CN106222357A - 一种含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法。本发明含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法，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1.5～3.0Nm3/t.min，底吹氮气强度为0.2～0.4Nm3/t.min；B、吹炼前2min按基准枪位以上10～30mm控制枪位，吹炼开始加入炼钢转炉终渣；吹炼1～2min后加入含铁氧化物；吹炼2～5min期间降到基准枪位；吹炼结束前2min按基准枪位以上30～50mm控制枪位；C、吹炼结束后出半钢和50％钒渣；第二炉：供氧制度与第一炉相同，所加石灰量控制炉渣碱度为1.5～1.8；吹炼结束后出半钢和50％钒渣；后续炉次操作与第二炉次相同。
Description
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生产低磷半钢的方法。
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。
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。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，但是脱磷效果不明显，并且钠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。
发明内容
本发明提供了一种含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法。该方法可以得到磷含量较低的半钢，且生产过程所得钒渣中TFe含量，为后续炼钢提钒脱磷降低了生产压力。
本发明一种含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法，包括如下步骤：
A、第一炉：
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1.5～3.0Nm3/t.min，底吹氮气强度为0.2～0.4Nm3/t.min；
b、吹炼开始加入石灰，吹炼前2min按基准枪位以上10～30mm控制枪位；吹炼1～2min后加入氧化铁皮或其它高含铁氧化物；吹炼2min后按基准枪位控制枪位；吹炼结束前2min按基准枪位以上30～50mm控制枪位；所述石灰加入量为控制二元碱度为1.8～2.0；所述氧化铁皮或其它高含铁氧化物加入量为15～25kg/tFe；
c、吹炼结束后出半钢和40～60％钒渣；
B、第二炉：
d、供氧制度与第一炉相同，所加石灰量控制炉渣碱度为1.5～1.8，所述氧化铁皮或其它高含铁氧化物加入量为15～25kg/tFe；
e、吹炼结束后出半钢和40～60％钒渣。
优选的，上述方法步骤b中，所述其它高含铁氧化物为品位＞55％铁矿、球团矿或烧结矿中的任意一种。
优选的，上述方法步骤b或d中，每一炉吹炼总时间为5～7min。
优选的，上述方法步骤c中，所述吹炼结束后半钢温度为1350～1400℃。
优选的，上述方法步骤e中，所述吹炼结束后半钢温度为1350～1370℃。
优选的，上述方法步骤中，后续炉次采用与第二炉次相同的方式生产低磷半钢。
本发明的关键控制操作为：在吹炼开始就加入石灰可以更好的形成脱磷渣；同时配合三段吹炼方式，第一段加入石灰实现主要脱磷；第二阶段加入氧化铁皮、同时增强底吹搅拌、氧枪枪位更低、实现熔池强搅拌，更有利于脱磷和提钒；第三阶段继续提钒脱磷。同时后期出半钢是只出50％钒渣，剩余50％钒渣继续留在炉内进行以后炉次的冶炼，造渣更稳定，脱磷效果更好。本发明方法设置了合适的工艺及参数，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。
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。本发明方法选择了合适的脱磷剂，调整了工艺条件，实现了脱磷和提钒双重目的，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。并且，留渣在炉内进行以后炉次的冶炼，造渣更稳定，脱磷效果更好。
具体实施方式
本发明方法中，所述的基准枪位是指氧枪喷头离铁水液面10mm处。
本发明方法中，未作特殊说明的，比例、含量等均表示重量百分比。
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提钒转炉第一炉兑完铁后，铁水测温为1305℃，测温完成之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在1.5Nm3/t.min，底吹氮气强度按0.3Nm3/t.min控制；吹炼开始时加入石灰，加入石灰量将炉渣二元碱度控制在2.0左右，吹炼前2min枪位按基准枪位以上10mm控制；吹炼2min后加入氧化铁皮，并将枪位降到基准枪位，氧化铁皮的量按25kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到基准枪位以上50mm；吹炼结束后出半钢和50％钒渣。第二炉炉渣碱度控制在1.5左右，供氧及底吹制度不变，半钢温度控制在1360℃，吹炼结束后出半钢和50％钒渣；后续炉次依此重复。
第一炉铁水中钒含量为0.330％，磷含量为0.070％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.043％，磷含量为0.021％，半钢温度1380℃，钒渣TFe 15.32％。
第二炉铁水中钒含量为0.362％，磷含量为0.081％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.041％，磷含量为0.023％，半钢温度1360℃，钒渣TFe 16.17％。
实施例2
120t提钒转炉兑完铁后，铁水测温为1280℃，测温完成之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在3.0Nm3/t.min，底吹氮气强度按0.2Nm3/t.min控制；吹炼开始时加入石灰，加入石灰量将炉渣二元碱度控制在1.8左右，吹炼前2min枪位按基准枪位以上20mm控制；吹炼1.5min后加入氧化铁皮；吹炼2min后将枪位降到基准枪位，氧化铁皮的量按20kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到基准枪位以上40mm；吹炼结束后出半钢和50％钒渣。第二炉炉渣碱度控制在1.8左右，供氧及底吹制度不变，半钢温度控制在1370℃，吹炼结束后出半钢和50％钒渣；后续炉次依此重复。
第一炉铁水中钒含量为0.302％，磷含量为0.081％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.032％，磷含量为0.027％，半钢温度1395℃，钒渣TFe 14.51％。
第二炉铁水中钒含量为0.298％，磷含量为0.075％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.030％，磷含量为0.021％，半钢温度1372℃，钒渣TFe 16.31％。
实施例3
200t提钒转炉兑完铁后，铁水测温为1250℃，测温完成之后降氧枪进行吹炼，全程氧气流量控制在2Nm3/t.min，底吹氮气强度按0.4Nm3/t.min控制；吹炼开始时加入石灰，加入石灰量将炉渣二元碱度控制在1.9左右，吹炼前2min枪位按基准枪位以上30mm控制；吹炼2min后加入氧化铁皮，并将枪位降到基准枪位，氧化铁皮的量按15kg/tFe进行控制；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到基准枪位以上30mm；吹炼结束后出半钢和50％钒渣。第二炉炉渣碱度控制在1.6左右，供氧及底吹制度不变，半钢温度控制在1350℃，吹炼结束后出半钢和50％钒渣；后续炉次依此重复。
第一炉铁水中钒含量为0.386％，磷含量为0.061％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.046％，磷含量为0.030％，半钢温度1392℃，钒渣TFe 14.17％。
第二炉铁水中钒含量为0.391％，磷含量为0.076％，吹炼结束后，半钢钒含量为0.036％，磷含量为0.020％，半钢温度1354℃，钒渣TFe 18.35％。
Claims (6)
1.一种含钒铁水转炉生产低磷半钢的方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、第一炉：
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1.5～3.0Nm3/t.min，底吹氮气强度为0.2～0.4Nm3/t.min；
b、吹炼开始加入石灰，吹炼前2min按基准枪位以上10～30mm控制枪位；吹炼1～2min后加入氧化铁皮或其它高含铁氧化物；吹炼2min后按基准枪位控制枪位；吹炼结束前2min按基准枪位以上30～50mm控制枪位；所述石灰加入量为控制二元碱度为1.8～2.0；所述氧化铁皮或其它高含铁氧化物加入量为15～25kg/tFe；
c、吹炼结束后出半钢和40～60％钒渣；
B、第二炉：
d、供氧制度与第一炉相同，所加石灰量控制炉渣碱度为1.5～1.8，所述氧化铁皮或其它高含铁氧化物加入量为15～25kg/tFe；
e、吹炼结束后出半钢和40～60％钒渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b中，所述其它高含铁氧化物为品位＞55％铁矿、球团矿或烧结矿中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤b或d中，每一炉吹炼总时间为5～7min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤c中，所述吹炼结束后半钢温度为1350～1400℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤e中，所述吹炼结束后半钢温度为1350～1370℃。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于：后续炉次采用与第二炉次相同的方式生产低磷半钢。
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