CN105349728B - 一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法 - Google Patents

一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法。本发明的目的在于解决常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，同时进行铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，并降低钒渣TFe含量，从而降低钢铁料消耗和为炼钢转炉提供低磷半钢。本发明含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，包括如下步骤：A、提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程控制氧气流量为20000～35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1～0.3Nm3/t.min；B、底吹氮气1～2min后枪位按1.9～2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣；C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0～2.2m；D、吹炼结束后出半钢和钒渣。

Description

一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法。
背景技术
磷是绝大多数钢种中的有害元素。近年来，随着科学技术的迅速发展，低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢，既要有极低的硫含量，也要求钢中磷含量<0.01％或0.005％。1980’年代以来，针对铁水预脱磷问题，开发了各种处理方法，最具代表性的有两种：一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐中进行脱磷，另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理，这两种方法均得到了工业应用。铁水包或鱼雷罐脱磷主要有温降较大、吹氧补偿温降时喷溅又特别严重，铁水处理时间长影响生产顺行等问题，应用情况不理想。而转炉预脱磷已在日本和韩国的钢铁企业实现工业化规模生产，中国宝钢、武钢等在生产低磷钢时，采用双炉双联脱磷工艺冶炼，钢水[P]能从0.08％降至0.003％～0.008％，效果优良。
攀钢等企业采用钒钛磁铁矿冶炼，铁水经脱硫处理后，硫可降至0.005％以下，但磷却无有效处理措施，转炉冶炼时脱磷处理压力大。由于攀钢铁水含有钒元素，在炼钢工序之前需对铁水进行转炉提钒处理，转炉提钒是一种成熟工艺，钒渣完全用转炉生产。提钒－炼钢流程在设备、工艺上与国内外现用的双联转炉脱磷炼钢工艺有相似性，因此，采用提钒转炉进行含钒铁水同时提钒脱磷在装备、技术上完全可能。同时脱磷提钒技术的实施，可为炼钢工序减轻脱磷负担，对炼钢流程变革意义重大。目前，攀钢自主研发的钙法提钒工艺已经成熟，其特点是钒渣CaO含量比原湿法提钒的要求宽松，这为本发明进行转炉同时脱磷提钒研究创造了条件。
中国专利CN102796840A公开了“转炉脱磷提钒用冷却剂及生产方法、转炉脱磷提钒方法”，所述转炉脱磷提钒用冷却剂的生产方法包括以下步骤：将钠盐颗粒、氧化铁皮颗粒、铝矾土细粉及水混合，形成混合料；经过压球机将混合料压制成小球；烘烤小球以去除水分，得到冷固球团成品。本发明的优点包括：能够在转炉提钒过程中同时实现提钒和脱磷；操作简单；对现有提钒工艺及半钢质量的影响较小；脱磷效率高，能保证提钒转炉的生产效率。此外，本发明能够将炼钢转炉的部分脱磷任务前移至提钒转炉，实现半钢低成本转炉炼钢，便于得到成分、温度合格的钢水。中国专利CN101215619公开了“从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺”，所述从含钒铁水中提钒脱磷的方法包括：在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向所述铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，所述提钒脱磷剂为Na2CO3，吹炼后获得钒渣和低磷半钢。该方法能够在提取钒的同时脱磷，从而不仅能保证钒的有效提取，而且能够有效去除铁水中的磷。从上述专利可以看出，两种方法均是以钠的化合物为脱磷剂，这虽然能够起到一定的脱磷效果，但是钠的化合物加入到转炉内对炉衬侵蚀较大，影响转炉寿命。本发明完全取消钠的化合物作为脱磷剂，避免炉衬的过快侵蚀，同时能够减少钒渣中TFe含量，有利于脱磷提钒过程的钢铁料消耗。
从上述已有技术看，本含钒铁水转炉内同时脱磷提钒的方法未见报导，尚属先例。
发明内容
本发明的目的在于解决常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，同时进行铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，并降低钒渣TFe含量，从而降低钢铁料消耗和为炼钢转炉提供低磷半钢。
本发明含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，包括如下步骤：
A、提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程控制氧气流量为20000～35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1～0.3Nm3/t·min；
B、底吹氮气1～2min后枪位按1.9～2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣；
C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0～2.2m；
D、吹炼结束后出半钢和钒渣；
其中，步骤B中钢渣、氧化铁和石灰的加入量为：
钢渣加入量为5～10kg/tFe；
氧化铁加入量为15～25kg/tFe；
石灰加入量按炉渣二元碱度1.5～1.8计。
上述技术方案中，所述氧化铁优选采用氧化铁皮。
上述技术方案中，步骤D所述吹炼结束的终点控制为：半钢温度达到1340～1400℃后，停止吹氧并出半钢。优选的，终点控制为：半钢温度达到1370～1390℃后，停止吹氧并出半钢。
本发明的关键控制操作为：在吹氧提钒过程时加入石灰与钢渣进行造渣，利用氧化铁及供氧形成高氧化性气氛，分别对钒和磷进行氧化，钒氧化后直接进入渣中，而加入石灰与钢渣后炉渣碱度可控制在1.5～1.8，P2O5与石灰结合进入渣中，从而实现脱磷的作用。而以往的操作是在提钒过程只加入氧化铁皮等冷却剂进行提钒，渣中没有固磷的CaO，该过程无法实现磷的脱除。现在这样操作既可以实现钒的提取，也能实现磷的部分脱除，可以缓解后工序进行转炉超低磷钢冶炼过程的压力。尽管本发明生产的钒渣CaO含量高，但本工艺只在生产超低磷钢的过程使用，所得的钒渣可以作为弱冷却剂在不生产超低磷钢时，小批量的加入到只提钒的炉次，以保证钒渣的CaO含量处于国标要求的2.5％以下。
本发明的有益效果：
本发明利用了提钒炼钢厂提钒转炉与炼钢转炉成双联的特点，在提钒转炉内同时进行脱磷和提钒的操作，以减轻炼钢转炉冶炼钢水时的脱磷任务，为冶炼低磷钢和实现少渣炼钢创造条件。本发明能够有效避免常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，能将铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，同时可以降低钒渣TFe含量，对降低钢铁料消耗起到了良好的作用，为炼钢转炉提供质量优良的低磷半钢。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
200t提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在20000Nm3/min，底吹氮气强度按0.3Nm3/t·min控制；吹炼1～2min枪位按1.9m控制，同时加入钢渣10kg/tFe进行控制，随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按25kg/tFe进行控制，加入石灰量将炉渣二元碱度控制在1.5左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.2m；吹炼结束后出半钢和钒渣。
铁水中钒含量为0.330％，磷含量为0.070％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.062％，磷含量为0.041％，半钢温度1380℃，钒渣TFe 16.32％。
实施例2
120t提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在35000Nm3/min，底吹氮气强度按0.1Nm3/t·min控制；吹炼1～2min枪位按2.0m控制，同时加入钢渣5kg/tFe，随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按20kg/tFe进行控制，加入石灰将炉渣二元碱度控制在1.8左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.1m；吹炼结束后出半钢和钒渣。
铁水中钒含量为0.302％，磷含量为0.081％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.046％，磷含量为0.042％，半钢温度1395℃，钒渣TFe 13.59％。
实施例3
200t提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在23000Nm3/min，底吹氮气强度按0.2Nm3/t·min控制；吹炼1～2min枪位按1.9m控制，同时加入钢渣，钢渣的量按照8kg/tFe进行控制，随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按15kg/tFe进行控制，加入石灰将炉渣二元碱度控制在1.7左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.1m；吹炼结束后出半钢和钒渣。
铁水中钒含量为0.336％，磷含量为0.061％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.046％，磷含量为0.039％，半钢温度1392℃，钒渣TFe 14.17％。
对比例
200t提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在22500Nm3/min，底吹氮气强度按0.15Nm3/t·min控制；吹炼1～2min枪位按1.9m控制，随后加入氧化铁皮球，氧化铁皮球的量按25kg/tFe进行控制，吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.1m；吹炼结束后出半钢和钒渣。
铁水中钒含量为0.336％，磷含量为0.071％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.042％，磷含量为0.070％，半钢温度1396℃，钒渣TFe 28.32％。

Claims (4)

1.含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于包括如下步骤：
A、提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程控制氧气流量为20000～35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1～0.3Nm3/t.min；
B、底吹氮气1～2min后枪位按1.9～2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣；
C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0～2.2m；
D、吹炼结束后出半钢和钒渣；
其中，步骤B中钢渣、氧化铁和石灰的加入量为：
钢渣加入量为5～10kg/tFe；
氧化铁加入量为15～25kg/tFe；
石灰加入量按炉渣二元碱度1.5～1.8计；本含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法中仅只有上述一次加料和两次调整枪位。
2.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于：所述氧化铁采用氧化铁皮。
3.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于：步骤D所述吹炼结束的终点控制为：半钢温度达到1340～1400℃后，停止吹氧并出半钢。
4.根据权利要求3所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于：步骤D所述吹炼结束的终点控制为：半钢温度达到1370～1390℃后，停止吹氧并出半钢。
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