CN108611461A - 降低半钢炼钢回磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降低半钢炼钢回磷的方法，属于炼钢技术领域。本发明解决的技术问题是半钢炼钢出钢时渣态较稀，回磷高。本发明的技术方案是提供降低半钢炼钢回磷的方法，步骤包括：a.转炉中兑入半钢后进行转炉冶炼，在开始吹炼的同时向转炉内加入活性石灰20～25kg/t钢，高镁石灰30～35kg/t钢以及酸性复合造渣剂8～12kg/t钢；b.吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8～10kg/t钢和钢渣8～10kg/t钢；c.挡渣出钢。本发明可对半钢炼钢终渣进行有效稠化，减少下渣量，达到降低回磷量的目的。

Description

降低半钢炼钢回磷的方法
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，具体涉及降低半钢炼钢回磷的方法。
背景技术
磷对绝大多数钢种来说是一种有害元素，它不仅恶化钢的焊接性能，而且显著降低钢的塑性和韧性，尤其是在低温下钢的冲击韧性明显降低，产生“冷脆”现象，发生脆断，因而在炼钢过程中需严格控制磷含量。“回磷”是指磷从炉渣中重新返回钢水的现象。具体而言，在炼钢过程中，转炉出钢时会不可避免下渣，而炉渣中含有磷的氧化物，在出钢后的脱氧和精炼过程中，渣中磷的氧化物将被还原到钢中，从而导致回磷。所以在出钢时减少下渣量，可以降低炼钢过程中的回磷。
通常，将含钒铁矿经高炉冶炼后得到的含钒铁水，然后经转炉提钒后得到的铁水简称为半钢。对于半钢炼钢，由于半钢中的Si含量为痕迹、C含量较普通铁水低，导致转炉炼钢的入炉热源不足，所以与普通铁水炼钢相比，半钢炼钢需要加入含有SiO2、FeO和Fe2O3等物质的复合渣，冶炼后期需要补吹更多氧气来满足出钢终点温度的要求，导致半钢炼钢终点的钢水C含量较普通铁水炼钢要低、氧活度要高，渣态较稀，导致出钢过程中容易出现卷渣，所以出钢下渣控制难度较大，回磷高，目前还缺乏有效的应用于工业上的工艺技术措施。
发明内容
本发明解决的技术问题是半钢炼钢出钢时渣态较稀，回磷较高。
本发明解决上述技术问题的技术方案是提供降低半钢炼钢回磷的方法，步骤包括：
a.转炉中兑入半钢后进行转炉冶炼，在开始吹炼的同时向转炉内加入活性石灰20～25kg/t钢、高镁石灰30～35kg/t钢以及酸性复合造渣剂8～12kg/t钢，所述酸性复合造渣剂为含有SiO2的造渣材料；
b.吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8～10kg/t钢和钢渣8～10kg/t钢；
c.挡渣出钢。
其中，步骤a中，以质量百分数计，活性石灰中CaO：85～90％，高镁石灰中CaO：48～55％，MgO：30～40％，酸性复合造渣剂的组成包括SiO2：48％，MgO：6％，CaO：12％，TFe(全铁)：20％，MnO：8％，Al2O3：2％，以及各原料中不可避免的杂质。
其中，步骤a中，吹炼时氧枪喷头距转炉熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m，在本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。
其中，步骤b中，以质量百分数计，所述轻烧白云石的组成为CaO≥30.0％、MgO≥20.0％、CO2≥45.0％、P＜0.01％、S＜0.01％、水分＜1％以及不可避免的杂质，其烧损率为44.5～47.0％，粒度为5～20mm，钢渣中FeO：18～23％，Fe2O3：8～12％，MFe(磁性铁)：5～10％，CaO：35～43％，SiO2：10～15％，Al2O3：1～3％，MnO：1～2％，MgO：10～15％，P：0.8～1.3％，S：0.02～0.05％，水分＜1％，以及不可避免的杂质。
进一步的，步骤b中，所述白云石为轻烧白云石。轻烧是指在较低温度下焙烧耐火原料，使其完成一部分物理化学反应并使原料活化的一种工艺方法。白云石原料在低于1000℃反应得到的产物为轻烧白云石，也叫苛性白云石。
其中，步骤c中，挡渣出钢采用滑板档渣。滑板档渣是利用红外摄像头检测出钢过程中钢渣的含量，当检测到开始大量出渣时，立即关闭滑板以彻底切断钢流达到挡渣的目的。
本发明的有益效果：
本发明在吹炼的同时加入适量活性石灰、高镁石灰、酸性复合造渣剂，可加速石灰的熔化，但不会造成熔池温度下降过多而导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣；本发明在吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石和钢渣，增加了炉渣的氧活度，可对终渣进行有效稠化，减少了下渣量，回磷量在0.0008％～0.0010％；出钢采用转炉滑板法挡渣出钢自动控制工艺，实现出钢过程的全自动挡渣并有效控制下渣量。
具体实施方式
本发明提供的降低半钢炼钢的方法，具体步骤包括：
a.转炉中兑入半钢后进行转炉冶炼，在开始吹炼的同时向转炉内加入活性石灰20～25kg/t钢、高镁石灰30～35kg/t钢以及酸性复合造渣剂8～12kg/t钢，所述酸性复合造渣剂为含有SiO2的造渣材料；
b.吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8～10kg/t钢和钢渣8～10kg/t钢；
c.挡渣出钢。
其中，步骤a中，以质量百分数计，活性石灰中CaO：85～90％，高镁石灰中CaO：48～55％，MgO：30～40％，酸性复合造渣剂的组成为SiO2：48％，MgO：6％，CaO：12％，TFe(全铁)：20％，MnO：8％，Al2O3：2％，以及不可避免的杂质。通过研究发现，步骤a中各渣料在吹炼的同时加入转炉，并且加入量控制在所述范围，是为了加速石灰的熔化，而若加入过多会造成熔池温度下降过多，导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣，加入过少则达不到脱磷效果。
其中，步骤a中，吹炼时氧枪喷头距转炉熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m，本发明在吹炼时对氧枪的枪位作如上述控制，是为了保证熔渣具有良好的流动性，到达早化渣、多去磷并保护炉衬的目的，而总的吹炼原则是快速化渣，早化渣，炉渣活跃，过程不返干、不喷溅，其中返干是指在转炉炼钢的吹炼过程中，因氧压高、枪位过低，尤其是在碳氧化激烈的中期，TFe含量低导致熔渣中高熔点的物质析出，炉渣变稠，不能覆盖金属液面的现象。吹炼时间根据终点钢水C含量、P含量以及温度确定，通常在8～12min。
其中，步骤b中，白云石的化学式为CaMg(CO3)2，常含有硅、铝、铁、钛等杂质，本发明中白云石的组成为CaO≥30.0％，MgO≥20.0％，CO2≥45.0％，P＜0.01％、S＜0.01％、水分＜1％，以及不可避免的杂质，其烧损率为44.5～47.0％，粒度为5～20mm，若粒度太大，则白云石难以分解，利用率低，粒度太小，则粉化严重加剧除尘设备压力且容易以粉尘形式带走。
其中，步骤b中，钢渣的组成包括FeO：18～23％，Fe2O3：8～12％，MFe(磁性铁)：5～10％，CaO：35～43％，SiO2：10～15％，Al2O3：1～3％，MnO：1～2％，MgO：10～15％，P：0.8～1.3％，S：0.02～0.05％，水分＜1％，以及不可避免的杂质。
在吹炼结束后出钢前向转炉中加入上述组成和数量的白云石和钢渣，一方面对终渣进行稠化，可减少出钢下渣量，降低了出钢后的回磷，同时，钢渣的加入还能增加炉渣的氧活度，降低了出钢前钢水回磷。
作为优选的，步骤b中，所述白云石为轻烧白云石。白云石烧制成轻烧白云石为吸热过程，与直接向转炉中加入白云石相比，加入轻烧白云石后可降低吸热效果，使物料加入后转炉中温降下降减少，同时，相比加入白云石，加入轻烧白云石能更好的控制终渣的成分和温度。
其中，步骤c中挡渣出钢可采用滑板挡渣。
作为优选的，采用专利CN105274275A中的转炉滑板法挡渣出钢自动控制工艺，该工艺通过红外下渣检测系统检测摇炉角度及下渣情况，发出指令控制滑板开闭，可实现出钢过程的全自动挡渣。
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。其中，实施例中用到的活性石灰、高镁石灰、酸性复合造渣剂、轻烧白云石、钢渣均可通过常规渠道购买。
实施例1
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉136t半钢铁水中碳含量为3.5％，磷含量为0.074％，入炉温度为1301℃，开始吹炼的同时向转炉内加入活性石灰21.5kg/t钢，高镁石灰31.2kg/t钢及酸性复合造渣剂8.2kg/t钢，吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8.5kg/t钢和钢渣8.6kg/t钢进行钢水稠渣操作，出钢过程采用滑板挡渣控制下渣量。
经测试，终点钢样磷为0.0090％，小平台磷含量为0.0098％，回磷量为0.0008％。
实施例2
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉136t半钢铁水中碳含量为3.6％，磷含量为0.079％，入炉温度为1289℃，开始吹炼的同时向炉内加入活性石灰22.5kg/t钢，高镁石灰32.2kg/t钢及酸性复合造渣剂8.9kg/t钢，吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8.9kg/t钢和钢渣8.82kg/t钢进行钢水稠渣操作，出钢过程采用滑板挡渣控制下渣量。
经测试，终点钢样磷为0.0086％，小平台磷含量为0.0096％，回磷量为0.0010％。
对比例
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉136t半钢铁水中碳含量为3.9％，入炉温度为1310℃，磷含量为0.081％，开吹的同时向炉内加入活性石灰22.5kg/t钢，高镁石灰32.2kg及酸性复合造渣剂8.6kg/t钢，吹炼结束后不加入轻烧白云石和钢渣，出钢过程采用滑板挡渣控制下渣量。
经测试，终点钢样磷为0.0100％，小平台磷含量为0.013％，回磷量为0.003％。
从上述实施例和对比例可以看出，采用稠渣操作的回磷量比未采用稠渣操作的回磷量低，说明本发明可有效降低半钢炼钢的回磷量。

Claims (8)

1.降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于包括如下步骤：
a.转炉中兑入半钢后进行转炉冶炼，在开始吹炼时向转炉内加入活性石灰20～25kg/t钢、高镁石灰30～35kg/t钢以及酸性复合造渣剂8～12kg/t钢,所述酸性复合造渣剂为含有SiO2的造渣材料；
b.吹炼结束后出钢前向转炉加入轻烧白云石8～10kg/t钢和钢渣8～10kg/t钢；
c.挡渣出钢。
2.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤a中，以质量百分数计，所述活性石灰中CaO：85～90％。
3.根据权利要求1或2所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤a中，以质量百分数计，所述高镁石灰中CaO：48～55％，MgO：30～40％。
4.根据权利要求1～3任一项所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤a中，以质量百分数计，所述酸性复合造渣剂的组成包括48％的SiO2、6％的MgO、12％的CaO、20％的TFe、8％的MnO、2％的Al2O3以及不可避免的杂质。
5.根据权利要求1～4任一项所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤a中，所述吹炼时氧枪喷头距转炉熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m。
6.根据权利要求1～5任一项所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤b中，以质量百分数计，所述轻烧白云石的组成包括CaO≥30.0％、MgO≥20.0％、CO2≥45.0％、P＜0.01％、S＜0.01％、水分＜1％以及不可避免的杂质，其烧损率为44.5～47.0％，粒度为5～20mm。
7.根据权利要求1～6任一项所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤b中，以质量百分数计，所述钢渣的组成包括18～23％FeO、8～12％的Fe2O3、5～10％的MFe、35～43％的CaO、10～15％SiO2、1～3％的Al2O3、1～2％的MnO、10～15％的MgO以及不可避免的杂质。
8.根据权利要求1～7任一项所述的降低半钢炼钢回磷的方法，其特征在于：步骤c中，所述挡渣出钢采用滑板档渣。
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