CN105671248B - 一种转炉高效脱磷的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉高效脱磷的冶炼方法，属于钢铁冶金技术领域。所述转炉高效脱磷的冶炼方法包括以下步骤：上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣；在转炉吹炼开始前，向炉内加入预熔渣；进行转炉吹炼4‑5分钟，氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整；进行倒渣操作；进行造渣吹炼，转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制，得到成品的磷的质量分数要求在0.010％以下的钢种。本发明转炉高效脱磷的冶炼方法能够有效提高转炉脱磷效率，降低转炉终点磷含量及成本低。

Description

一种转炉高效脱磷的冶炼方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，特别涉及一种转炉高效脱磷的冶炼方法。
背景技术
随着矿石原料品质逐渐下降，铁水中磷含量越来越高。而与此同时，用户对产品质量的要求也在逐步提高，成品钢中P的限制越来越严格，如普通钢材对P的要求都在0.015％以下，汽车板、管线钢等要求P≤0.01％，特殊耐腐蚀条件下的钢板甚至要求P≤0.005％，这就给转炉脱磷带来了很大的挑战。为了生产低磷钢，对于采用普通转炉工艺生产流程，目前采用的主要工艺包括：(1)传统双渣法，即在转炉吹炼开始前加入第一批造渣料进行造渣，吹炼一段时间后倒渣，然后进行第二次造渣，其转炉生产周期较长，终渣碱度较高，石灰消耗较大。(2)采用转炉脱磷与炉外精炼脱磷相结合的工艺，转炉冶炼后低温出钢，出钢过程不进行脱氧，在钢包中利用高碱度、高氧化性炉渣搅拌脱磷，然后换包，再进行LF加热，该工艺适合于极低磷钢的生产，但由于换包导致的降温，成本较大。
发明内容
本发明提供一种转炉高效脱磷的冶炼方法，解决了或部分解决了现有技术中不能有效提高转炉脱磷效率，不能降低转炉终点磷含量及成本高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种转炉高效脱磷的冶炼方法包括以下步骤：上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣；在转炉吹炼开始前，向炉内加入预熔渣；进行转炉吹炼4-5分钟，氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整；进行倒渣操作；进行造渣吹炼，转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制，得到成品的磷的质量分数要求在0.010％以下的钢种。
进一步地，所述向炉内加入预熔渣包括：所述预熔渣的化学组成为氧化钙质量分数为70-85％，二氧化硅的质量分数为15-30％。
进一步地，所述预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量。
进一步地，所述氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整包括：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.2-2.6m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.3m3/(min·t)。
进一步地，所述进行倒渣操作包括：所述进行倒渣操作的倒渣量控制为炉内渣量的50％-70％。
进一步地，所述转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制包括：转炉终点对炉渣碱度R控制为3.5-4.0，氧化镁的质量分数控制为8-10％，氧化亚铁的质量分数控制为15-20％。
本发明提供的转炉高效脱磷的冶炼方法通过上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣，在转炉吹炼开始前，向炉内加入预熔渣，吸附炉渣中的脱磷产物，进行转炉吹炼4-5min，氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整，控制炉渣中的氧化亚铁含量并增强双相渣的稳定性，在吹炼5min时，进行倒渣操作，倒渣结束后继续进行造渣吹炼，转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制，能够有效提高转炉脱磷效率，降低转炉终点磷含量及成本低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的转炉高效脱磷的冶炼方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种转炉高效脱磷的冶炼方法，主要用于冶炼磷的质量分数为0.080-0.200％的铁水，最终达到成品的磷的质量分数要求在0.010％以下的钢种，适用于180-250吨转炉，所述冶炼方法包括以下步骤：
步骤1，进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣。
步骤2，向炉内加入预熔渣。
步骤3，进行转炉吹炼4-5min，氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整。
步骤4，进行倒渣操作。
步骤5，进行造渣吹炼，转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制，得到成品的磷的质量分数要求在0.010％以下的钢种。
详细介绍步骤2。
所述预熔渣的化学组成为氧化钙质量分数为70-85％，二氧化硅的质量分数为15-30％。所用预熔渣为CaO-SiO2系，保证炉渣中形成大量2CaO·SiO2相，吸附炉渣中的脱磷产物P2O5,最终固定为2CaO·SiO2-3CaO·P2O5相，通过采用CaO-SiO2系预熔渣在吹炼前期对磷进行固定。
所述预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量。为了增强炉渣对冶炼前期磷的固定能力并抑制前期冶炼温度快速升高，预熔渣的加入量根据入炉铁水的Si、P含量和温度进行动态调整。
详细介绍步骤3。
所述氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整包括：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.2-2.6m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.3m3/(min·t)。为了控制炉渣中的氧化亚铁含量并增强双相渣的稳定性，在转炉吹炼前期氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整。
详细介绍步骤4。
所述步骤4包括：所述进行倒渣操作的倒渣量控制为炉内渣量的50％-70％。
详细介绍步骤5。
所述步骤5包括：转炉终点对炉渣碱度R控制为3.5-4.0，氧化镁的质量分数控制为8-10％，氧化亚铁的质量分数控制为15-20％。实现当铁水磷的质量分数为0.080％-0.200％时，转炉终点磷含量能够控制在0.010％以下。
为了更清楚介绍本发明实施例，下面从本发明实施例的使用方法上予以介绍。
以下实例采用210吨顶底复吹转炉进行冶炼。
方法一
1，上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣。
2，将高炉铁水(温度为1350℃)兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.30％，Si：0.35％，Mn：0.21％，P：0.12％。在转炉吹炼开始前，向炉内加入3t石灰和2.4t预熔渣，预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量。为了增强炉渣对冶炼前期磷的固定能力并抑制前期冶炼温度快速升高，预熔渣的加入量根据入炉铁水的Si、P含量和温度进行动态调整。预熔渣的化学组成为CaO质量分数:70-85％、SiO2质量分数:15-30％，所用预熔渣为CaO-SiO2系，保证炉渣中形成大量2CaO·SiO2相，吸附炉渣中的脱磷产物P2O5,最终固定为2CaO·SiO2-3CaO·P2O5相，通过采用CaO-SiO2系预熔渣在吹炼前期对磷进行固定。
3，在转炉吹炼前5min吹炼枪位以及供氧强度控制如下：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.6m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.4m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.6m，供氧强度为3.3m3/(min·t)，为了控制炉渣中的氧化亚铁含量并增强双相渣的稳定性，在转炉吹炼前期氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整。
4，在转炉吹炼5min时进行倒渣，倒渣量为3.2t，倒渣结束后从高位料仓向转炉内加石灰2.2t、轻烧白云石1.5t继续造渣，最终控制终渣碱度为3.7，MgO的质量分数为10％，FeO的质量分数为18％。
5，转炉出钢温度控制为1670℃，终点碳含量为0.040％，转炉终点磷含量为0.0080％。
方法二
1，上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣。
2，将高炉铁水(温度为1350℃)兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.20％，Si：0.30％，Mn：0.20％，P：0.10％。在转炉吹炼开始前，向炉内加入2.8t石灰和2.0t预熔渣，预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量。为了增强炉渣对冶炼前期磷的固定能力并抑制前期冶炼温度快速升高，预熔渣的加入量根据入炉铁水的Si、P含量和温度进行动态调整。预熔渣的化学组成为CaO质量分数:70-85％、SiO2质量分数:15-30％，所用预熔渣为CaO-SiO2系，保证炉渣中形成大量2CaO·SiO2相，吸附炉渣中的脱磷产物P2O5,最终固定为2CaO·SiO2-3CaO·P2O5相，通过采用CaO-SiO2系预熔渣在吹炼前期对磷进行固定。
3，在转炉吹炼前5min吹炼枪位以及供氧强度控制如下：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.5m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.2m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.5m，供氧强度为3.3m3/(min·t)，为了控制炉渣中的氧化亚铁含量并增强双相渣的稳定性，在转炉吹炼前期氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整。
4，在转炉吹炼5min时进行倒渣，倒渣量为2.9t，倒渣结束后从高位料仓向转炉内加石灰2.0t、轻烧白云石1.2t继续造渣，最终控制终渣碱度为3.5，MgO的质量分数为10％，FeO的质量分数为16％。
5，转炉出钢温度控制为1660℃，终点碳含量为0.045％，转炉终点磷含量为0.0070％。
方法三
1，上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣。
2，将高炉铁水(温度为1350℃)兑入转炉内，同时加入废钢15t，铁水成分质量百分数为C：4.40％，Si：0.40％，Mn：0.20％，P：0.13％。在转炉吹炼开始前，向炉内加入3.2t石灰和2.7t预熔渣，预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量。为了增强炉渣对冶炼前期磷的固定能力并抑制前期冶炼温度快速升高，预熔渣的加入量根据入炉铁水的Si、P含量和温度进行动态调整。预熔渣的化学组成为CaO质量分数:70-85％、SiO2质量分数:15-30％，所用预熔渣为CaO-SiO2系，保证炉渣中形成大量2CaO·SiO2相，吸附炉渣中的脱磷产物P2O5,最终固定为2CaO·SiO2-3CaO·P2O5相，通过采用CaO-SiO2系预熔渣在吹炼前期对磷进行固定。
3，在转炉吹炼前5min吹炼枪位以及供氧强度控制如下：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.8m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.5m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.8m，供氧强度为3.3m3/(min·t)，为了控制炉渣中的氧化亚铁含量并增强双相渣的稳定性，在转炉吹炼前期氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整。
4，在转炉吹炼5min时进行倒渣，倒渣量为3.4t，倒渣结束后从高位料仓向转炉内加石灰2.4t、轻烧白云石1.7t继续造渣，最终控制终渣碱度为4.0，MgO的质量分数为10％，FeO的质量分数为20％。
5，转炉出钢温度控制为1665℃，终点碳含量为0.035％，转炉终点磷含量为0.0090％。
本发明转炉高效脱磷的冶炼方法基于双相渣脱磷理论，通过采用CaO-SiO2系预熔渣在吹炼前期对磷进行固定，同时配合枪位和氧枪供氧强度对炉渣中FeO含量进行合理控制，并在吹炼5min时将前期高磷含量的炉渣倒出后再进行造渣吹炼，实现当铁水磷的质量分数为0.080％-0.200％时，转炉终点磷含量能够控制在0.010％以下。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种转炉高效脱磷的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
上一炉转炉出钢结束后进行溅渣护炉，并倒出残余炉渣；
在转炉吹炼开始前，向炉内加入预熔渣，所述预熔渣的加入量按照如下公式计算(单位：kg/吨钢)W＝20[％Si]+37.5[％P]+0.04(T-1350)，T为铁水温度，℃，[％Si]为铁水硅含量，[％P]为铁水磷含量，所述向炉内加入预熔渣包括：所述预熔渣的化学组成包括：氧化钙，质量分数为70-85％、二氧化硅，质量分数为15-30％；
进行转炉吹炼4-5分钟，氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整，所述氧枪枪位与供氧强度根据吹炼时间进行动态调整包括：当吹炼时间为0-2min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为2-4min时，氧枪枪位控制为2.2-2.6m，供氧强度为3.0m3/(min·t)；当吹炼时间为4-5min时，氧枪枪位控制为1.5-1.8m，供氧强度为3.3m3/(min·t)；
进行倒渣操作；
进行造渣吹炼，转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制，得到成品的磷的质量分数要求在0.010％以下的钢种，所述转炉终点对炉渣碱度R、氧化镁的质量分数及氧化亚铁的质量分数进行控制包括：转炉终点对炉渣碱度R控制为3.5-4.0，氧化镁的质量分数控制为8-10％，氧化亚铁的质量分数控制为15-20％。
2.根据权利要求1所述的冶炼方法，其特征在于，所述进行倒渣操作包括：
所述进行倒渣操作的倒渣量控制为炉内渣量的50％-70％。
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