CN106755739B - 一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法 - Google Patents

一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法，属于炼钢技术领域。所述脱磷压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。本发明通过在脱磷吹炼结束后加入上述压渣剂，从而抑制钢渣泡的产生，使脱磷冶炼不用前倒渣就能直接出钢，极大地缩短冶炼周期，同时有效降低钢铁料消耗，提高转炉炉衬寿命，实现脱磷炉冶炼半钢的低成本，高效率，节能环保的生产目标，且不影响环境并达到半钢化学成分和温度要求。

Description

一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法。
背景技术
随着铁矿石资源越来越少，尤其是低磷铁矿石资源更是匮乏，铁矿石质量逐步下降，同时钢铁产品用户对产品质量要求的不断提高，作为新一代“全三脱”生产工艺流程可满足冶炼高附加值品种钢的要求。“全三脱”铁水指脱硫、脱磷和脱硅后的铁水。原铁水脱磷工艺主要在混铁车、铁水罐等内进行。从20世纪初开始，新日铁在名古屋厂，住友在鹿岛厂、川崎制铁在水岛钢铁厂试验专用转炉进行脱磷。到90年代末，转炉脱磷技术日趋成熟，日本一些厂取代混铁车和铁水罐脱磷技术，尤其是日本新日铁君津钢铁厂，在90年代末短时间内把两个炼钢厂的混铁车都改为转炉脱磷。日本1999年投产的住友和歌山厂专门建了一个转炉脱磷车间，由脱磷转炉专向脱碳转炉提供脱磷铁水。
脱磷转炉吹炼时间短，仅5～6分钟，吹炼过程加入白灰、轻烧、矿石和萤石等辅料进行造渣、脱硅和脱磷，且其脱磷作用主要依靠炉渣中较高的FeO含量，转炉吹炼条件下形成泡沫渣，炉渣与铁水之间的接触面积极大增加进行快速的脱磷，实际生产过程中由于脱磷转炉炉渣FeO含量过高，造成渣钢反应不平衡。渣中FeO控制偏高给脱磷炉冶炼带来许多问题，例如：终渣TFe高带来的铁耗高，很大一部分Fe元素损失在炉渣中；降低炉渣脱硫能力；污染环境，由于渣钢反应不平衡，渣中较高的FeO在出半钢或半钢运输过程中与半钢碳反应产生大量红烟。脱磷冶炼总要前倒渣，严重影响脱磷周期；半钢吹炼结束后及倒入渣罐中由于渣泡容易发生喷溅存在一定安全隐患等。
脱磷炉在吹炼结束出钢操作之前由于炉渣中FeO含量较高(TFe达到16％)无法直接出钢，需要进行前倒渣，然后再出钢，如此既影响冶炼周期和生产节奏，同时提高了钢铁料消耗，增加炼钢成本。目前采用转炉脱磷工艺的“全三脱”冶炼工艺为国内首家采用，虽然日本技术已经成熟，但由于其技术保密性，关于脱磷炉吹炼结束抑制渣泡的操作规范还未见报道。
国内钢厂常规冶炼一般采用含碳铝硅质压渣剂、镁碳球等进行压渣以及渣改制，对于常规冶炼效果也一般，但由于脱磷炉脱磷操作FeO含量较高碱度低，脱磷反应温度低等原因造成寻常压渣剂无法达到抑制渣泡的目的。通常转炉脱磷吹炼结束后需向前摇至70～80°向渣罐内倒渣，倒渣至转炉角度90°时结束倒渣进行出钢。这种操作方法不仅影响转炉冶炼周期3-5分钟，同时也造成钢铁料的极大浪费。
发明内容
本发明提供一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法，解决了现有技术中存在的脱磷转炉出钢前必须前倒渣从而影响脱磷周期的技术问题。
一方面，为解决上述技术问题，本发明提供了一种脱磷压渣剂，按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
进一步地，所述压渣剂的可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下。
进一步地，所述压渣剂的粒径为10mm-30mm。
另一方面，本发明提供了一种抑制钢渣泡的方法，包括：控制转炉温度降低8-11℃，每炉多加冷却剂1.6-2.7kg/吨钢，吹炼结束后向转炉内加入压渣剂；
所述压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
进一步地，所述压渣剂加入量为1.0～1.7kg/吨钢。
进一步地，所述冷却剂为烧结矿。
进一步地，所述吹炼的供氧流量开吹前期为30000-35000Nm3/h，开吹2-3分钟后调整为20000-25000Nm3/h直至吹炼结束。
进一步地，所述压渣剂的可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下。
进一步地，所述压渣剂的粒径为10mm-30mm。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明实施例中提供的脱磷压渣剂，通过加入SiO2和Al2O3提高终渣中SiO2和Al2O3含量以降低终渣碱度，降低炉渣黏度，降低炉渣的表面张力，使炉渣中气泡破裂；加入C同炉渣中FeO进行反应，可以降低终渣FeO含量，抑制气泡的再次产生，从而解决现有技术中存在的脱磷转炉出钢前必须前倒渣从而影响脱磷周期的技术问题，使脱磷冶炼不用前倒渣就能直接出钢，极大地缩短冶炼周期，同时有效降低钢铁料消耗，提高转炉炉衬寿命，进而实现脱磷炉冶炼半钢的低成本，高效率，节能环保的生产目标，且不影响环境并达到半钢化学成分和温度要求。
2、本发明实施例中提供的抑制钢渣泡的方法，通过在脱磷吹炼结束后加入压渣剂，可迅速破坏脱磷终渣中气泡，并同炉渣进行作用降低终渣FeO含量，抑制气泡再次产生，是一项节能环保、降低消耗、节约成本的生产方法。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种脱磷压渣剂及其抑制钢渣泡的方法，解决了现有技术中存在的脱磷转炉出钢前必须前倒渣从而影响脱磷周期的技术问题；实现了抑制钢渣泡的产生，使脱磷冶炼不用前倒渣就能直接出钢的技术效果，极大地缩短了冶炼周期，节能环保、降低消耗、节约成本。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种脱磷压渣剂，按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
本实施例中，所述压渣剂的可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下，可防止物料在料仓内自燃。
本实施例中，所述压渣剂的粒径为10mm-30mm。粒径选择10mm-30mm能够保证有较大的反应面积同时保证其不被除尘风机吸走。
本发明实施例提供的压渣剂中各组分的选择是基于以下原理：
本发明实施例控制SiO2含量范围为45％～55％，Al2O3含量范围为25～30％，其作用为提高终渣中SiO2和Al2O3含量以降低终渣碱度，降低炉渣黏度，降低炉渣的表面张力，使炉渣中气泡破裂。其用量过多会导致炉渣碱度下降、产生回磷，过少又不足以降低炉渣黏度及表面张力。
CaO含量范围控制为0.5～1.0％，MgO含量范围控制为2.5～4.5％，TiO2含量范围控制为0.7～1.1％，其用量过多不利于降低终渣FeO含量，抑制气泡的产生，因此在控制成本的前提下尽量降低其用量。
C含量范围为10～15％，C可以同炉渣中FeO进行反应，可以降低终渣FeO含量，抑制气泡的再次产生。其用量过多会在料仓存放过程中产生自燃，用量过少不足以降低终渣FeO含量，抑制气泡的再次产生。
压渣剂的全水含量控制在5％以下可以有效避免加入炉内后发生爆炸。
通过以上内容可以看出，本发明通过优化压渣剂中各组分设计及含量控制，可降低终渣碱度，迅速破坏脱磷终渣中气泡，并同炉渣进行作用降低终渣FeO含量，抑制气泡再次产生，从而解决现有技术中存在的脱磷转炉出钢前必须前倒渣从而影响脱磷周期的技术问题。
针对上述压渣剂，本发明还提供了一种抑制钢渣泡的方法。
一种抑制钢渣泡的方法，包括：脱磷转炉装废钢和兑铁操作后，按照相应的枪位控制和加料模式进行操作，控制转炉温度降低8-11℃，每炉多加冷却剂1.6-2.7kg/吨钢，吹炼结束提枪，提枪后加入压渣剂，加入后无需前倒渣，直接将转炉摇至炉后出钢；
所述压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
在本实施例中，压渣剂加入量为1.0～1.7kg/吨钢，如果铁水硅含量较高，可分两批次加入。压渣剂加入量过少无法有效抑制刚渣泡，加入量过多不经济，会增加成本，另外加入量过大炉口会产生大量烟尘污染环境。
本实施例中冷却剂为烧结矿。
本实施例中，吹炼的供氧流量开吹前期控制为30000-35000Nm3/h，开吹2-3分钟后调整为20000-25000Nm3/h直至吹炼结束，供氧时间5-6分钟。
本实施例中压渣剂的全水的质量百分含量在5％以下；可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下；压渣剂的粒径为10mm-30mm。
在本实施例中，结合300t脱磷转炉的特点以及铁水条件，转炉供氧强度，氧枪枪位，氧耗和辅原料加入等情况，加入本发明实施例提供的压渣剂，可将脱磷转炉终渣全铁控制在10％以下，并实现转炉快速出钢。
通过上述内容可以看出，通过在脱磷吹炼结束后加入压渣剂以及配合工艺控制，可迅速破坏脱磷终渣中气泡，并同炉渣进行作用降低终渣FeO含量，抑制气泡再次产生，使脱磷冶炼不用前倒渣就能直接出钢，极大地缩短冶炼周期，平均生产周期由原35分钟缩短到25分钟，是一项节能环保、降低消耗、节约成本的生产方法。
以下通过实施例对本发明作更详细的描述。这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
实施例1
本实施例所用压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：50.3％，Al2O3：27.6％，Fe2O3：1.8％，CaO：0.63％，MgO：2.56％，TiO2：1.1％，C：12.5％，全水3.51％。可燃基的挥发分的质量百分含量为12％；压渣剂的平均粒径为10mm。
冶炼半钢；入炉废钢重量为25.85吨，铁水重量295.2吨，铁水C含量4.33％，Si含量0.26％，S含量0.001％，P含量0.0893％，Mn含量0.0201％，铁水温度1344℃。
操作方案：该炉次留渣量3吨，白灰加入3.01吨，轻烧加入1.02吨，烧结矿加入0.92吨，冷固球团加入7.12吨，熔渣剂加入0.502吨。转炉氧枪提枪后加入所述压渣剂365kg，不用进行出钢前的倒渣操作，直接出钢。转炉采用该操作法后可避免转炉前倒渣(转炉倾角88°)，而直接摇至炉后出钢。
终点情况：终点C含量3.42％，P含量0.0313％，温度为1346℃；终点控制良好，全部命中目标，脱磷率64.94％。
实施例2
本实施例所用压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：54.1％，Al2O3：25％，Fe2O3：3.0％，CaO：0.5％，MgO：2.5％，TiO2：1.02％，C：10.03％，全水3.85％。可燃基的挥发分的质量百分含量为10％；压渣剂的平均粒径为20mm。
冶炼半钢：入炉废钢重量为26.17吨，铁水重量为296.19吨，铁水C含量为4.37％，Si含量为0.49％，P含量为0.096％，Mn含量为0.16％，S含量为0.001％，铁水温度为1342℃。
操作方案：该炉次留渣量3吨，白灰加入5.83吨，轻烧加入0.71吨，冷固球团16.69吨，烧结矿加入1.32吨。转炉氧枪提枪后加入所述压渣剂671kg，不用进行出钢前的倒渣操作，直接出钢。
终点情况：终点C含量为3.29％，P含量为0.0287％，温度为1333℃，渣中TFe：10.7％，终点控制良好，全部命中目标，脱磷率69.79％。
实施例3
本实施例所用压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45％，Al2O3：30％，Fe2O3：1.5％，CaO：1.0％，MgO：4.5％，TiO2：0.7％，C：15％，全水2.3％。可燃基的挥发分的质量百分含量为15％；压渣剂的平均粒径为30mm。
冶炼半钢；入炉废钢重量为26.01吨，铁水重量295.5吨，铁水C含量4.32％，Si含量0.13％，S含量0.001％，P含量0.0101％，Mn含量0.0201％，铁水温度1335℃。
操作方案：该炉次留渣量3吨，白灰加入2.21吨，轻烧加入0.91吨，烧结矿加入0.92吨，冷固球团加入2.12吨，熔渣剂加入0.604吨。转炉氧枪提枪后加入所述压渣剂312kg，不用进行出钢前的倒渣操作，直接出钢。转炉采用该操作法后可避免转炉前倒渣(转炉倾角89°)，而直接摇至炉后出钢。
终点情况：终点C含量为3.32％，P含量为0.0301％，温度为1336℃；终点控制良好，全部命中目标，脱磷率70.20％。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本发明实施例中提供的脱磷压渣剂，通过加入SiO2和Al2O3提高终渣中SiO2和Al2O3含量以降低终渣碱度，降低炉渣黏度，降低炉渣的表面张力，使炉渣中气泡破裂；加入C同炉渣中FeO进行反应，可以降低终渣FeO含量，抑制气泡的再次产生，从而解决现有技术中存在的脱磷转炉出钢前必须前倒渣从而影响脱磷周期的技术问题，使脱磷冶炼不用前倒渣就能直接出钢，极大地缩短冶炼周期，同时有效降低钢铁料消耗，提高转炉炉衬寿命，进而实现脱磷炉冶炼半钢的低成本，高效率，节能环保的生产目标，且不影响环境并达到半钢化学成分和温度要求。
2、本发明实施例中提供的抑制钢渣泡的方法，通过在脱磷吹炼结束后加入压渣剂，可迅速破坏脱磷终渣中气泡，并同炉渣进行作用降低终渣FeO含量，抑制气泡再次产生，是一项节能环保、降低消耗、节约成本的生产方法。
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 (8)

1.一种脱磷压渣剂，其特征在于，按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
2.如权利要求1所述的脱磷压渣剂，其特征在于，所述压渣剂的可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下。
3.如权利要求1所述的脱磷压渣剂，其特征在于，所述压渣剂的粒径为10mm-30mm。
4.一种抑制钢渣泡的方法，其特征在于，包括：控制转炉温度降低8-11℃，每炉多加冷却剂1.6-2.7kg/吨钢，吹炼结束后向转炉内加入压渣剂；所述压渣剂加入量为1.0～1.7kg/吨钢；
所述压渣剂按照质量百分比包括以下组分：SiO2：45～55％，Al2O3：25～30％，Fe2O3：1.5～3.0％，CaO：0.5～1.0％，MgO：2.5～4.5％，TiO2：0.7～1.1％，C：10～15％，全水<5％。
5.如权利要求4所述的抑制钢渣泡的方法，其特征在于，所述冷却剂为烧结矿。
6.如权利要求4所述的抑制钢渣泡的方法，其特征在于，所述吹炼的供氧流量开吹前期为30000-35000Nm3/h，开吹2-3分钟后调整为20000-25000Nm3/h直至吹炼结束。
7.如权利要求4所述的抑制钢渣泡的方法，其特征在于，所述压渣剂的可燃基的挥发分的质量百分含量在10％以上，15％以下。
8.如权利要求4所述的抑制钢渣泡的方法，其特征在于，所述压渣剂的粒径为10mm-30mm。
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