丁50kg，根据留渣量及脱磷期渣中MgO含量5.5w%控制要求，加入600kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（3）该炉对应铁水温度为1300℃（表2中2#铁水样），加入废钢15t，转炉总装入了量为150t，废钢比为10%，废钢加入后前后分别倾动转炉80°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（4）该炉对应铁水磷含量为0.07w%（表2中2#铁水样），前期脱磷碱度按1.4进行控制，根据留渣量，计算后加入850kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：7％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度370ml。
（5）兑入135t铁水，兑铁速度30t钢/min，在转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持底吹处于开启状态。
（6）兑铁过程中完成后，开始降氧枪吹炼和强底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.5m，90s后喷头提升至钢液面1.7m，整个脱磷期氧气供氧强度为1.8m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.1m3/t▪min。
（7）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为550kg，320s时加入第二批返矿或矿石，加入量为650kg。脱磷渣中FeO含量为20%。
（8）当吹炼至440s时，转炉碳含量为3.55%，吹氧量为1950m3，前期温度位1360℃，提起氧枪，转炉倾动87°倒出70%以上的脱磷渣。
（9）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.5m，氧气流量为200m3/min，点火后5s内氧枪迅速向上提升0.2m，10s后降至原位，开吹30s时开始以5m3/min的速率均匀增加氧气流量，开吹70s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.45m3/t▪mi，底吹强度为0.06m3/t▪min。
（10）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为1.9t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度320ml；轻烧加入量1.4t，矿石加入量1.5t，转炉终渣碱度3.2，渣中FeO含量为19.5%。
（11）当碳含量在0.05%，终点温度在1625℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.006%，脱磷率为91.4%，综合石灰消耗为19.6kg/钢，轻烧白云石消耗为14.3kg/t钢，相比常规冶炼石灰、白云石分别减少30%和39.9%，钢铁料消耗减少5.1kg/t。
实例3
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣成分（见表1中3#渣样），确定该炉留渣量为50kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢。
（2）由于渣中FeO含量为24.63%，含量较高，为防止炉衬侵蚀和兑铁喷溅，按FeO含量每降低1%需加碳粉1.5kg/t渣的要求，加入88kg焦丁。
（3）根据留渣量及脱磷期渣中MgO含量5.5w%控制要求，直接加入600kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（4）根据铁水温度（表2中3#铁水样）加入废钢，废钢加入量为16.5t，转炉总装入了量为150t，废钢比为11%，废钢加入后前后分别倾动转炉80°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（5）根据铁水磷含量（表2中3#铁水样），前期脱磷碱度按1.5进行控制，结合留渣量计算后，加入800kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：4％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度375ml。
（6）加入133.5t铁水，兑铁速度35t/min，转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持底吹处于开启状态，加快熔池搅拌，促进石灰熔化，防止石灰粘炉底。
（7）兑铁完成后，开始降氧枪吹炼和加强底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.6m，90s后喷头提升至钢液面1.9m，整个脱磷期氧气供氧强度为2.0m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.10m3/t▪min。
（8）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为600kg，330s时加入第二批返矿或矿石，加入量为500kg。使脱磷渣中FeO含量最终控制为22.5%。
（9）当吹炼至430s时，转炉碳含量为3.45%，吹氧量为2050m3，前期温度位1365℃，提起氧枪，转炉倾动85°倒出70%以上的脱磷渣。
（10）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.7m，氧气流量为200m3/min，点火后3s内氧枪迅速提升0.2m，5s后再降至原位，开吹30s开始以6m3/min的速率增加氧气流量，开吹65s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.5m3/t▪mi，底吹强度为0.07m3/t▪min。
（11）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为2.3t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度330ml；轻烧白云石加入量1.6t，矿石加入量1.4t，转炉终渣碱度3.2，渣中FeO含量为15.5%。
（12）当碳含量在0.04%，终点温度在1630℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.008%，脱磷率为91.2%，综合石灰消耗为22.1kg/钢，轻烧白云石消耗为16.4kg/t钢，相比常规冶炼，该铁水磷条件下石灰、白云石分别减少31.1%和40.3%，钢铁料消耗减少5.5kg/t。
实例4
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣成分（见表1中4#渣样），确定该炉留渣量为31kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢。
（2）由于渣中FeO含量为13.9%，含量低于18%，不加焦丁。
（3）根据留渣量及脱磷期渣中MgO含量5.5w%控制要求，直接加入700kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（4）根据铁水温度（表2中4#铁水样）加入废钢，废钢加入量为19.5t，转炉总装入了量为150t，废钢比为13%，废钢加入后前后分别倾动转炉80°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（5）根据铁水磷含量（表2中3#铁水样），前期脱磷碱度按1.8进行控制，结合留渣量计算后，加入900kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：4％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度380ml。
（6）加入130.5t铁水，兑铁速度35t/min，转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持底吹处于开启状态，以加快熔池搅拌，促进石灰熔化，防止石灰粘炉底。
（7）兑铁完成后，开始降氧枪吹炼和加强底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.6m，90s后喷头提升至钢液面1.9m，整个脱磷期氧气供氧强度为1.8m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.20m3/t▪min。
（8）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为800kg，330s时加入第二批返矿或矿石，加入量为400kg。使脱磷渣中FeO含量最终控制为22.5%。
（9）当吹炼至440s时，转炉碳含量为3.3%，吹氧量为2065m3，前期温度位1380℃，提起氧枪，转炉倾动85°倒出70%以上的脱磷渣。
（10）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.5m，氧气流量为200m3/min，点火后4s内氧枪迅速提升0.2m，6s后再降至原位，开吹30s开始以7m3/min的速率增加氧气流量，开吹60s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.35m3/t▪mi，底吹强度为0.07m3/t▪min。
（11）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为2.3t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度330ml；轻烧白云石加入量1.7t，矿石加入量1.4t，转炉终渣碱度3.2，渣中FeO含量为19.5%。
（12）当碳含量在0.04%，终点温度在1620℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.010%，脱磷率为91.6%，综合石灰消耗为22.8kg/钢，轻烧白云石消耗为16.4kg/t钢，相比常规冶炼，该铁水磷条件下石灰、白云石分别减少31.9%和40.3%，钢铁料消耗减少5.6kg/t。
实例5
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣成分（见表1中5#渣样），确定该炉留渣量为30kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢。
（2）由于渣中FeO含量为25.36%，FeO含量较高，为防止炉衬侵蚀和兑铁喷溅，按FeO含量每降低1%需加碳粉1.5kg/t渣的要求，加入焦丁60kg。
（3）然后直接加入800kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（4）加入废钢，废钢加入量为21t，转炉总装入了量为150t，废钢比为14%，废钢加入后前后分别倾动转炉80°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（5）根据铁水磷含量（表2中5#铁水样），前期脱磷碱度按1.85进行控制，结合留渣量计算后，加入1000kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：4％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度380ml。
（6）加入129t铁水，兑铁速度40t/min，转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持底吹处于开启状态，以加快熔池搅拌，促进石灰熔化，防止石灰粘炉底。
（7）兑铁完成后，开始降氧枪吹炼和开底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.6m，90s后喷头提升至钢液面1.9m，整个脱磷期氧气供氧强度为2.2m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.30m3/t▪min。
（8）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为700kg，350s时加入第二批返矿或矿石，加入量为500kg。使脱磷渣中FeO含量最终控制为25%。
（9）当吹炼至440s时，转炉碳含量为3.25%，吹氧量为2150m3，前期温度位1400℃，提起氧枪，转炉倾动85°倒出70%以上的脱磷渣。
（10）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.8m，氧气流量为200m3/min，点火后3s内氧枪迅速提升0.2m，5s后再降至原位，开吹30s开始以5m3/min的速率逐步增加氧气流量，开吹70s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.6m3/t▪mi，底吹强度为0.05m3/t▪min。
（11）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为2.4t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度320ml；轻烧加入量1.7t，矿石加入量1.3t，转炉终渣碱度3.2，渣中FeO含量为16.5%。
（12）当碳含量在0.03%，终点温度在1635℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.011%，脱磷率为91.2%，综合石灰消耗为24.2kg/钢，轻烧白云石消耗为17.8kg/t钢，相比常规冶炼，该铁水磷条件下石灰、白云石分别减少31.6%和41.9%，钢铁料消耗减少5.5kg/t。
实例6
具体步骤如下：
（1）根据转炉终渣成分（见表1中6 #渣样），确定该炉留渣量为20kg/t钢，倒出相应炉渣后进行出钢。
（2）由于渣中FeO含量为22.06%，含量大于15%，为防止炉衬侵蚀和兑铁喷溅，按FeO含量每降低1%需加碳粉1.5kg/t渣的要求，加入焦丁35kg。
（3）根据留渣量及脱磷期渣中MgO含量6w%控制要求，直接加入750kg的轻烧白云石进行溅渣护炉，溅渣过程中确保终渣完全溅在炉衬内壁，并确保所有终渣完全固化；
（4）根据铁水温度（表2中6#铁水样）加入废钢，废钢加入量为22.5t，转炉总装入了量为150t，废钢比为15%，废钢加入后前后分别倾动转炉80°，使废钢均匀摊铺在炉底。
（5）根据铁水磷含量（表2中6#铁水样），前期脱磷碱度按2.0进行控制，结合留渣量计算后，加入1200kg石灰，石灰的粒度在5mm~15mm之间，有效CaO含量86％，MgO：4％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度380ml。
（6）加入127.5t铁水，兑铁速度40t/min，转炉兑铁过程力求均匀、稳定，避免转炉喷溅，兑铁过程中保持底吹处于开启状态，以加快熔池搅拌，促进石灰熔化，防止石灰粘炉底。
（7）兑铁完成后，开始降氧枪吹炼和开底吹搅拌，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.6m，90s后喷头提升至钢液面1.9m，整个脱磷期氧气供氧强度为2.2m3/t▪min，底吹氩气的强度为0.30m3/t▪min。
（8）在氧枪点火后的前30s内加入第一批返矿或矿石，加入量为600kg，350s时加入第二批返矿或矿石，加入量为800kg。使脱磷渣中FeO含量最终控制为25%。
（9）当吹炼至440s时，转炉碳含量为3.2%，吹氧量为2250m3，前期温度位1420℃，提起氧枪，转炉倾动85°倒出70%以上的脱磷渣。
（10）倒渣完成后，摇直转炉，下降氧枪开吹，开吹时氧枪枪头距液面1.8m，氧气流量为200m3/min，点火后3s内氧枪迅速提升0.2m，5s后再降至原位，开吹30s开始以5m3/min的速率逐步增加氧气流量，开吹70s后，氧气流量达正常值400m3/min，氧枪供氧强度为3.6m3/t▪mi，底吹强度为0.05m3/t▪min。
（11）二次点火后多批次加入石灰和轻烧白云石，石灰加入量为2.6t，石灰粒度在20mm~30mm之间，有效CaO含量88％，MgO：10％，SiO2：3％，S：0.05％，活性度320ml；轻烧加入量1.7t，矿石加入量1.3t，转炉终渣碱度3.3，渣中FeO含量为16.9%。
（13）当碳含量在0.03%，终点温度在1630℃时，提枪停止供氧，倒出部分终渣，开始出钢，出钢完成后进行下一炉次冶炼。
该炉次最终钢中磷含量为0.013%，脱磷率为90.7%，综合石灰消耗为27.1kg/钢，轻烧白云石消耗为17.5kg/t钢，相比常规冶炼，该铁水磷条件下石灰、白云石分别减少31.6%和41.1%，钢铁料消耗减少5.4kg/t。

Claims (8)

1.一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）在转炉出钢前，根据转炉渣中P2O5质量百分含量留取部分终渣；
（2）转炉出钢后，根据渣中FeO质量百分含量情况加入脱氧剂，降低炉渣氧化性；
（3）加入脱磷期所需的全部轻烧白云石，进行溅渣护炉操作，并保证溅渣护炉完成后炉渣全部固化；
（4）先加入废钢，然后加入脱磷期所需的全部石灰；
（5）石灰加入完成后，开始兑入铁水，兑铁过程要求均匀、稳定；
（6）降氧枪点火，点火后加入返矿或矿石调整炉渣成分；
（7）当脱磷时间、碳含量、温度达到要求后，进行倒脱磷渣操作；
（8）倒渣完成后，进行二次降氧枪点火，并按碱度要求控制加料量；
（9）当碳、温度满足要求后停止供氧，并根据终渣中P2O5质量百分含量留取部分终渣，用于下一炉冶炼。
2.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，转炉留渣量根据渣中P2O5的质量百分含量λ进行控制：当λ≤2.0w%时，50kg/t钢＜留渣量≤60kg/t钢；当2.0w%＜λ≤2.5w%时，30kg/t钢＜留渣量≤50kg/t钢；当2.5w%＜λ时，20kg/t钢≤留渣量≤30kg/t钢，本发明采用先留渣后出钢的方法利于转炉留渣量的稳定控制。
3.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，脱氧剂加入量按如下工艺控制：当渣中FeO质量百分含量＞15 wt %时，渣中FeO质量百分含量每增加1 wt %，脱氧剂加入量相应增加1.5kg/t渣。
4.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，溅渣护炉时只加轻烧白云石，轻烧白云石加入量根据留渣量及脱磷期渣中MgO质量百分含量的要求进行确定，脱磷期渣中MgO质量百分含量要求控制在5 wt %~6wt%之间，氧枪点火后不再加入轻烧白云石。
5.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（4）中，废钢加入量根据将要冶炼炉次的铁水温度T确定，当入炉铁水温度T≤1300℃时，废钢装入比例为8%~10%，当入炉铁水温度在1300℃＜T≤1380℃时，废钢转入比例为11%~13%，当入炉铁水温度在T＞1380℃时，废钢加入比例按14%~15%进行控制；废钢加入完成后，转炉前后分别倾动75°~85°，使废钢均匀摊铺在炉底；石灰加入量根据铁水中P的含量、转炉留渣量及脱磷期炉渣二元碱度R的控制要求进行控制，当铁水中P含量≤0.07%时，脱磷期石灰二元碱度按1.2≤R≤1.4进行控制；当0.07＜铁水中的P含量≤0.12%时，脱磷石灰二元碱度按1.4＜R≤1.8进行控制；当铁水磷P含量＞0.12%时，脱磷石灰二元碱度按1.8＜R≤2.0进行控制。
6.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（6）中，点火后，前90s采用低枪位吹炼，氧枪喷头据钢液面1.2m~1.8m，90s后喷头提升至钢液面1.81m~2.2m，整个脱磷期氧气供氧强度在1.8m3/t▪min~2.2m3/t▪min之间，脱磷期供氧量占总供氧量的28~32%，吹炼时间控制420s~450s之间；底吹氮气或氩气的强度在0.075m3/t▪min~0.3m3/t▪min之间；第一批返矿或矿石在氧枪点火后的前30s内加入，加入量为脱磷期总渣量的5%~10%，第二批返矿或矿石在点火320s~350s时加入，加入量为脱磷渣总量的4%~8%；脱磷期渣中FeO含量控制在20~25%之间。
7.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（7）中，脱磷期时间控制在420s~450s之间，碳元素质量百分含量控制在3.2w%~3.6w%之间，温度按如下工艺控制：当炉渣二元碱度在1.2≤R≤1.4时，脱磷期温度按1340℃≤T≤1360℃进行控制；当炉渣二元碱度在1.4＜R≤1.8时，脱磷期温度按1360℃＜T≤1380℃进行控制；当炉渣二元碱度在1.8＜R≤2.0时，脱磷期温度按1380℃＜T≤1420℃进行控制，倒渣时转炉倾动80°~92°倒出70%以上的脱磷渣。
8.如权利要求1所述的一种低石灰消耗的转炉冶炼工艺，其特征在于：所述步骤（8）中，倒渣完成后摇直转炉，开始下降氧枪开吹，开吹时氧枪喷头距液面1.2~1.8m，氧气流量为正常流量的50%，点火后2s~5s内氧枪提升0.2m~0.4m，然后再在5s~15s内将氧枪降至原位，开吹30s~40s时，开始以5~7m3/min均匀增加氧气流量至正常流量，氧气流量爬坡时间控制在30s~40s之间，氧气流量正常后供氧强度3.0m3/t▪min~3.5m3/t▪min之间，底吹强度在0.05m3/t▪min~0.1m3/t▪min。
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