CN103409586A

CN103409586A - 一种半钢脱磷炼钢的方法

Info

Publication number: CN103409586A
Application number: CN2013103136225A
Authority: CN
Inventors: 陈均; 曾建华; 喻林; 陈永; 梁新腾; 陈路; 杨森祥; 杜利华; 黄生权; 何为
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-07-24
Filing date: 2013-07-24
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-07-24
Also published as: CN103409586B

Abstract

本发明提供了一种半钢脱磷炼钢的方法。所述方法包括在干法除尘的条件下进行的以下步骤：由两个吹炼阶段构成的第一吹炼步骤；倒渣；以及由两个吹炼阶段构成的第二吹炼步骤，并且在第一吹炼步骤和第二吹炼步骤中对供氧制度和造渣制度进行控制。本发明的方法能够在保证半钢脱磷炼钢过程不发生“泄爆”的前提下，使得终点钢水磷含量不高于0.006%。

Description

一种半钢脱磷炼钢的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体来讲，涉及一种在干法除尘条件下进行的半钢脱磷炼钢方法。

背景技术

通常，对于半钢炼钢而言，由于半钢中的碳元素含量较一般铁水低（3.4%～4.0%），半钢中硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低。而采用干法除尘系统的半钢炼钢厂家除了要考虑半钢炼钢的难点外还得面对炼钢过程“泄爆”的问题。当除尘器电场中CO、H₂、O₂等气体含量达到一定值时就可能造成爆炸，因此静电除尘器都安装有泄爆装置，一旦除尘器内发生爆炸，能够自动打开将燃烧膨胀的气体及时进行排放并且能够自动复位，降低除尘器的破坏程度从而保证了除尘器长期运行，但是每次泄爆也会对设备造成损伤，因此如何防止泄爆成为延长干法除尘系统寿命的重中之重。可见，干法除尘条件下采用半钢炼钢、脱磷难度较大。

在现有的专利文献中已有半钢炼钢、脱磷的报道，如公开号为CN101696462A的专利文献公开了一种半钢冶炼低磷钢的生产方法，该专利文献内容主要包括：通过调整单渣法转炉冶炼的造渣参数来实现对转炉终点磷含量的控制，其结果能将转炉炼钢终点P控制在0.006％以内，控制钢包渣回P在0.002％以内、合金增P在0.002％以内，能稳定生产成品磷含量小于0.010％的低磷钢种。该方法存在以下不足：当入炉磷含量偏高时采用单渣法很难将终点磷控制在0.006%以内，且出钢过程下渣量很难控制钢水回磷严重。

公开号为CN101423879A的专利文献公开了一种低磷钢水冶炼方法，该专利文献的具体内容包括：转炉冶炼的钢水温度≥1680℃，钢水中磷含量小于0.012％，钢水中氧活度控制在0.1％～0.13％；转炉出钢前，先在钢包内装入深脱磷剂；转炉出钢过程中进行挡渣控制，下渣量≤3kg/吨钢，并对钢包中的钢水进行弱脱氧处理；出钢结束后，再往钢包中投入深脱磷剂；本发明低磷钢水冶炼方法与其它方法相比渣量减少20％以上，转炉冶炼周期缩短5％以上。该方法存在以下不足：预先在钢包中加入深脱磷剂对钢水氧含量控制有严格的要求，如果出钢氧含量过高，出钢过程或出钢完毕后可能发生钢包“放炮”现象，存在一定的安全隐患，且出钢前后都要向钢包中加入深脱磷剂并对钢水进行弱脱氧处理，过程处理时间过长，影响生产节奏。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种在干法除尘条件下进行半钢脱磷炼钢并且炼钢过程中不发生泄爆的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种半钢脱磷炼钢的方法，所述方法包括在干法除尘的条件下顺序进行的以下步骤：第一吹炼步骤包括两个阶段，其中，前一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在所述前一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.5～2.0m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m，并加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂作为造渣材料，且活性石灰加入量为其总量的17～23%，高镁石灰加入量为其总量的17～23%，复合造渣剂加入量为其总量的27～33%；后一阶段为从所述前一阶段后至吹炼结束的时间段，在所述后一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为2～2.5m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.5～2m；倒渣，并在所述后一阶段及倒渣时，分两次加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且每次活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的加入量为其各自总量的7～13%；第二吹炼步骤包括两个阶段，其中，第一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在所述第一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.7～2.3m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m；第二阶段为从所述第一阶段后至吹炼结束的时间段，在所述第二阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为3～4m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.1～1.7m，并在第二吹炼步骤开始时加入分别占各自总量27～33%的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且在第二吹炼步骤中并与第二吹炼步骤结束前3分钟将剩余的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂加入反应炉，其中，活性石灰的总量为13～25kg/t_半钢，高镁石灰的总量为18～25kg/t_半钢，复合造渣剂的总量为10～20kg/t半钢。

与现有技术相比，本发明的方法能够在保证半钢脱磷炼钢过程不发生“泄爆”的前提下，使得终点钢水磷含量不高于0.006%。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的半钢炼钢方法。

根据本发明的半钢脱磷炼钢的方法包括在干法除尘的条件下顺序进行的第一吹炼步骤、倒渣步骤和第二吹炼步骤。其中，第一吹炼步骤和第二吹炼步骤的时间分别根据吹炼到达平衡或吹炼终点来确定，例如，第一吹炼步骤的时间可以为6～8min。

具体来讲，第一吹炼步骤包括两个阶段。其中，前一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在前一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.5～2.0m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m，并加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂作为造渣材料，且活性石灰加入量为其总量的17～23%，高镁石灰加入量为其总量的17～23%，复合造渣剂加入量为其总量的27～33%。后一阶段为从前一阶段后至吹炼结束的时间段，在后一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为2～2.5m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.5～2m。

倒渣步骤用于倒出第一吹炼步骤所产生的大部分炉渣。在后一阶段及倒渣时，分两次加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且每次活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的加入量为其各自总量的7～13%。

第二吹炼步骤包括两个阶段。其中，第一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在第一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.7～2.3m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m。第二阶段为从第一阶段后至吹炼结束的时间段，在第二阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为3～4m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.1～1.7m。在第二吹炼步骤开始时加入分别占各自总量27～33%的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且在第二吹炼步骤中并与第二吹炼步骤结束前3分钟将剩余的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂加入反应炉。其中，活性石灰的总量为13～25kg/t_半钢，高镁石灰的总量为18～25kg/t_半钢，复合造渣剂的总量为10～20kg/t_半钢。

具体来讲，对于本发明的上述方法而言，在第一吹炼步骤的前一阶段中，开吹时炉内碳氧反应还不是很剧烈，消耗的氧气量较小，此时采用低供氧强度、较高枪位是为了减少炉内未反应的氧含量使之不能达到泄爆要求，同时也能减缓炉内升温速率，为低温脱磷提供条件。在第一吹炼步骤的后一阶段中，此时碳氧反应较为剧烈，不会因氧气浓度高而导致泄爆，但是为延长低温脱磷时间，提高脱磷效率，供氧强度不应过大，且为促进快速来渣应适当采用低枪位。第一锤炼步骤结束后（例如，吹氧6～8min后），倒掉富磷炉渣。倒渣后进行第二吹炼步骤（也可简称为二次吹炼），在第二吹炼步骤的第一阶段，采用低供气强度较高枪位的目的主要是为了避免泄爆，同时防止炉渣返干，在第二吹炼步骤的第二阶段，提高供气强度降低枪位的目的主要是为了进行脱碳升温操作，促进熔池搅拌，均匀炉内温度和成分，增强脱磷动力学条件，同时降低终点炉渣全铁含量。

在本发明的方法中，造渣材料为半钢炼钢常用的活性石灰、高镁石灰及复合造渣剂。在本发明中，复合造渣剂的成分按重量百分比计由40%～60%的SiO₂、15%～25%的CaO、3%～7%的MgO、10%～15%的FeO、3%～5%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。

优选地，前一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为119～121s的时间段；第一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为119～121s的时间段。

优选地，在前一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.7～1.9m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2.2～2.4m，而且活性石灰加入量为其总量的19～21%，高镁石灰加入量为其总量的19～21%，复合造渣剂加入量为其总量的29～31%。

优选地，在后一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为2.2～2.4m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.6～1.8m。

优选地，在后一阶段及倒渣时，每次活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的加入量为其各自总量的9～10%。

优选地，在第一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.9～2.1m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2.2～2.4m。

优选地，在第二阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为3.4～3.8m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.3～1.5m。

优选地，在第二吹炼步骤开始时加入分别占各自总量29～30%的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且在第二吹炼步骤中并与第二吹炼步骤结束前3分钟将剩余的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂分两次加入反应炉。

下面将结合具体示例来进一步说明本发明的半钢脱磷炼钢方法。

示例1

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0049%。造渣材料加入总量分别为活性石灰13kg/t_半钢；高镁石灰18kg/t_半钢；复合造渣剂的成分按重量计为60%的SiO₂、15%的CaO、7%的MgO、10%的FeO、3%的Fe₂O₃和少量不可避免的杂质，其加入量为10kg/t_半钢。

使用顶吹氧枪进行吹炼。开始吹炼至吹炼了120s的时间段，顶吹氧枪供氧强度为1.5m³/（min·t_钢），并在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为2.6kg/t_半钢，造渣剂加入量为3kg/t_半钢，高镁石灰加入量为3.6kg/t_半钢，氧枪枪位为2～2.5m；吹氧120s至吹炼结束（即，开始吹炼后6min）顶吹氧枪供氧强度为2m³/（min·t_钢），并在期间分两批各加入活性石灰1.3kg/t_半钢，造渣剂1kg/t_半钢，高镁石灰加入量为1.8kg/t_半钢，此时枪位控制为1.6～1.8m，倒掉富磷炉渣进行二次吹炼。二次吹炼开始至120s顶吹氧枪供氧强度为1.7m³/（min·t_钢），在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为3.9kg/t_半钢，造渣剂加入量为3kg/t_半钢，高镁石灰加入量为5.4kg/t_半钢，氧枪枪位为2～2.5m；120s后提高供氧强度至3m³/（min·t_钢），直至冶炼终点，枪位控制在1.3～1.6m，并在吹炼结束前4min分两批加入剩余的造渣材料。

经检测，终点钢水磷含量为0.005%，且整个冶炼过程没有发生“泄爆”。

示例2

某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0079%。造渣材料加入总量分别为活性石灰20kg/t_半钢；高镁石灰20kg/t_半钢；复合造渣剂的成分按重量计为50%的SiO₂、20%的CaO、4%的MgO、13%的FeO、5%的Fe₂O₃和少量不可避免的杂质，其加入量为18kg/t_半钢。

使用顶吹氧枪进行吹炼。开始吹炼至吹炼了122s的时间段，顶吹氧枪供氧强度为1.8m³/（min·t_钢），并在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为4kg/t_半钢，造渣剂加入量为5.4kg/t_半钢，高镁石灰加入量为4kg/t_半钢，氧枪枪位为2～2.5m；吹氧122s至吹炼结束（即，开始吹炼后7min）顶吹氧枪供氧强度为2.3m³/（min·t_钢），并在期间分两批各加入活性石灰2kg/t_半 _钢，造渣剂1.8kg/t_半钢，高镁石灰加入量为2kg/t_半钢，此时枪位控制为1.5～1.8m，倒掉富磷炉渣进行二次吹炼。二次吹炼开始至118s顶吹氧枪供氧强度为2.2m³/（min·t_钢），在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为6kg/t_半钢，造渣剂加入量为5.4kg/t_半钢，高镁石灰加入量为6kg/t_半钢，氧枪枪位为2～2.4m；118s后提高供氧强度至3.5m³/（min·t_钢），直至冶炼终点，枪位控制在1.3～1.6m，并在吹炼结束前3min分两批加入剩余的造渣材料。

经检测，终点钢水磷含量为0.006%，且整个冶炼过程没有发生“泄爆”。

示例3

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0085%。造渣材料加入总量分别为活性石灰25kg/t_半钢；高镁石灰25kg/t_半钢；复合造渣剂的成分按重量计为45%的SiO₂、15%的CaO、10%的MgO、15%的FeO、5%的Fe₂O₃和少量不可避免的杂质，其加入量为20kg/t_半钢。

使用顶吹氧枪进行吹炼。开始吹炼至吹炼了122s的时间段，顶吹氧枪供氧强度为2.0m³/（min·t^钢），并在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为5kg/t_半钢，造渣剂加入量为6kg/t_半钢，高镁石灰加入量为5kg/t_半钢，氧枪枪位为2.2～2.5m；吹氧120s至第脱磷期结束（8min）顶吹氧枪供氧强度为2.5m³/（min·t_钢），并在期间分两批各加入活性石灰2.5kg/t_半钢，造渣剂2kg/t_半钢，高镁石灰加入量为2.5kg/t_半钢，此时枪位控制为1.5～1.8m，倒掉富磷炉渣进行二次吹炼。二次吹炼开始至120s顶吹氧枪供氧强度为2.3m³/（min·t_钢），在开始吹炼的同时向转炉内加入造渣材料，活性石灰加入量为7.5kg/t_半钢，造渣剂加入量为6kg/t_半钢，高镁石灰加入量为7.5kg/t_半钢，氧枪枪位为2～2.3m；120s后提高供氧强度至4m³/（min·t_钢），直至冶炼终点，枪位控制在1.1～1.5m，并在吹炼结束前3min分两批加入剩余的造渣材料。

综上所述，本发明的方法能够在保证半钢脱磷炼钢过程不“泄爆”的前提下，使得终点钢水磷含量不高于0.006%。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种半钢脱磷炼钢的方法，所述方法包括在干法除尘的条件下顺序进行的以下步骤：

第一吹炼步骤包括两个阶段，其中，前一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在所述前一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.5～2.0m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m，并加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂作为造渣材料，且活性石灰加入量为其总量的17～23%，高镁石灰加入量为其总量的17～23%，复合造渣剂加入量为其总量的27～33%；后一阶段为从所述前一阶段后至吹炼结束的时间段，在所述后一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为2～2.5m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.5～2m；

倒渣，并在所述后一阶段及倒渣时，分两次加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且每次活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的加入量为其各自总量的7～13%；

第二吹炼步骤包括两个阶段，其中，第一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为118～122s的时间段，在所述第一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.7～2.3m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2～2.5m；第二阶段为从所述第一阶段后至吹炼结束的时间段，在所述第二阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为3～4m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.1～1.7m，并在第二吹炼步骤开始时加入分别占各自总量27～33%的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且在第二吹炼步骤中并与第二吹炼步骤结束前3分钟将剩余的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂加入反应炉，

其中，活性石灰的总量为13～25kg/t_半钢，高镁石灰的总量为18～25kg/t_半钢，复合造渣剂的总量为10～20kg/t_半钢。

2.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述前一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为119～121s的时间段；所述第一阶段为从吹炼开始至吹炼时间为119～121s的时间段。

3.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在所述前一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.7～1.9m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2.2～2.4m，而且活性石灰加入量为其总量的19～21%，高镁石灰加入量为其总量的19～21%，复合造渣剂加入量为其总量的29～31%。

4.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在所述后一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为2.2～2.4m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.6～1.8m。

5.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在所述后一阶段及倒渣时，每次活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的加入量为其各自总量的9～10%。

6.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在所述第一阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为1.9～2.1m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为2.2～2.4m。

7.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在所述第二阶段中，将顶吹氧枪的供氧强度控制为3.4～3.8m³/（min·t_钢），且将顶吹氧枪的枪位控制为1.3～1.5m。

8.根据权利要求1所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，在第二吹炼步骤开始时加入分别占各自总量29～30%的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，且在第二吹炼步骤中并与第二吹炼步骤结束前3分钟将剩余的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂分两次加入反应炉。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的半钢脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述方法能够在保证半钢脱磷炼钢过程不“泄爆”的前提下，使得终点钢水磷含量不高于0.006%。