CN107419061A - 转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法 - Google Patents

转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法 Download PDF

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Abstract

一种转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，具体方法是：转炉出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴向转炉内喷入气化脱磷粉剂；控制转炉底吹载气压力和粉气比，使得气化脱磷粉剂在载气穿越炉渣的浮涌搅拌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应；熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼；转炉气化脱磷率为50‑60%，脱磷粉剂的穿透比为80‑90%，石灰消耗降低2.5‑3.5kg/t。本发明发挥气化脱磷剂、载气强烈浮涌搅拌等作用，提高气化脱磷率，缩短溅渣护炉周期，增加留渣的炉渣利用率。底吹脱磷剂不易被炉气带走，改善了操作条件和粉剂在热熔渣中的分布，提高了粉剂利用率。

Description

转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法
技术领域
本发明属于转炉炼钢新技术及其应用领域，尤其是一种提高转炉气化脱磷率、充分利用转炉热态熔渣的转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法。
背景技术
转炉渣是转炉炼钢的副产物，由于转炉冶炼过程需对铁水进行脱磷操作，铁水中的磷元素基本都被氧化成五氧化二磷进入炉渣中，因此转炉渣中含有大量磷，如何脱除回收渣中的磷并使得转炉渣进一步循环利用，一直是人们研究的热点。
日本学者伊藤公久等在上世纪70年代末研究了转炉Ca2SiO4-Ca3(PO4)2和CaO-SiO2-Fe2O3液相渣间磷的平衡分配比，结果表明转炉渣中的磷绝大部分富集在初晶相Ca2SiO4-Ca3(PO4)2中，以固溶体形态存在，很难去除。Morita等学者采用微波碳热还原对CaO-SiO2-FetO系合成渣、铁水脱磷预处理渣和含Cr的转炉不锈钢渣中Fe、P、Cr的回收进行了基础研究，验证了气化脱磷方法的可行性并提出了进一步回收还原产物中Ｐ的方法。采用微波加热碳热还原转炉钢渣进行气化脱磷，是将钢渣中磷元素脱除的一条有效途径。
在炉外采用外加热源升温和碳热还原气化脱磷已有大量研究，而利用溅渣护炉过程中炉内气化脱除熔渣中磷的方法也见诸报道。
王书桓等的发明专利200610012514.4发明了一种“转炉溅渣护炉过程中气化脱除熔渣中磷的方法”，在溅渣护炉前，向熔池中加入适量脱磷剂，在溅渣过程中，高压氮气通过氧枪后产生巨大冲击力，将炉内熔渣击碎成颗粒飞溅起来挂于炉衬，此过程为固（焦炭）-气（氮气）-液（熔渣）之间的反应、以及熔渣内部的化学反应提供了良好的动力学条件，使熔渣中的磷得以通过化学反应进入气相脱除，气化脱磷剂分碳质脱磷剂和硅质脱磷剂两种，碳质更具有工业应用现实意义，经多年实验室基础实验和钢铁企业工业试验，气化脱磷率达到40%水平，留渣率80%以上，吨钢渣量平均为50~70kg/t，取得了良好的效果。
王虎的发明专利201510561089.3提出了“一种用转炉煤气溅渣护炉作业的方法”，该工艺采用转炉煤气代替氮气进行转炉溅渣护炉作业，实现溅渣护炉作业时快速高效气化脱磷，降低炼钢成本。
这些专利方法均能有效气化脱磷，但这些专利的反应物，无论是粉与渣，还是气与渣，都是自转炉上部加入，气化脱磷率由于动力学条件的影响，仍未达到热力学计算的数值，如何进一步提高动力学条件，强化粉与渣以及气与渣的快速、充分、高效的接触反应，有待寻找新的思路。
发明内容
为了解决现有技术脱磷率低等诸多问题，本发明的目的基于转炉底吹工艺，针对溅渣护炉过程中的转炉热态熔渣，提供一种转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法。该新方法适用于现有钢铁厂工艺技术的改进。
实现上述目的采用以下技术方案：
一种转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，具体方法是：
转炉出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴向转炉内喷入气化脱磷粉剂；
控制转炉底吹载气压力和粉气比，使得气化脱磷粉剂在载气穿越炉渣的浮涌搅拌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应；
熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼；
转炉气化脱磷率为50-60%，脱磷粉剂的穿透比为80-90%，石灰消耗降低2.5-3.5kg/t。
进一步，所喷入的气化脱磷粉剂的主要成分为含碳剂，含碳剂为碳粉、焦粉或无烟煤粉中的一种或多种，同时配加石灰粉、氧化镁粉或白云石粉中的一种或多种混合。
进一步，含碳剂质量占气化脱磷粉剂总质量的75~90%。
进一步，转炉底吹载气为氮气，载气压力为1.7~3.4MPa。
进一步，气化脱磷粉剂与氮气的粉气比为0.5~1.5。
进一步，所述气化脱磷粉剂的粒度为400~600目。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明所喷入的气化脱磷粉剂的力度为400~600目属于超细粉体，发挥气化脱磷剂、载气强烈浮涌搅拌等作用，促进气化脱磷动力学条件，提高气化脱磷率，缩短溅渣护炉周期，增加留渣的炉渣利用率。其显著的效果在于：
（1）提高转炉气化脱磷率，可进一步留下较多的气化脱磷渣用于下一炉冶炼，增加废钢和石灰石用量，充分利用热能，降低石灰消耗；
（2）促进气化脱磷过程快速进行，缩短溅渣护炉模式下气化脱磷的时间，提高转炉冶炼效率；
（3）底吹脱磷剂不易被炉气带走，改善了操作条件和粉剂在热熔渣中的分布，提高了粉剂利用率。
附图说明
图1为转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果示意图；
图中标记：转炉1、底吹管2、氧枪3、氮气4、转炉渣5、粉剂6。
图中箭头所指的是加入的氮气、含碳剂和其它粉剂如石灰粉、氧化镁粉等。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，未说明的条件为常规实验中的条件。
实施例1
参见图1，在某钢厂65t转炉1出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴及底吹管2向转炉内喷入气化脱磷粉剂6，气化脱磷粉剂6粒度为600目，主要成分为含碳剂，含碳剂成分为碳粉，同时配加了石灰粉，碳粉：石灰粉的重量比例为17：3，含碳剂质量占气化脱磷粉剂总质量的85%。
控制转炉底吹载气压力为1.8MPa，气化脱磷粉剂6与氮气4的粉气比为1.3，使得气化脱磷粉剂6在载气穿越转炉渣5的浮涌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应，熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼，循环操作一个6炉次周期。
试验后采用磷平衡算法可得转炉气化脱磷率为52%，粉剂的穿透比为83%，石灰消耗降低3kg/t。
实施例2
参见图1，在某钢厂65t转炉1出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉1底部的载气喷嘴向转炉2内喷入气化脱磷粉剂6，脱磷粉剂6粒度为500目，主要成分为含碳剂，含碳剂成分为碳粉和焦粉，同时配加了石灰粉，其中含碳剂质量占气化脱磷剂总质量的90%，碳粉：焦粉：石灰粉的重量比例为5：4：1。控制转炉底吹载气压力为2.4MPa，气化脱磷粉剂6与氮气4的粉气比为1.0，使得气化脱磷粉剂在载气穿越转炉渣5的浮涌作用下，与转炉1内热态熔渣高效反应，熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼，循环操作一个6炉次周期。
试验后采用磷平衡算法可得转炉气化脱磷率为50%，粉剂的穿透比为80%，石灰消耗降低3.2 kg/t。
实施例3
参见图1，在某钢厂65t转炉出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴向转炉内喷入气化脱磷粉剂，粒度为450目，主要成分为含碳剂，含碳剂成分为焦粉和无烟煤，同时配加了石灰粉和氧化镁粉，其中含碳剂质量占气化脱磷剂总质量的80%，焦粉：无烟煤：石灰粉：氧化镁粉的重量比例为4：4：1：1。控制转炉底吹载气压力为3.2MPa，气化脱磷粉剂6与氮气4的粉气比为0.7，使得气化脱磷粉剂在载气穿越炉渣的浮涌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应，熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼，循环操作一个7炉次周期。
试验后采用磷平衡算法可得转炉气化脱磷率为57%，粉剂的穿透比为88%，石灰消耗降低2.8 kg/t。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，具体方法是：
a.转炉出钢结束后，观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴向转炉内喷入气化脱磷粉剂；
b.控制转炉底吹载气压力和粉气比，使得气化脱磷粉剂在载气穿越炉渣的浮涌搅拌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应；
c.熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化脱磷渣，用于下一炉的转炉冶炼；
d.转炉气化脱磷率为50-60%，脱磷粉剂的穿透比为80-90%，石灰消耗降低2.5-3.5kg/t。
2.根据权利要求1所述转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，所喷入的气化脱磷粉剂的主要成分为含碳剂，含碳剂为碳粉、焦粉或无烟煤粉中的一种或多种，同时配加石灰粉、氧化镁粉或白云石粉中的一种或多种混合。
3.根据权利要求2任一项所述转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，含碳剂质量占气化脱磷粉剂总质量的75~90%。
4.根据权利要求1所述转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，转炉底吹载气为氮气，载气压力为1.7~3.4MPa。
5.根据权利要求1或4所述转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，气化脱磷粉剂与氮气的粉气比为0.5~1.5。
6.根据权利要求1-5任一项所述转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，其特征在于，所述气化脱磷粉剂的粒度为400~600目。
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Granted publication date: 20191018

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