CN108796162B - 一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法以及炼钢方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法以及炼钢方法，涉及冶金技术领域。该半钢冶炼转炉快速脱磷的方法包括以下步骤：往装有半钢的炼钢转炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在吹炼造渣的过程中，分两批次加入含氧化铁物质。加入含氧化铁物质的目的是为了提高渣中氧化铁的含量，渣中较高的氧化铁含量能显著降低石灰熔点，促进快速成渣，从而达到提高脱磷效率的目的，分两次加入含氧化铁物质能够避免大量的碳氧反应导致的转炉大喷，在安全的基础上提高脱磷效率。

Description

一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法以及炼钢方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法以及炼钢方法。

背景技术

半钢炼钢，转炉炼钢的主原料是采用经过专用转炉提钒后的半钢，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量的百分含量为3.4％～4.0％，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹。因此，半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、并且热量不足等特点。在半钢炼钢条件下，形成初期渣所需时间长，且辅料消耗较大，利用后期高氧化性进行脱磷，不仅脱磷成本高，而且脱磷效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，该方法能够提高渣中氧化铁的含量，降低石灰熔点，促进快速成渣，以达到快速脱磷的目的。

本发明的另一目的在于提供一种炼钢方法，该炼钢方法采用上述半钢冶炼转炉快速脱磷的方法炼钢，其具有能够快速减少钢液中的磷含量，降低脱磷的成本等优点。

本发明是这样实现的：

一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，其包括以下步骤：

往装有半钢的炼钢转炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为31～80％时，分两批次加入含氧化铁物质。

一种炼钢方法，其包括以下步骤：在装有预处理后的铁水的转炉中，采用上述半钢冶炼转炉快速脱磷的方法用纯氧从转炉顶部吹炼铁水炼钢。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，其包括以下步骤：往装有半钢的炼钢转炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为31～80％时，分两批次加入含氧化铁物质。加入含氧化铁物质的目的是为了提高渣中氧化铁的含量，渣中较高的氧化铁含量能显著降低石灰熔点，促进快速成渣，从而达到提高脱磷效率的目的，分两次加入含氧化铁物质能够避免大量的碳氧反应导致的转炉大喷，在安全的基础上提高脱磷效率。

此外，本发明还提供一种炼钢方法，其包括有以下步骤：在装有预处理后的铁水的转炉中，采用上述半钢冶炼转炉快速脱磷的方法用纯氧从转炉顶部吹炼铁水炼钢，该炼钢方法具有能够快速减少钢液中的磷含量，降低脱磷的成本的优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法以及炼钢方法进行具体说明。

一方面，本发明实施例提供的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，其包括以下步骤：

往装有半钢的炼钢炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准枪位的1.5～2倍。在开始冶炼前，根据钢水中各成分的含量计算转炉吹氧的总量，上述吹氧进度0～30％是指在转炉顶吹氧气进度达到氧气顶吹总量的0～30％的时刻。氧枪的枪位是指转炉吹炼过程中，氧枪喷头于转炉内钢水液面的高度。进一步地，炉体标准枪位是指炉体常用工作氧枪时的使用高度。

当吹氧进度为0～30％时，在顶吹氧气的同时，底吹惰性气体，底吹的供气强度为0.1～0.3m³/(min·t)。惰性气体可以为氮气或氩气。底吹惰性气体的作用是搅拌石灰。在顶吹氧气进行吹炼造渣之后，向转炉熔池中一次性加入所有的活性石灰，具体是指在顶吹氧气进行吹炼开始的那一时刻加入活性石灰，或在顶吹氧气进行吹炼后，在冶炼前期(当吹氧进度为0～30％时)一次性加入活性石灰。活性石灰为转炉炼钢的主要辅料，其含有85％以上的CaO，一次性加入所有活性石灰的目的在于更好地控制炉渣碱度以及快速化渣。

在吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为31～80％时，分两批次加入含氧化铁物质。加入含氧化铁物质能够有效防止返干，促进形成硅酸二钙，提高脱磷效率。在钢渣中的磷主要以磷酸钙形式富集在硅酸二钙相中，且炉渣中形成的磷酸钙极易与硅酸二钙形成固溶体，最终富集在硅酸二钙相(富磷相)中，从而达到脱磷的目的。

加入含氧化铁物质是指含有氧化铁的混合物，如含有氧化铁的铁矿石或氧化铁皮球，其目的在于提高渣中氧化铁的含量，渣中较高的氧化铁含量能够显著降低石灰熔点，促进快速成渣，从而达到提高脱磷效率的目的。且含氧化铁物质中氧化铁的含量大于或等于60％。

而一次性加入大量的含氧化铁物质会导致渣中氧化铁含量显著升高，碳氧反应产生大量的一氧化碳或二氧化碳气泡，导致转炉大喷，进而影响生产安全，而分两次加入氧化铁可在提高脱磷效率的同时，不对生产安全带来任何负面影响。

具体地，第一批次含氧化铁物质在吹氧进度31～40％时加入，第一批次的含氧化铁物质的加入量为2～3kg/t钢；第二批次含氧化铁物质在吹氧进度为60～80％时加入，第二批次的含氧化铁物质的加入量为1.5～2.5kg/t钢。在该两批次的吹氧进度下加入含氧化铁物质能够更有效地提高渣中氧化铁的含量，促进快速成渣，提高脱磷效率。

当吹氧进度为81～100％时，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的60～80％，氧枪的枪位为炉体标准枪位的60～70％，供氧压力设为炉体标准供氧压力的1.05或1.10倍。优选地，当吹氧进度为81～100％时，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的65～80％，供氧压力设为炉体标准供氧压力的1.08或1.10倍。需要说明的是，炉体标准供氧强度是指炉体常用的工作供氧强度。

降底吹氧枪的供氧强度，以减少吹氧枪向转炉熔池的传氧，增大氧枪的供氧压力，降低氧枪的枪位以增加转炉中熔池的搅拌冲击深度，从而达到减少铁酸钙和硅酸三钙相的目的。炉渣中铁酸钙/硅酸三钙相中富集的磷很少，对脱磷影响不大。在上述范围值内，降底吹氧枪的供氧强度，增大氧枪的供氧压力，降低氧枪的枪位能够更有效地较少硅酸三钙以及铁酸钙地形成，减少辅料地消耗，在不影响脱磷效果的同时，降低辅料的消耗以及终渣TFe(全铁)，达到降低冶炼成本的目的。

另一方面，本发明还提供一种炼钢方法，其包括以下步骤：

将石灰石、铁矿石烧结后炼铁，得到高炉铁水预处理后进行转炉复吹冶炼，转炉出钢后连铸成板坯，然后进行轧钢，热轧卷，冷轧卷后得到板材。需要说明的是，在转炉顶吹冶炼的步骤中，在装有预处理后铁水的转炉中，采用上述半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，用纯氧从转炉顶部吹炼铁水炼钢。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

第一实施例

本实施例提供的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法如下。

采用120t转炉进行半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.070％，冶炼过程中，炉体标准枪位为1.6m，氧枪的炉体标准供氧强度为3.5m³/(min·t)，炉体标准供氧压力为0.9MPa。

往装有半钢的炼钢炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在顶吹氧气进行吹炼造渣前，向转炉熔池中一次性加入所有的活性石灰18kg/t钢。在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准枪位的1.5倍，具体地，氧枪的枪位设为2.4m。顶吹氧气的同时底吹氮气，氮气的供气为0.1m³/(min·t)。

当吹氧进度为40％时，加入氧化铁皮球2kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的62％)，当吹氧进度为65％时，加入氧化铁皮球2.5kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的62％)。

当吹氧进度为81％时，降低顶吹氧枪的供氧强度，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的60％(2.1m³/(min·t))；增加供氧压力，供氧压力设为炉体标准供氧压力的1.05倍(0.945MPa)；同时，降低氧枪枪位，氧枪的枪位为炉体标准枪位的60％(0.96m)。

第二实施例

本实施例提供的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法与第一实施例提供的方法一致，区别在于参数的不同，区别如下：

采用120t转炉进行半钢炼钢，入炉半钢磷含量位0.080％，冶炼过程中，炉体标准枪位为1.5m，氧枪的炉体标准供氧强度为3.2m³/(min·t)，炉体标准供氧压力位0.85MPa。

往装有半钢的炼钢炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在顶吹氧气进行吹炼造渣前，向转炉熔池中一次性加入所有的活性石灰20kg/t钢。在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准枪位的2倍，顶吹氧气的同时底吹氮气，氮气的供气为0.3m³/(min·t)。

当吹氧进度为40％时，加入氧化铁皮球3kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的65％)，当吹氧进度为65％时，加入氧化铁皮球1.5kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的65％)。

当吹氧进度为81％时，降低顶吹氧枪的供氧强度，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的70％；增加供氧压力，供氧压力设为炉体标准供氧压力的1.10倍；同时，降低氧枪枪位，氧枪的枪位为炉体标准枪位的70％。

第三实施例

本实施例提供的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法与第一～二实施例提供的方法一致，区别在于参数的不同，如下：

采用120t转炉进行半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％，冶炼过程中，炉体标准枪位为1.5m，氧枪的炉体标准供氧强度为3.4m³/(min·t)，炉体标准供氧压力为0.88MPa。

往装有半钢的炼钢炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在顶吹氧气进行吹炼造渣前，向转炉熔池中一次性加入所有的活性石灰15kg/t钢。在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准枪位的1.7倍，顶吹氧气的同时底吹氮气，氮气的供气为0.2m³/(min·t)。

当吹氧进度为40％时，加入氧化铁皮球2.5kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的64％)，当吹氧进度为65％时，加入氧化铁皮球2kg/t钢(氧化铁含量为氧化铁皮球的64％)。

当吹氧进度为81％时，降低顶吹氧枪的供氧强度，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的70％；增加供氧压力，供氧压力设为炉体标准供氧压力的1.08倍；同时，降低氧枪枪位，氧枪的枪位为炉体标准枪位的65％。

第一对比例

验证第一实施例提供的方法的脱磷效率。

本实施例采用第一实施例提供的方法，对比设置5个对比实施例，测量第一实施例或对照例的终渣TFe含量以及钢水中的磷含量(滴定法)，实验结果如表1所示：

表1第一对比例的实验结果。

根据表1，对比第一实施例与第一～三对照例可以得知，在分两批次下加入加入含氧化铁物质，能够提高脱磷效率，且第一批次含氧化铁物质应在吹氧进度为40％时加入，第二批次应在吹氧进度为65％时加入，过早或过晚地加入含氧化铁物质，或加入地含氧化铁物质过多或过少以及当含氧化铁物质中地氧化铁含量不足60％时，都会影响脱磷效率且导致终渣TFe升高；

对比第一实施例与第四对照例得知，当第一批次含氧化铁物质的加入量为2～3kg/t钢，第二批次含氧化铁物质的加入量为1.5～2.5kg/t钢时，脱磷效果较好，且辅料消耗少；

对比第一实施例与第五对照例得知，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准冶炼枪位的1.5～2倍，有助于提高脱磷效率，枪位过低易导致粘枪，损坏氧枪，且成渣时间严重偏长，影响脱磷效果。

第二对比例

验证第二实施例提供的方法的脱磷效率。

本实施例采用第二实施例提供的方法，对比设置5个对比实施例，测量第二实施例或对照例的终渣TFe含量以及钢水中的磷含量，实验结果如表2所示：

表2第二对比例的实验结果

根据表2，对比第二实施例与第一～三对照例可以得知，第一批次含氧化铁物质应在吹氧进度为40％时加入，第二批次应在吹氧进度为65％时加入，过早或过晚地加入含氧化铁物质，或加入地含氧化铁物质过多或过少以及当含氧化铁物质中地氧化铁含量不足60％时，都会影响脱磷效率且导致终渣TFe升高；

对比第二实施例与第三～四对照例得知，当第一批次含氧化铁物质的加入量为2～3kg/t钢，第二批次含氧化铁物质的加入量为1.5～2.5kg/t钢时，脱磷效果较好，且辅料消耗少，过多或过少的加入量都会影响脱磷效率；

对比第二实施例与第五对照例得知，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准冶炼枪位的1.5～2倍，有助于提高脱磷效率，枪位过低易导致粘枪，损坏氧枪，且成渣时间严重偏长，影响脱磷效果。

第三对比例

验证第三实施例提供的方法的脱磷效率。

本实施例采用第三实施例提供的方法，对比设置5个对比实施例，测量第三实施例或对照例的终渣TFe含量以及钢水中的磷含量，实验结果如表3所示：

表3第三对比例的实验结果

根据表3，对比第三实施例与第一～三对照例可以得知，第一批次含氧化铁物质应在吹氧进度为40％时加入，第二批次应在吹氧进度为65％时加入，过早或过晚地加入含氧化铁物质，或加入地含氧化铁物质过多或过少以及当含氧化铁物质中地氧化铁含量不足60％时，都会影响脱磷效率且导致终渣TFe升高；

对比第三实施例与第三～四对照例得知，当第一批次含氧化铁物质的加入量为2～3kg/t钢，第二批次含氧化铁物质的加入量为1.5～2.5kg/t钢时，脱磷效果较好，且辅料消耗少，过多或过少的加入量都会影响脱磷效率；

对比第三实施例与第五对照例得知，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准冶炼枪位的1.5～2倍，有助于提高脱磷效率，枪位过低易导致粘枪，损坏氧枪，且成渣时间严重偏长，影响脱磷效果。

综上，本发明提供的半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，其包括以下步骤：往装有半钢的炼钢转炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为31～80％时，分两批次加入含氧化铁物质。加入含氧化铁物质的目的是为了提高渣中氧化铁的含量，渣中较高的氧化铁含量能显著降低石灰熔点，促进快速成渣，从而达到提高脱磷效率的目的，分两次加入含氧化铁物质能够避免大量的碳氧反应导致的转炉大喷，在安全的基础上提高脱磷效率。

此外，本发明还提供的炼钢方法，其包括有以下步骤：在装有预处理后的铁水的转炉中，采用上述半钢冶炼转炉快速脱磷的方法用纯氧从转炉顶部吹炼铁水炼钢，该炼钢方法具有能够快速减少钢液中的磷含量，降低脱磷的成本的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半钢冶炼转炉快速脱磷的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

往装有半钢的炼钢转炉中顶吹氧气进行吹炼造渣，在吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为31～80％时，分两批次加入含氧化铁物质，第一批次含氧化铁物质在吹氧进度为31～40％时加入，第二批次含氧化铁物质在吹氧进度为60～80％时加入；

所述第一批次含氧化铁物质的加入量为2～3kg/t钢，所述第二批次含氧化铁物质的加入量为1.5～2.5kg/t钢；

所述含氧化铁物质中的氧化铁的含量大于或等于60％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为0～30％时，氧枪的枪位设为炉体标准冶炼枪位的1.5～2倍。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当吹氧进度为0～30％时，底吹惰性气体，底吹的供气强度设为0.1～0.3m³/(min·t)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为81～100％时，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的60～80％，氧枪的枪位设为炉体标准枪位的60～70％，供氧压力为炉体标准供氧压力的1.05～1.10倍。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在顶吹氧气进行吹炼造渣的过程中，当吹氧进度为81～100％时，吹氧枪的供氧强度设为炉体标准供氧强度的65～80％，供氧压力设为炉体标准供氧压力1.08～1.10。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在顶吹氧气进行吹炼造渣之后，向转炉熔池中一次性加入所有的活性石灰。

7.一种炼钢方法，其特征在于，其包括以下步骤：在装有预处理后的铁水的转炉中，采用权利要求1～6任一项所述的方法用纯氧从转炉顶部吹炼铁水半钢炼钢。