CN105063279A - 一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法 - Google Patents

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国富兴
康毅
杨坤
连庆
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Abstract

本发明涉及一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，属冶金铁水技术领域。其技术方案是：提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，所述脱磷剂中含有转炉炼钢过程回收的除尘灰成分；所述半钢温度为1320～1420℃，脱磷前半钢P含量≤0.150%。本发明利用除尘灰铁含量高（TFe：55～70%，FeO：20～35%），根据半钢磷含量及温度，将除尘灰、石灰粉、萤石粉按一定的配比通过专用喷枪喷入盛放在脱磷包半钢进行喷粉脱磷，不仅提高半钢的脱磷效率而且实现了使转炉达到少渣炼钢、缩短冶炼周期、提高生产能力，同时解决了转炉除尘灰排放问题。

Description

一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法。
背景技术
随着我国钢铁产业的迅猛发展，转炉除尘灰作为炼钢工艺流程中的衍生物，目前，我国转炉除尘灰综合利用率较低，利用水平相对比较落后，大多属于初级利用，通常用回填工程材料及返回烧结等，剩余的仍然作为废物遗弃，继续堆积。然而在上述这些方面的应用没能充分发挥转炉除尘灰的价值，且存在着严重弊端。转炉除尘灰具有很高的氧化亚铁含量，主要成分W(CaO):12～26%；W(SiO2):1～4%；W(FeO):20～35%；W(TFe):55～70%，粒度99%＜0.1mm，是半钢脱磷预处理的一种氧化剂，以转炉除尘灰作为半钢脱磷剂可以显著降低脱磷成本，以最小成本获得最大的经济效益和环境效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，从而提高半钢脱磷效果，解决了转炉除尘灰排放问题，做到资源的二次利用，降低工序消耗。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，所述脱磷剂中含有转炉炼钢过程回收的除尘灰成分；所述半钢温度为1320～1420℃，脱磷前半钢P含量≤0.150%。
本发明所述半钢C含量≥3.7%，Si与Ti含量总和≤0.10%。
本发明所述脱磷剂包括除尘灰，钝化石灰，萤石粉。
本发明所述脱磷剂中各物质质量分数如下：除尘灰38～44份，钝化石灰49～55份，萤石粉4～15份。
本发明所述半钢温度高于1350℃时，脱磷过程中不进行吹氧，直接喷吹脱磷剂。
本发明所述脱磷过程中，总喷吹脱磷剂速度为50～130kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底300～600mm。
本发明所述脱磷过程中，钝化石灰和萤石粉喷吹速度为25～80kg/min，除尘灰粉喷吹速度为25～80kg/min。
本发明所述脱磷过程中，氮气喷吹流量4～9Nm3/min，喷吹枪位为1000～1500mm；脱磷氧枪压力0.3～0.8MPa，吹氧流量12～30Nm3/min。
本发明所述脱磷过程中，所述除尘灰TFe：55～70%，FeO：20～35%，CaO：12～26%，SiO2：1～4%。
本发明所述脱磷过程中，脱磷结束后，半钢P含量≤0.035%。
本发明所依据的科学原理：
利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理工艺，半钢温度控制在1340～1420℃，从热力学条件分析，一方面低温有利于脱磷反应而不利于脱碳反应，另一方面半钢中有大量碳存在，由于碳磷在半钢中的相互作用，使磷的活度提高，更增加了脱磷倾向，脱磷条件比钢水脱磷更优越。为了在半钢氧化过程中能顺利地进行脱磷，必须加入与P2O5结合能力很强的碱性氧化物钝化CaO粉，使之生成稳定的磷酸盐有效进行脱磷，除钝化CaO粉脱磷剂外，还配加铁矿石粉氧化剂、萤石粉助溶剂和顶吹氧气，以提高脱磷渣的流动性和反应能力。脱磷反应为：
2[P]+5(FeO)+3(CaO)＝3(CaO)·P2O5+5[Fe]
2[P]+5(FeO)+4(CaO)＝4(CaO)·P2O5+5[Fe]
氧化条件下，碱性熔渣脱磷反应为：
[P]+3/2O2+5/2[O]＝PO43-
由反应式得知，钝化CaO粉增加了脱磷渣的碱度，喷吹氧气与加入除尘灰粉增大了脱磷渣的氧化性，脱磷反应为放热反应，半钢为脱磷渣提供了低温环境，另外萤石粉助溶剂改善脱磷渣的物理性质，使脱磷效果得到强化。
采用上述技术方案所产生的有益效果为：转炉炼钢过程所产生除尘灰，自身成本低，铁含量高（TFe：55～70%、FeO:20～35%），能够满足半钢脱磷条件，可以大幅度减少或完全取代原工艺利用铁精粉做脱磷剂，不仅做到资源二次利用，而且有效提高金属收得率从而降低生产成本，利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理工艺脱磷率达到75%以上。
具体实施方式：
以下提供几个具体实施例：
实施例1：
一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，半钢温度为1320℃，脱磷前半钢Si+Ti与Mn含量几乎为痕迹，C：3.76%，P：0.145%。
所述脱磷剂添加量为35kg/吨钢，其中各物质质量分数如下：除尘灰38份，钝化石灰50份，萤石粉10份。除尘灰TFe：60%，FeO：20%，CaO：12%，SiO2：2%。
总喷吹脱磷剂速度为100kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底600mm。
钝化石灰和萤石粉喷吹速度为60-80kg/min，除尘灰粉喷吹速度为30-40kg/min。
氮气喷吹流量4Nm3/min，喷吹枪位为1500mm；脱磷氧枪压力0.3MPa，吹氧流量12Nm3/min，供氧时间10min。脱磷结束后，C：3.60%，P：0.030%，脱磷率为79.3%。
实施例2：
一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，半钢温度为1340℃，脱磷前半钢Si+Ti与Mn含量几乎为痕迹，C：3.90%，P：0.120%。
所述脱磷剂添加量为31kg/吨钢，其中各物质质量分数如下：除尘灰40份，钝化石灰49份，萤石粉4份。除尘灰TFe：55%，FeO：30%，CaO：15%，SiO2：1%。
总喷吹脱磷剂速度为120kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底500mm。
钝化石灰和萤石粉喷吹速度为60-80kg/min，除尘灰粉喷吹速度为30-40kg/min。
氮气喷吹流量9Nm3/min；脱磷氧枪压力0.8MPa，吹氧流量30Nm3/min，喷吹枪位为1500mm，供氧时间5min。脱磷结束后，半钢C：3.70%，P：0.030%,脱磷率为75.0%。
实施例3：
一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，半钢温度为1380℃，脱磷前半钢Si+Ti与Mn含量几乎为痕迹，C：4.10%，P：0.128%。
所述脱磷剂添加量为28kg/吨钢，其中各物质质量分数如下：除尘灰42份，钝化石灰50份，萤石粉8份。除尘灰TFe：55%，FeO：30%，CaO：20%，SiO2：4%。
总喷吹脱磷剂速度为100kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底300mm。
钝化石灰和萤石粉喷吹速度为50-70kg/min，除尘灰粉喷吹速度为30-40kg/min。
氮气喷吹流量5Nm3/min，喷吹枪位为1000mm。脱磷结束后，半钢C：3.89%，P：0.029%，脱磷率为77.3%。
实施例4：
一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，半钢温度为1395℃，脱磷前半钢Si+Ti与Mn含量几乎为痕迹，C：4.20%，P：0.147%。
所述脱磷剂添加量为28kg/吨钢，其中各物质质量分数如下：除尘灰44份，钝化石灰53份，萤石粉12份。除尘灰TFe：70%，FeO：35%，CaO：26%，SiO2：1%。
总喷吹脱磷剂速度为90kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底400mm。
钝化石灰和萤石粉喷吹速度为50-70kg/min，除尘灰粉喷吹速度为25-35kg/min。
氮气喷吹流量8Nm3/min，喷吹枪位为1200mm。脱磷结束后，半钢C：3.89%，P：0.028%，脱磷率为81.0%。
实施例5：
一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，半钢温度为1420℃，脱磷前半钢Si+Ti=0.10%，C：3.7%，P：0.150%。
所述脱磷剂添加量为40kg/吨钢，其中各物质质量分数如下：除尘灰44份，钝化石灰55份，萤石粉15份。除尘灰TFe：39%，FeO：34%，CaO：20%，SiO2：1.5%。
总喷吹脱磷剂速度为115kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底350mm。
钝化石灰和萤石粉喷吹速度为25-35kg/min，除尘灰粉喷吹速度为70-80kg/min。
氮气喷吹流量4Nm3/min，喷吹枪位为1200mm。脱磷结束后，半钢C：3.5%，P：0.035%，脱磷率为76.7%。

Claims (10)

1.一种利用转炉除尘灰辅助半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，提钒后半钢盛放于脱磷专用包，加入脱磷剂脱磷，所述脱磷剂中含有转炉炼钢过程回收的除尘灰成分；所述半钢温度为1320～1420℃，脱磷前半钢P含量≤0.150%。
2.根据权利要求1所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述半钢C含量≥3.7%，Si与Ti含量总和≤0.10%。
3.根据权利要求1所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷剂包括除尘灰，钝化石灰，萤石粉，添加量为28-40kg/吨钢。
4.根据权利要求1所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷剂中各物质质量分数如下：除尘灰38～44份，钝化石灰49～55份，萤石粉4～15份。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述半钢温度高于1350℃时，脱磷过程中不进行吹氧，直接喷吹脱磷剂。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷过程中，总喷吹脱磷剂速度为50～130kg/min，喷粉枪枪头距离脱磷包底300～600mm。
7.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷过程中，钝化石灰和萤石粉喷吹速度为25～80kg/min，除尘灰粉喷吹速度为25～80kg/min。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷过程中，氮气喷吹流量4～9Nm3/min，喷吹枪位为1000～1500mm；脱磷氧枪压力0.3～0.8MPa，吹氧流量12～30Nm3/min。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷过程中，所述除尘灰TFe：55～70%，FeO：20～35%，CaO：12～26%，SiO2：1～4%。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的利用转炉除尘灰辅助的半钢脱磷预处理的方法，其特征在于，所述脱磷过程中，脱磷结束后，半钢P含量≤0.035%。
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