CN112226579A - 双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法 - Google Patents

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CN112226579A CN202010926687.7A CN202010926687A CN112226579A CN 112226579 A CN112226579 A CN 112226579A CN 202010926687 A CN202010926687 A CN 202010926687A CN 112226579 A CN112226579 A CN 112226579A
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Abstract

本发明公开了一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法。该方法通过在兑铁水之前在炉底铺入石灰，大幅度延长了石灰的化渣时间。在顶枪氧气吹炼开始之后，分两个批次加入烧结矿、返矿和OG压球中的至少一种氧化铁辅料，可控制脱磷终渣中的T.Fe含量为10～20％。这样可促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，石灰的化渣率可达到40％以上。同时改善了脱磷渣的流动性，使倒渣率达到50％以上。由于可大幅度提高化渣率，有利于提高脱磷渣终点碱度控制的准确性，和提高脱磷阶段的脱磷率，同时提高倒渣率，从而实现降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的。本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。

Description

双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法
技术领域
本发明涉及转炉炼钢工艺技术领域，特别涉及一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法。该方法可以促进石灰的化渣，提高石灰的化渣率，改善脱磷渣的流动性。由此，在提高脱磷渣倒渣率的同时，可以提高脱磷渣终点碱度控制的准确性和脱磷阶段的脱磷率，从而实现降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的。
背景技术
双渣法转炉炼钢工艺是在转炉中先进行脱硅、脱磷操作，中间对于脱磷渣进行排渣；然后在同一转炉中进行脱碳操作，出钢后对于脱碳渣进行留渣，经过溅渣护炉，摇炉确认液态渣固化后，兑入铁水，进行下一炉冶炼。双渣法转炉炼钢工艺利用转炉冶炼前期温度低这一有利于脱磷反应的热力学条件，将上一炉由于温度高已基本不具备脱磷能力的脱碳终渣，用于下炉次吹炼初期温度较低时脱磷。这样由于充分利用了前一炉次尚未反应的石灰，从而可以大幅度减少石灰的用量，在降低石灰等辅料消耗的同时，降低了转炉炉渣的发生量。但是，双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期一般时间较短，只有4-7分钟，在这短短的时间里，如何使添加的石灰充分化渣是制约该工艺能否准确控制脱磷渣的碱度，提高脱磷期的脱磷率，同时又提高渣的流动性，顺利实现脱磷渣中间排渣的关键。
炼钢石灰的主要成分是CaO，是炼钢渣中最主要的有效成分。在转炉炼钢过程中，增加渣中CaO含量可以提高渣的碱度，从而有利于渣中P2O5与CaO结合生成磷酸三钙或磷酸四钙，从而降低铁水中的磷含量，有利于铁水脱磷。但是渣中CaO含量过高或碱度过高，导致炉渣变粘，降低渣的流动性，从而导致脱磷之后脱磷渣的中间排渣困难。因此脱磷渣必须要控制在合理的碱度范围，兼顾铁水脱磷的需求和脱磷渣排渣的需求。
在双渣法转炉炼钢工艺过程的脱磷期阶段，由于温度较低，一般脱磷阶段终点的温度在1380℃左右，加之脱磷阶段的时间较短，一般为4-7分钟，因此双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期阶段，石灰的熔化比较困难。如果加入的石灰不能充分化渣，不仅会增大炉渣的粘度，造成脱磷渣的流动性变差，不利于脱磷后的中间排渣，而且由于加入的石灰未能化渣，导致脱磷渣的碱度不能上升到预先设计的碱度值，导致脱磷率大幅度降低。另外，未熔化的石灰还会随着中间排渣一起倒出炉外，造成石灰的浪费，增加了石灰消耗，从而增加冶炼成本。
发明内容
为了解决现有技术双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的化渣问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，通过在兑铁水之前在炉底铺入石灰，分批次加入氧化铁辅料，控制脱磷渣中的T.Fe含量，可促进双渣法炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，提高石灰的化渣率，并改善脱磷渣的流动性。由此，可以提高脱磷渣终点碱度控制的准确性，从而提高脱磷阶段的脱磷率，还可以提高脱磷渣的倒渣率，从而实现降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的。
为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：
一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，在向转炉中兑入铁水之前预先在转炉的炉底铺入石灰，在双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期间，分批次加入氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量，促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，包括以下步骤：
(1)在上一炉次转炉终点出钢后，向转炉中加入轻烧白云石作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；
(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据铁水中的硅含量和脱磷渣的目标碱度，提前将石灰铺入转炉炉底；
(3)向转炉中加入废钢和兑铁水，降低氧枪开始吹氧，控制氧枪枪位、吹氧强度和吹氧时间，为促进脱磷期石灰快速化渣，分批次加入烧结矿、返矿和OG压球中的至少一种氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量；
(4)脱磷期间结束后，停止吹炼，然后将脱磷渣从转炉中倒出，对脱磷渣进行排渣。
优选地，在所述步骤(1)中，按照2～10kg/吨钢的加入量，向转炉内加入轻烧白云石，然后进行溅渣护炉，使轻烧白云石与脱碳终渣充分混合固化脱碳渣；完成溅渣护炉后，倾动转炉，确认炉渣完全固化，避免向转炉中兑入铁水时发生喷溅。
优选地，在所述步骤(1)中，按照5.55～10.00kg/吨钢的加入量，向转炉内加入轻烧白云石。
优选地，在所述步骤(2)中，在向转炉中加入废钢和兑铁水之前，在转炉底部铺入石灰加；根据铁水硅含量和脱磷渣的目标碱度R，确定铺入石灰量为2～30kg/吨钢；其中R作为二元碱度的计算公式为：R＝(％CaO)/(％SiO2)，其中CaO和SiO2的比例为质量百分比。
优选地，在所述步骤(2)中，控制脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将10.6-30.0kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底。
优选地，在所述步骤(3)中，在向转炉中加入废钢后和兑入铁水后，降低氧枪开始吹氧，钢水脱磷阶段的吹炼时间为4～7min，顶吹供氧强度为1.5～3.5m3/(t·min)；
分二批次加入氧化铁辅料：
在吹炼开始30～60s时，按照3～6kg/吨钢的加入量，加入第一批的氧化铁辅料；
在吹炼开始200～300s时，按照3～6kg/吨钢的加入量，加入第二批氧化铁辅料；
然后继续吹炼40～120s；
氧化铁辅料合计加入量为6～12kg/吨钢，控制脱磷终渣的T.Fe含量为10-20％。
优选地，在步骤(3)中，在进行钢水脱磷阶段，对于120吨转炉，氧枪枪位为1.6-2.0m。
优选地，在所述步骤(3)中，对于120吨转炉，控制顶吹供氧强度为2.29～3.50m3/(t·min)，吹氧时间为355-420s，吹氧量不低于1894m3。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，通过促进石灰的化渣，可提高石灰的化渣率，化渣率可达到40％以上；改善脱磷渣的流动性，倒渣率可达到50％以上；由此，可提高脱磷渣终点碱度控制的准确性，从而提高脱磷阶段的脱磷率，同时提高脱磷渣倒渣率，从而实现降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的；
2.本发明方法可促进石灰化渣，提高石灰化渣率的理由在于，在溅渣护炉，并固化脱碳渣之后，提前将石灰铺入转炉炉底，可利用转炉和转炉渣的余热预热石灰，同时在兑入铁水过程中，利用铁水的冲击搅拌作用，促进石灰化渣；这样本发明方法实际上比通常的在兑入铁水，氧枪点火之后加入石灰，石灰的化渣时间增加了5分钟左右；由于转炉双渣法脱磷期阶段的时间为4-7分钟，平均时间为6分钟左右；如果通常在兑入铁水，氧枪点火之后加入石灰，石灰的化渣时间平均为5分钟；所以，本发明石灰提前加入炉底的方式，实际上可使石灰化渣时间增加至10分钟，比通常加入方式增加了一倍的化渣时间，同时充分利用的兑入铁水对于石灰的搅拌作用，所以可大幅度提高石灰渣化率；
3.本发明还采取了分批加入烧结矿、返矿和OG压球中的至少一种氧化铁辅料的方法，在氧枪下降枪位点火成功后，在吹炼开始30～60s，加入第一批氧化铁辅料；在临近脱磷期结束，在吹炼开始200～300s，加入第二批氧化铁辅料，使脱磷终渣中T.Fe含量达到10～20％；这样本发明方法在脱磷期的整个过程中，脱磷渣中始终保持较高的T.Fe含量，可有效地促进石灰的化渣，同时还可降低脱磷渣的粘度，提高脱磷渣的流动性，有利于脱磷渣的中间排渣；
4.本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。
具体实施方式
以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：
实施例1：
在本实施例中，一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，在向转炉中兑入铁水之前预先在转炉的炉底铺入石灰，在双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期间，分批次加入氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量，促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，包括以下步骤：
(1)在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.73kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；
(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据表1所示的铁水硅含量，设定脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将10.6kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底；
(3)对于120吨转炉，加废钢21吨和兑铁水123吨，降低氧枪枪位开始吹氧，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.36m3/t/min，吹氧时间为360s，吹氧量为2040m3，如表5所示；为保证脱磷期石灰快速化渣，分两个批次加入烧结矿：
在吹炼开始30s加入第一批烧结矿4.57kg/吨钢，在吹炼开始270s加入第二批烧结矿4.32kg/吨钢，脱磷终点渣中的T.Fe含量为19.71％；
根据加入石灰、白云石、烧结矿和留渣量以及其中的CaO和SiO2含量，铁水和废钢中Si含量，以及脱磷期终点炉渣碱度，核算石灰化渣率达到77％，石灰化渣情况良好；
(4)脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣顺利，倒渣时间138s,倒渣率大于50％；脱磷渣成分见表3，脱磷期终点炉渣碱度为1.81，达到较好的脱磷终渣碱度。
如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.124％，脱磷终点铁水磷含量为0.0497％，脱磷率为59.9％，取得了较好的脱磷率。
脱磷阶段良好的脱磷率和排渣率，降低了脱碳阶段的脱磷负荷，为提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗奠定了基础。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，在向转炉中兑入铁水之前预先在转炉的炉底铺入石灰，在双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期间，分批次加入氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量，促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，包括以下步骤：
(1)在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.55kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；
(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据表1所示的铁水硅含量，设定脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将13.4kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底；
(3)对于120吨转炉，加废钢18吨和兑铁水122吨，降低氧枪枪位开始吹氧，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.29m3/t/min，吹氧时间为355s，吹氧量为1894m3，如表5所示；为保证脱磷期石灰快速化渣，分两个批次加入烧结矿：
在吹炼开始30s加入第一批烧结矿4.38kg/吨钢；在吹炼开始270s加入第二批烧结矿4.70kg/吨钢，脱磷终点渣中的T.Fe含量为10.21％；
根据加入石灰、白云石、烧结矿和留渣量以及其中的CaO和SiO2含量，铁水和废钢中Si含量，以及脱磷期终点炉渣碱度，核算石灰化渣率达到42％，石灰化渣情况良好；
(4)脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣顺利，倒渣时间148s,倒渣率大于50％；脱磷渣成分见表3，脱磷期终点炉渣碱度为1.57，达到了较好的脱磷终渣碱度。
如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.127％，脱磷终点铁水磷含量为0.0595％，脱磷率为53.1％，取得了较好的脱磷率。
脱磷阶段良好的脱磷率和排渣率，降低了脱碳阶段的脱磷负荷，为提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗奠定了基础。
对比例：
在本对比例中，一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣的方法，包括以下步骤：
a.在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.83kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；
b.对于120吨转炉，加废钢18吨和兑铁水122吨，降低氧枪枪位开始吹氧，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.42m3/t/min，吹氧时间为357s，吹氧量为2014m3，如表5所示；在吹炼开始30s，根据表1所示的铁水硅含量，设定脱磷渣的目标碱度为1.70，从顶部加入13.5kg/吨钢的石灰；
同时一次性加入烧结矿8.95kg/吨钢，脱磷终点渣中的T.Fe含量仅为7.22％；
根据加入石灰、白云石、烧结矿和留渣量以及其中的CaO和SiO2含量，铁水和废钢中Si含量，以及脱磷期终点炉渣碱度，核算顶部加入石灰化渣率仅为10％，石灰化渣情况不好；
c.脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣不好，在排渣过程中可以看到大量未熔化的大块石灰团块。倒渣时间仅为64s,倒渣率小于30％。脱磷渣成分见表3，脱磷期终点炉渣碱度仅为1.25，脱磷终渣碱度偏低，降低了炉渣的脱磷能力。
如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.128％，脱磷终点铁水磷含量为0.0983％，脱磷率仅为23.2％，脱磷率较低。
综合上述实施例和对比例，参见下表：
表1为入炉铁水和废钢条件(mass％)。
表2为脱磷铁水终点成分(mass％)。
表3为脱磷终渣成分(mass％)。
表4为各炉所消耗的石灰、白云石与烧结矿(kg/吨钢)。
表5为各炉次脱磷阶段吹炼工艺参数。
表1.入炉铁水和废钢条件(mass％)
Figure BDA0002668668500000061
表2.脱磷铁水终点成分(mass％)
炉次 C Si Mn P S T(℃) 脱磷率(％)
实施例1 2.67 0.021 0.106 0.0497 0.017 1382 59.9
实施例2 2.68 0.021 0.118 0.0595 0.015 1381 53.1
对比例 2.75 0.018 0.105 0.0983 0.016 1392 23.2
表3.脱磷终渣成分(mass％)
炉次 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO MnO P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> SiO<sub>2</sub> T.Fe R 化渣率(％)
实施例1 3.51 30.72 7.66 8.73 3.33 16.86 19.71 1.81 77％
实施例2 1.97 33.97 9.98 9.56 2.95 21.80 10.21 1.57 42％
对比例 2.53 32.01 8.73 9.62 3.84 25.61 7.22 1.25 10％
表4.各炉所消耗的石灰、白云石与烧结矿(kg/吨钢)
炉次 石灰量/投入方式 轻烧白云石 第一批烧结矿 第二批烧结矿
实施例1 10.6/底部 5.73 4.57 4.32
实施例2 13.4/底部 5.55 4.38 4.70
对比例 13.5/顶部 5.83 8.95
表5.各炉次脱磷阶段吹炼工艺参数
炉次 吹炼时间(s) 吹氧量(m<sup>3</sup>) 吹氧强度(m<sup>3</sup>/t/min)
实施例1 360 2040 2.36
实施例2 355 1894 2.29
对比例 357 2014 2.42
在对比例中，在顶部氧枪开始吹炼以后，由于从顶部加入石灰，同时，烧结矿为一次性加入，导致脱磷终点渣中T.Fe含量大幅度降低，石灰化渣情况不好，化渣率仅为10％，脱磷终点碱度仅为1.25。这样大幅度降低了脱磷阶段的脱磷率和排渣率，同时脱磷渣排渣过程中排出了大量未反应的大块石灰团块，不能达到提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗的目的。
实施例3：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，在向转炉中兑入铁水之前预先在转炉的炉底铺入石灰，在双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期间，本实施例采用烧结矿、返矿、OG压球中的至少一种作为氧化铁辅料，替代实施例1采用烧结矿作为氧化铁辅料，分批次加入氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量，促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，同样实现了前述实施例的技术效果。
综上所述，上述实施例双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，通过在兑铁水之前在炉底铺入石灰，大幅度延长了石灰的化渣时间。在顶枪氧气吹炼开始之后，分两个批次加入烧结矿、返矿和OG压球中的至少一种氧化铁辅料，能控制脱磷终渣中的T.Fe含量为10～20％。这样可促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，石灰的化渣率可达到40％以上。同时改善了脱磷渣的流动性，使倒渣率达到50％以上。由于可大幅度提高化渣率，有利于提高脱磷渣终点碱度控制的准确性，和提高脱磷阶段的脱磷率，同时提高倒渣率，从而实现降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的。
上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明聚氨酯用抗静电剂、聚氨酯复合材料及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在向转炉中兑入铁水之前预先在转炉的炉底铺入石灰，在双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期间，分批次加入氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量，促进双渣法转炉炼钢工艺脱磷期的石灰化渣，包括以下步骤：
(1)在上一炉次转炉终点出钢后，向转炉中加入轻烧白云石作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；
(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据铁水中的硅含量和脱磷渣的目标碱度，提前将石灰铺入转炉炉底；
(3)向转炉中加入废钢和兑铁水，降低氧枪开始吹氧，控制氧枪枪位、吹氧强度和吹氧时间，为促进脱磷期石灰快速化渣，分批次加入烧结矿、返矿和OG压球中的至少一种氧化铁辅料，来控制脱磷渣中的T.Fe含量；
(4)脱磷期间结束后，停止吹炼，然后将脱磷渣从转炉中倒出，对脱磷渣进行排渣。
2.根据权利要求1所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，按照2～10kg/吨钢的加入量，向转炉内加入轻烧白云石，然后进行溅渣护炉，使轻烧白云石与脱碳终渣充分混合固化脱碳渣；完成溅渣护炉后，倾动转炉，确认炉渣完全固化，避免向转炉中兑入铁水时发生喷溅。
3.根据权利要求2所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，按照5.55～10.00kg/吨钢的加入量，向转炉内加入轻烧白云石。
4.根据权利要求1所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，在向转炉中加入废钢和兑铁水之前，在转炉底部铺入石灰加；根据铁水硅含量和脱磷渣的目标碱度R，确定铺入石灰量为2～30kg/吨钢；其中R作为二元碱度的计算公式为：R＝(％CaO)/(％SiO2)，其中CaO和SiO2的比例为质量百分比。
5.根据权利要求4所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，控制脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将10.6-30.0kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底。
6.根据权利要求1所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，在向转炉中加入废钢后和兑入铁水后，降低氧枪开始吹氧，钢水脱磷阶段的吹炼时间为4～7min，顶吹供氧强度为1.5～3.5m3/(t·min)；
分二批次加入氧化铁辅料：
在吹炼开始30～60s时，按照3～6kg/吨钢的加入量，加入第一批的氧化铁辅料；
在吹炼开始200～300s时，按照3～6kg/吨钢的加入量，加入第二批氧化铁辅料；
然后继续吹炼40～120s；
氧化铁辅料合计加入量为6～12kg/吨钢，控制脱磷终渣的T.Fe含量为10-20％。
7.根据权利要求6所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，在进行钢水脱磷阶段，对于120吨转炉，氧枪枪位为1.6～2.0m。
8.根据权利要求6所述双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，对于120吨转炉，控制顶吹供氧强度为2.29～3.50m3/(t·min)，吹氧时间为355-420s，吹氧量不低于1894m3。
CN202010926687.7A 2020-09-07 2020-09-07 双渣法转炉炼钢工艺促进脱磷期石灰化渣的方法 Pending CN112226579A (zh)

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