CN103409595B - 一种含钒铁水脱磷炼钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含钒铁水脱磷炼钢的方法。所述方法包括：对含钒铁水进行铁水预处理；向转炉中加入第一造渣材料和冷却剂并同时顶吹氧气以进行第一次造渣吹炼；第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1350～1550℃、炉渣碱度为1.0～2.5倒渣；向转炉中加入第二造渣材料并同时顶吹氧气以进行第二次造渣吹炼；第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1670～1700℃、炉渣碱度为3～4.5出钢，得到磷含量不高于0.006%的终点钢水。本发明的方法能够在同一转炉中完成对含钒铁水进行去钒、脱磷和炼钢的三重任务，从而简化也含钒铁水冶炼步骤，并降低了冶炼成本。

Description

一种含钒铁水脱磷炼钢的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体来讲，涉及一种含钒铁水脱磷炼钢的方法。

背景技术

我国攀西地区由于具有独特的钒钛矿资源，采用钒钛磁铁矿冶炼，经高炉还原后得到含钒铁水。传统的工艺是含钒铁水→脱硫→提钒→半钢炼钢，这种工艺需在提钒转炉进行提钒和脱碳操作，提钒转炉冶炼后的半钢出到半钢罐中，再由半钢罐兑入炼钢转炉进行炼钢。该传统工艺能将铁水中的钒有效的回收利用，但是工序时间长，出半钢和向炼钢转炉兑半钢导致半钢温度和碳元素损失大，炼钢成本高。同时，磷作为钢中常见的有害元素，在提钒转炉很难进行有效的去除，通常在炼钢转炉进行脱磷任务。

现有专利文献中有诸多与半钢脱磷及铁水脱磷相关的技术方案。

例如，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，该生产方法主要包括：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。然而，该生产方法存在以下不足：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CN100577822A的专利文献公开了一种从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺。该专利文献的主要内容包括：在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，吹炼后获得钒渣和低磷半钢，再将半钢兑入炼钢转炉进行炼钢。该方法需要在提钒转炉内对含钒铁水进行提钒和脱磷，提钒后的半钢还需重新兑入炼钢转炉进行炼钢，工序时间长，过程温降大，冶炼成本高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于提供一种仅在同一转炉中即可完成对含钒铁水进行去钒、脱磷和炼钢作用的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种含钒铁水脱磷炼钢的方法，所述方法包括顺序进行的以下步骤：对含钒铁水进行铁水预处理，以得到硫含量不高于0.020wt%的含钒铁水；将含钒铁水加入转炉；向转炉中加入第一造渣材料和冷却剂并同时顶吹氧气以进行第一次造渣吹炼，其中，第一造渣材料由15～25kg/t_铁的活性白灰、12～22kg/t_铁的高镁石灰和15～25kg/t_铁的复合造渣剂组成，冷却剂的加入量为5～10kg/t_铁，供氧强度为1.5～2.5m³/t_钢·min，供氧时间为4～8min；第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1350～1550℃、炉渣碱度为1.0～2.5倒渣；向转炉中加入第二造渣材料并同时顶吹氧气以进行第二次造渣吹炼，其中，第二造渣材料由10～15kg/t_铁的活性白灰、8～12kg/t_铁的高镁石灰和3～8kg/t_铁的复合造渣剂组成，供氧强度为3～4m³/t_钢·min；第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1670～1700℃、炉渣碱度为3～4.5出钢，得到磷含量不高于0.006%的终点钢水。

与现有技术相比，本发明的方法通过铁水预处理对含钒铁水进行脱硫处理，并能够在同一转炉中完成对含钒铁水进行去钒、脱磷和炼钢的三重任务，从而简化了含钒铁水冶炼步骤，并降低了冶炼成本。此外，本发明的方法还能够得到磷含量不高于0.006%的钢水。

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含钒铁水脱磷炼钢的方法。

根据本发明的含钒铁水脱磷炼钢的方法包括顺序进行的以下步骤：对含钒铁水（例如，通过高炉冶炼含钒铁矿而得到的含钒铁水）进行铁水预处理，以得到硫含量不高于0.020wt%的含钒铁水；将含钒铁水加入转炉。向转炉中加入第一造渣材料和冷却剂并同时顶吹氧气以进行第一次造渣吹炼（也可称为去钒、脱磷期），这里，第一造渣材料一次性加入转炉中，并同时加入冷却剂控制升温速率，以提高钒、磷的氧化率，其中，第一造渣材料由15～25kg/t_铁的活性白灰、12～22kg/t_铁的高镁石灰和15～25kg/t_铁的复合造渣剂组成，冷却剂的加入量为5～10kg/t_铁，供氧强度为1.5～2.5m³/t_钢·min，供氧时间为4～8min。第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1350～1550℃、炉渣碱度为1.0～2.5倒渣，所得炉渣富含磷元素和可回收利用的钒元素。向转炉中加入第二造渣材料并同时顶吹氧气以进行第二次造渣吹炼，其中，第二造渣材料由10～15kg/t_铁的活性白灰、8～12kg/t_铁的高镁石灰和3～8kg/t_铁的复合造渣剂组成，供氧强度为3～4m³/t_钢·min。第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1670～1700℃、炉渣碱度为3～4.5出钢，得到磷含量不高于0.006%的终点钢水。

优选地，所述冷却剂由脱硫渣磁选粒铁、炼钢氧化铁皮、粘接剂混合压球而成，其中，全铁（TFe）含量大于65wt%，P含量<0.04wt%，S含量<0.025wt%。然而，本发明不限于此，常用的其它冷却剂也可。

在本发明的方法中，第一造渣材料和第二造渣材料所使用的复合造渣剂的成分按重量百分比计由45%～60%的SiO₂、8%～12%的CaO、7%～12%的MgO、15%～20%的FeO、5%～8%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。

在本发明的一个示例性实施例中，所述含钒铁水脱磷炼钢的方法还可以在上述基础上包括在第一次造渣吹炼步骤和第二次造渣吹炼步骤对转炉熔池进行底吹惰性气体。

优选地，所述第一次造渣材料由18～22kg/t_铁的活性白灰、15～20kg/t_铁的高镁石灰和18～22kg/t_铁的复合造渣剂组成，冷却剂的加入量为6～9kg/t_铁。

优选地，所述第一次造渣吹炼步骤中，将供氧强度控制为1.8～2.2m³/t_钢·min。

优选地，所述第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1400～1500℃、炉渣碱度为1.5～2.2倒渣。

优选地，所述第二造渣材料由12～14kg/t_铁的活性白灰、9～11kg/t_铁的高镁石灰和4～6kg/t_铁的复合造渣剂组成。

优选地，所述第二次造渣吹炼步骤中，将供氧强度为3.5～3.8m³/t_钢·min。

优选地，所述第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1680～1695℃、炉渣碱度为3.4～4.0出钢。

下面将结合具体示例来进一步说明本发明的含钒铁水脱磷炼钢的方法。

示例1

某厂含钒铁水经铁水预处理后铁水硫含量为0.010%，将脱硫后的铁水直接兑入炼钢转炉进行冶炼，铁水磷含量为0.065%。

冶炼前期顶吹氧枪供氧强度为1.5m³/t_钢·min，并一次性加入造渣材料，活性白灰加入量15kg/t_铁；高镁石灰加入量12kg/t_铁；复合造渣剂加入量15kg/t_铁；在加入造渣材料的同时加入冷却剂（TFe含量65%，P含量0.02%，S含量0.015%）控制升温速率，冷却剂的加入量为5kg/t_铁，吹炼4min后倒渣，并将富钒、富磷炉渣回收利用。

第一次倒渣时熔池温度为1450℃且炉渣碱度为2.2时倒渣，倒渣后进行二次造渣炼钢。

第二次造渣时顶吹氧枪供氧强度为3m³/t_钢·min，造渣材料活性白灰加入量10kg/t_半钢；造渣材料高镁石灰加入量8kg/t_半钢；造渣材料复合造渣剂加入量3kg/t_半钢。

在转炉熔池温度为1670℃且炉渣碱度为3.8时出钢，得到终点钢水磷含量为0.006%。

在本示例中，复合造渣剂的成分按重量百分比计为：50%的SiO₂、10%的CaO、7%的MgO、18%的FeO、8%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质。

示例2

某厂含钒铁水经铁水预处理后铁水硫含量为0.015%，将脱硫后的铁水直接兑入炼钢转炉进行冶炼，铁水磷含量为0.075%。

冶炼前期顶吹氧枪供氧强度为2m³/t_钢·min，并一次性加入造渣材料，活性白灰加入量20kg/t_铁；高镁石灰加入量18kg/t_铁；复合造渣剂加入量20kg/t_铁；在加入造渣材料的同时加入冷却剂（TFe含量70%，P含量0.03%，S含量0.020%）控制升温速率，冷却剂的加入量为8kg/t_铁，吹炼6min后倒渣，并将富钒、富磷炉渣回收利用。

第一次倒渣时熔池温度为1500℃且炉渣碱度为2.0时倒渣，倒渣后进行二次造渣炼钢。

第二次造渣时顶吹氧枪供氧强度为3.5m³/t_钢·min，造渣材料活性白灰加入量12kg/t_半钢；造渣材料高镁石灰加入量10kg/t_半钢；造渣材料复合造渣剂加入量5kg/t_半钢。

在转炉熔池温度为1685℃且炉渣碱度为3.4时出钢，得到终点钢水磷含量为0.005%。

在本示例中，复合造渣剂的成分按重量百分比计为：60%的SiO₂、8%的CaO、7%的MgO、15%的FeO、6%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质。

示例3

某厂含钒铁水经铁水预处理后铁水硫含量为0.020%，将脱硫后的铁水直接兑入炼钢转炉进行冶炼，铁水磷含量为0.095%。

冶炼前期顶吹氧枪供氧强度为2.5m³/t_钢·min，并一次性加入造渣材料，活性白灰加入量25kg/t_铁；高镁石灰加入量22kg/t_铁；复合造渣剂加入量25kg/t_铁；在加入造渣材料的同时加入冷却剂（TFe含量75%，P含量0.025%，S含量0.025）控制升温速率，冷却剂的加入量为10kg/t_铁，吹炼8min后倒渣，并将富钒、富磷炉渣回收利用。

第一次倒渣时熔池温度为1550℃且炉渣碱度为1.8时倒渣，倒渣后进行二次造渣炼钢。

第二次造渣时顶吹氧枪供氧强度为4m³/t_钢·min，造渣材料活性白灰加入量15kg/t_半钢；造渣材料高镁石灰加入量12kg/t_半钢；造渣材料复合造渣剂加入量6kg/t_半钢。

在转炉熔池温度为1700℃且炉渣碱度为4时出钢，得到终点钢水磷含量为0.005%。

在本示例中，复合造渣剂的成分按重量百分比计为：55%的SiO₂、12%的CaO、10%的MgO、15%的FeO、7%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质。

综上所述，本发明的方法通过前期造渣同时实现了去钒、脱磷的目的，再通过二次造渣达到了继续脱磷、炼钢的目的，从而避免了传统含钒铁水冶炼过程须经提钒转炉提钒，提钒后半钢再兑入转炉进行冶炼的繁琐工艺过程，并且降低了成本。

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 (9)

1.一种含钒铁水脱磷炼钢的方法，所述方法包括顺序进行的以下步骤：

对含钒铁水进行铁水预处理，以得到硫含量不高于0.020wt％的含钒铁水；

将含钒铁水加入转炉；

向转炉中加入第一造渣材料和冷却剂并同时顶吹氧气以进行第一次造渣吹炼，其中，第一造渣材料由15～25kg/t_铁的活性白灰、12～22kg/t_铁的高镁石灰和15～25kg/t_铁的复合造渣剂组成，冷却剂的加入量为5～10kg/t_铁，供氧强度为1.5～2.5m³/t_钢·min，供氧时间为4～8min；

第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1350～1550℃、炉渣碱度为1.0～2.5倒渣；

向转炉中加入第二造渣材料并同时顶吹氧气以进行第二次造渣吹炼，其中，第二造渣材料由10～15kg/t_铁的活性白灰、8～12kg/t_铁的高镁石灰和3～8kg/t_铁的复合造渣剂组成，供氧强度为3～4m³/t_钢·min；

第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1670～1700℃、炉渣碱度为3～4.5出钢，得到磷含量不高于0.006％的终点钢水，

其中，所述复合造渣剂的成分按重量百分比计由45％～60％的SiO₂、8％～12％的CaO、7％～12％的MgO、15％～20％的FeO、5％～8％的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。

2.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述冷却剂由脱硫渣磁选粒铁、炼钢氧化铁皮、粘接剂混合压球而成，其中，TFe含量大于65wt％，P含量<0.04wt％，S含量<0.025wt％。

3.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述方法还包括在第一次造渣吹炼步骤和第二次造渣吹炼步骤对转炉熔池进行底吹惰性气体。

4.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第一次造渣材料由18～22kg/t_铁的活性白灰、15～20kg/t_铁的高镁石灰和18～22kg/t_铁的复合造渣剂组成，冷却剂的加入量为6～9kg/t_铁。

5.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第一次造渣吹炼步骤中，将供氧强度控制为1.8～2.2m³/t_钢·min。

6.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第一次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1400～1500℃、炉渣碱度为1.5～2.2倒渣。

7.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第二造渣材料由12～14kg/t_铁的活性白灰、9～11kg/t_铁的高镁石灰和4～6kg/t_铁的复合造渣剂组成。

8.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第二次造渣吹炼步骤中，将供氧强度为3.5～3.8m³/t_钢·min。

9.根据权利要求1所述的含钒铁水脱磷炼钢的方法，其特征在于，所述第二次造渣吹炼结束时，控制熔池温度为1680～1695℃、炉渣碱度为3.4～4.0出钢。