CN103088186A - 一种用于半钢快速脱磷的造渣方法 - Google Patents

一种用于半钢快速脱磷的造渣方法 Download PDF

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一种用于半钢快速脱磷的造渣方法，属铁水预处理技术领域。包括如下步骤：（1）制备转炉除尘灰球：称取转炉除尘灰、熔剂、粘结剂，经混合、造球和干燥制成；（2）调整出半钢过程中的钢包渣碱度：出半钢过程中通过加入石灰和萤石快速形成碱度为2.0-3.5的钢包渣；（3）氧化脱磷：将步骤（1）制备的转炉除尘灰球作为脱磷氧化剂加入钢包内的半钢冲击区。可针对不同炉次的半钢条件调整各种物料的加入量，在出半钢过程通过溜槽向半钢冲击区均匀加入实现提钒转炉出半钢过程脱磷。所采用的除尘灰球作为脱磷用氧化剂属于工业固体废渣的再利用，利于环保和节能减排，成本低。在出半钢过程中进行脱磷操作，属于在线处理，节约时间且有利于脱磷反应效率。

Description

一种用于半钢快速脱磷的造渣方法
技术领域
    本发明涉及一种用于半钢快速脱磷的造渣方法，具体说是用于提钒转炉出半钢过程脱磷造渣方法，属于铁水预处理技术领域。
背景技术
以含钒铁水为主要原料进行炼钢生产的工艺分为两个步骤，即将含钒铁水先经过转炉吹炼降低其钒含量，俗称提钒，其产品称之为半钢；之后再以半钢为原料进行转炉炼钢，降低其中的[P]、[S]等元素含量而得到合格钢水。
而以含钒铁水为主要原料进行两步炼钢工艺设置的热力学依据是，铁水中[V]与[O]之间的亲和力小于[Si]、[Ti]与[O]之间的亲和力，而大于[P]与[O]之间的亲和力，因此在提钒时，[Si]、[Ti]优先被氧化，并呈现深程度脱硅、脱钛的结果，之后再进行[V]的氧化而被脱除，完成提钒工艺。转炉提钒后，一般铁水中[Si]、[Ti]可降低至0.05%以下，这样也为下一工艺步骤中的脱磷创造了条件。
近年来，用半钢进行炼钢脱磷工艺通常是，选用一种主要成分为CaO、FeO的脱磷剂，伴随着半钢出钢（一般出钢时间为3-5分钟）过程将脱磷剂加入钢包，利用高温钢水进行化渣及造渣，进而实现炼钢过程中脱磷的目的。该工艺方法存在的主要问题是，由于脱磷剂成分固定，无法基于不同炉次半钢中[P]含量的差异来调整脱磷剂中各组分的加入量，进而实现脱磷的最佳热力学条件，影响脱磷效果。
本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于半钢快速脱磷的造渣方法，该方法使用转炉除尘灰球为氧化剂，可基于不同炉次半钢中[P]含量的差异而适时调整除尘灰球和造渣物料的加入量，以各种散料形式通过料仓—料车—溜槽方式加入，既实现转炉炉尘固体废弃物的再利用，也可创造半钢水脱磷最佳热力学条件，提高半钢脱磷效果，降低半钢脱磷成本。
本发明所称问题是由以下技术方案实现的：
一种半钢快速脱磷的造渣方法，它包括如下步骤：
（1）制备转炉除尘灰球：称取转炉除尘灰85-90重量份，熔剂2-5重量份，粘结剂10-15重量份，经混合、造球和干燥制成；所述熔剂为石灰或萤石，粘结剂为水玻璃、纸浆废液或树脂中的任意一种或几种。
（2）调整出半钢过程中的钢包渣碱度：出半钢过程中通过加入石灰和萤石来保证快速形成碱度为2.0-3.5的钢包渣，石灰加入量为：
石灰加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]目标）×б1，其中б1为利用系数，取10～20，出半钢时间长取上限，反之取下限；萤石加入量为石灰加入的10-30%。
（3）氧化脱磷：将步骤（1）制备的转炉除尘灰球作为脱磷氧化剂加入钢包内的半钢冲击区，所述转炉除尘灰球加入量为：
转炉除尘灰球加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]目标）×б2；其中，б2为利用系数，取6～10，出半钢时间长取上限，反之取下限。利用脱磷氧化反应实现快速脱磷。
上述半钢快速脱磷的造渣方法，所述步骤（1）中转炉除尘灰和熔剂的粒度均为＜1mm，转炉除尘灰球的粒度为5-50毫米。
上述半钢快速脱磷的造渣方法，所述转炉除尘灰成分含量按重量百分计为Fe2O3 10-25%、FeO 45-70%；所述石灰的CaO含量按重量百分计为75-85%。
上述半钢快速脱磷的造渣方法，所述转炉除尘灰球、石灰及萤石，在半钢出钢过程中，均通过料仓—料车—溜槽向半钢冲击区均匀加入实现提钒转炉出半钢过程脱磷。
上述半钢快速脱磷的造渣方法，所述半钢出钢过程为，提钒结束后转炉向后倾动至出钢角度，出钢时间为4-6分钟。
本发明针对目前选用成分固定的脱磷剂用于半钢进行脱磷工艺存在的不足之处进行了改进，其关键之处是利用半钢钢水温度在1350-1380℃之间——温度较低，及脱磷反应2[P]＋5(FeO)＋4（CaO）＝4CaO﹒P2O5＋5[Fe]系放热反应的特点，选用转炉除尘灰球为脱磷反应的氧化剂，并基于半钢[P]含量的不同进行适时调整除尘灰球团、萤石及石灰加入量。与现有技术相比本发明的主要特点有：1.本发明将炼钢过程产生的除尘灰制成球作为脱磷用氧化剂属于工业固体废渣的再利用，有利于环保和节能减排，成本低。2. 本发明所采用的半钢脱磷工艺是在出半钢过程中进行，属于在线处理工艺，节约时间，提高生产效率。3. 基于半钢[P]含量不同及出钢时间的不同，石灰、萤石和转炉除尘灰球以各种散料形式通过料仓—料车—溜槽随半钢注入钢包同步加入，充分利用了半钢出钢过程中钢水的冲击能量，形成钢水对渣料的冲击与搅拌，扩大了半钢钢水与渣料接触面积，减少了其它工艺中磷向反应区扩散所需时间，增大了脱磷反应速度，提高了脱磷效率。
具体实施方式：
实施例1：
本实施例半钢快速脱磷的造渣方法，制备转炉除尘灰球时，称取转炉除尘灰85重量份，熔剂3重量份，粘结剂15重量份，经混合、造球和干燥制成；所述熔剂为石灰，粘结剂为水玻璃。转炉除尘灰和熔剂的粒度均为＜1mm，转炉除尘灰球的粒度为30毫米，所述转炉除尘灰成分含量按重量百分计为Fe2O3 10%、FeO 60%；所述石灰的CaO含量按重量百分计为75%，出半钢过程中通过加入石灰和萤石来保证快速形成碱度为2.0的钢包渣。
半钢量108吨，半钢[P]0.105%，目标[P]0.045%，出半钢时间为4分钟，取б1=12，б2取8，萤石的加入量为石灰加入量的15%
计算石灰加入量=108×1000（[P]铁水- [P]目标）×б1
=108×1000（0.105%- 0.045%）×15
=972千克
萤石的加入量为石灰加入量的15%，即145.8千克
除尘灰球加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]铁水）×б2
                      =108×1000（0.105%- 0.045%）×10
                      = 648千克
实际操作和脱磷效果如表1。
实施例2：
本实施例制备转炉除尘灰球时，称取转炉除尘灰90重量份，熔剂2重量份，粘结剂12重量份，经混合、造球和干燥制成；所述熔剂为石灰，粘结剂为纸浆废液。转炉除尘灰和熔剂的粒度均为＜1mm，转炉除尘灰球的粒度为50毫米，所述转炉除尘灰成分含量按重量百分计为Fe2O3 18%、FeO 45%；所述石灰的CaO含量按重量百分计为75%，出半钢过程中通过加入石灰和萤石来保证快速形成碱度为3.0的钢包渣。
半钢量107吨，半钢[P]0.95%，目标[P]0.05%，出半钢时间为5分钟，取б1=13，б2取8，萤石的加入量为石灰加入量的20%
计算石灰加入量=107×1000（[P]铁水- [P]目标）×б1
=107×1000（0.095%- 0.05%）×13
=625.95千克
萤石的加入量为石灰加入量的20%，即125.19千克
除尘灰球加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]铁水）×б2
                      =107×1000（0.095%- 0.05%）×8
                      = 385.2千克
实际操作和脱磷效果如表1。
实施例3
本实施例制备转炉除尘灰球时，称取转炉除尘灰88重量份，熔剂5重量份，粘结剂15重量份，经混合、造球和干燥制成；所述熔剂为萤石，粘结剂为树脂。转炉除尘灰和熔剂的粒度均为＜1mm，转炉除尘灰球的粒度为5毫米，所述转炉除尘灰成分含量按重量百分计为Fe2O3 25%、FeO 70%；所述石灰的CaO含量按重量百分计为85%，出半钢过程中通过加入石灰和萤石来保证快速形成碱度为3.5的钢包渣。
半钢量107吨，半钢[P]0.95%，目标[P]0.05%，出半钢时间为6分钟，取б1=10，б2取6，萤石的加入量为石灰加入量的10%
计算石灰加入量=107×1000（[P]铁水- [P]目标）×б1
=107×1000（0.095%- 0.05%）×10
=481.5千克
萤石的加入量为石灰加入量的10%，即48.15千克
除尘灰球加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]铁水）×б2
                      =107×1000（0.095%- 0.05%）×6
                      = 288.9千克
实际操作和脱磷效果如表1。
表1  实际操作和脱磷效果
Figure 78289DEST_PATH_IMAGE001

Claims (5)

1.一种半钢快速脱磷的造渣方法，其特征在于，它包括如下步骤：
（1）制备转炉除尘灰球：称取转炉除尘灰85-90重量份，熔剂2-5重量份，粘结剂10-15重量份，经混合、造球和干燥制成；所述熔剂为石灰或萤石，粘结剂为水玻璃、纸浆废液或树脂中的任意一种或几种；
（2）调整出半钢过程中的钢包渣碱度：出半钢过程中通过加入石灰和萤石来保证快速形成碱度为2.0-3.5的钢包渣，石灰加入量为：
石灰加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]目标）×б1，其中б1为利用系数，取10～20，出半钢时间长取上限，反之取下限；萤石加入量为石灰加入的10-30%；
（3）氧化脱磷：将步骤（1）制备的转炉除尘灰球作为脱磷氧化剂加入钢包内的半钢冲击区，所述转炉除尘灰球加入量为：
转炉除尘灰球加入量（千克）=出钢量×1000（[P]铁水- [P]目标）×б2；其中，б2为利用系数，取6～10，出半钢时间长取上限，反之取下限；
利用脱磷氧化反应实现快速脱磷。
2.根据权利要求1所述的半钢快速脱磷的造渣方法，其特征在于，所述步骤（1）中转炉除尘灰和熔剂的粒度均为＜1mm，转炉除尘灰球的粒度为5-50毫米。
3.根据权利要求1所述的半钢快速脱磷的造渣方法，其特征在于，所述转炉除尘灰成分含量按重量百分计为Fe2O3 10-25%、FeO 45-70%；所述石灰的CaO含量按重量百分计为75-85%。
4.根据权利要求1或2或3所述的半钢快速脱磷的造渣方法，其特征在于，所述转炉除尘灰球、石灰及萤石，在半钢出钢过程中，均通过料仓—料车—溜槽向半钢冲击区均匀加入。
5.根据权利要求1所述的半钢快速脱磷的造渣方法，其特征在于，所述半钢出钢过程为，提钒结束后转炉向后倾动至出钢角度，出钢时间为4-6分钟。
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