CN102776311A - 一种高磷铁水脱磷工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铁水预处理技术领域。本发明适用于高磷铁水脱磷工艺。本发明在转炉型容器中进行，铁水磷达到0.20～0.30％，脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，脱磷结束终渣碱度不小于2.5，半钢[P]能稳定的控制在0.08-0.10％，半钢[C]控制范围3.3～3.6％。本发明的脱磷工艺具有工艺稳定、半钢磷低、碳高、温度高、处理能力大等一些列优点，彻底解决高磷铁水炼钢问题，大幅度降低了钢铁企业的经济效益。

Description

一种高磷铁水脱磷工艺
技术领域
本发明属于生铁精炼领域，主要用于转炉铁水脱磷处理。
技术背景
我国钢铁工业经历了近十年的高速发展期，钢铁厂设计产能近十亿吨，2010年我国粗钢产量达到6.25亿吨，钢铁企业产能过剩问题异常突出。受国家高速铁路建设的放缓和房地厂调控政策的影响，2011年下半年开始钢材消费量呈明显下滑趋势，我国钢铁企业面临严重的生存危机。钢铁产业结构调整和淘汰落后的步伐将进一步加快。铁水阶段进行脱磷预处理的热力学优势明显，脱磷预处理工序一般在铁水阶段进行。目前，已经工业化的铁水脱磷预处理工艺主要包括：
(1)铁水包、鱼雷罐车喷粉脱磷工艺
其特点是：预处理装置利用铁水承接运输工具，在特定工位通过喷粉装置或溜槽将造渣材料喷射入铁水内部或表面，并伴随顶吹氧操做，以提高脱磷速度，补偿温度损失。
(2)转炉脱硅、脱磷预处理工艺
其特点是：预处理装置为转炉，铁水兑入一座具有复吹能力的炉内，加入一定量的废钢和造渣熔剂，进行脱硅、脱磷预处理。
从已公开的铁水脱磷预处理工艺方法来看，现有预处理技术应用于高磷铁水冶炼、生产时，仍存在诸多问题。
(1)铁水包、鱼雷罐车喷粉脱磷工艺预处理时间长，处理过程温降大，处理后半钢温度低；受铁水包炉容比的限制，当要求铁水磷小于0.15％时，不但铁水包装入量仅为正常装入量的50％～60％，处理能力大幅下降，而且粉剂消耗量大增，脱磷效果波动大，无法处理高磷铁水。
(2)转炉脱磷工艺，使用块状石灰、矿石，铁水磷一般要求小于0.15％，在铁水预处理温度条件下，石灰、矿石造渣模式炉渣碱度低，处理低磷铁水后半钢[P]能稳定控制在0.020～0.040％，无法处理高磷铁水。
发明内容
本发明目的在于针对上述两种铁水脱磷预处理工艺无法处理高磷铁水的问题，研究开发出一种高磷铁水脱磷工艺，其特点是本发明在转炉型容器中进行，铁水磷达到0.20～0.30％，脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，脱磷结束终渣碱度不小于2.5，半钢[P]能稳定的控制在0.08-0.15％，半钢[C]控制范围3.3～3.6％。本发明的脱磷工艺具有工艺稳定、半钢磷低、碳高、温度高、处理能力大等一些列优点，彻底解决高磷铁水炼钢问题，大幅度降低了钢铁企业的经济效益。
本发明的主要特点体现在以下几方面：
(1).一种高磷铁水脱磷工艺，其中，将铁水装入具有复吹功能的转炉内，添加废钢、石灰、矿石和脱磷剂，顶吹氧气以及底吹氮气，其特征在于铁水磷高，磷达到0.20～0.30％；脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，结束时炉渣碱度(CaO/SiO2)要求不小于2.5；采；废钢加入量15～18％，处理后半钢温度为1320～1350℃，预处理时间为12～18min。
(2).根据权利要求1所述的预处理工艺，采用供氧强度为1.0～1.3Nm3/t.min，时间为12～18min，脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，脱磷结束炉渣碱度不小于2.5，半钢磷含量能稳定的控制在0.08-0.10％，，半钢[C]控制范围3.3～3.6％。
(3).根据权利要求2，脱磷剂为铁钙预熔型，化学成分(Wt％)为：CaO含量20～40，Fe2O3含量35～50，MgO含量2～6，SiO2含量3.0～5.0，S、P含量小于0.1，上述物质及不可避免杂质的重量百分比之和为100％。
技术原理
转炉脱磷预处理工艺的核心问题是如何获得快速脱磷的热力学和动力学条件；弱化脱碳的热力学、动力学条件，有效脱磷的同时避免过多脱碳。经典的脱磷热力学、动力学理论告诉我们，铁水脱磷的热力学条件是足够高的炉渣碱度，适当的低温和炉渣氧势；动力学条件则通过促进熔池搅拌来实现。
目前，已知的若干脱磷工艺主要针对低磷铁水，处理高磷铁水难度大。在铁水预处理阶段，由于温度较低，当炉渣碱度较高时，特别是炉渣碱度大于2.5后，脱磷能力大幅度提高，能够较为稳定的获得70％以上的脱磷率。
铁水脱磷预处理阶段熔池温度低，高熔点的石灰很难熔化完全，通过常规的氧化铁(矿石)化渣工艺并不能获得2.5以上的炉渣碱度。预熔型铁钙脱磷剂具有熔点低，碱度高，成渣速度快等一系列优点，特别适于在铁水脱磷阶段快速形成高碱度的炉渣。因此，化渣问题成为脱磷预处理工艺的核心问题，只有通过有效的化渣手段才能获得碱度较高流动性好的炉渣。
具体实施例
将20kg生铁装入50kg中频感应炉，感应炉顶部装配可自由升降的氧枪，炉底安装狭缝式透气砖，具有模拟顶吹、底吹复合吹炼的功能。升温熔化生铁，通入底吹氮气，熔清后将温度升至1300℃进行热模拟实验。
试验开始后，降枪吹氧，同时加入废钢和预先混合好的渣料，废钢加入量为铁水量的15％，渣料为石灰、脱磷剂，第一批渣料为总渣料的70％，随后分批加入剩余渣料，将底吹气体流量调整到相当于搅拌能3KW/t时的值，铁水及处理后半钢成分见表1。
表1铁水剂处理后半钢成分(N＝5)
Figure BSA00000745255600041

Claims (3)

1.一种高磷铁水脱磷工艺，其中，将铁水装入具有复吹功能的转炉内，添加废钢、石灰、矿石和脱磷剂，顶吹氧气以及底吹氮气，其特征在于铁水磷高，磷达到0.20～0.30％；脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，结束时炉渣碱度(CaO/SiO2)要求不小于2.5；废钢加入量15～18％，处理后半钢温度为1320～1350℃，预处理时间为12～18min。
2.根据权利要求1所述的预处理工艺，采用供氧强度为1.0～1.3Nm3/t.min，时间为12～18min，脱磷剂使用量达到20-25kg/t时，脱磷结束炉渣碱度不小于2.5，半钢磷含量能稳定的控制在0.08-0.10％，半钢[C]控制范围3.3～3.6％。
3.根据权利要求2，脱磷剂为铁钙预熔型，化学成分(Wt％)为：CaO含量20～40，Fe2O3含量35～50，MgO含量2～6，SiO2含量3～5.0，S、P含量小于0.1，上述物质及不可避免杂质的重量百分比之和为100％。
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