CN110819755A - 一种转炉提钒出钢时脱硫的方法 - Google Patents

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李永一
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田龙
柴嘉悦
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Abstract

本发明涉及一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢。本发明中，通过对脱硫条件和工艺的合理配置，以实现了在出钢时脱硫，整个脱硫过程不需到KR进行处理，并节约了KR工序时间，降低脱硫温降及成本。

Description

一种转炉提钒出钢时脱硫的方法
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种转炉提钒出钢时脱硫的方法。
背景技术
含钒铁矿在冶炼成含钒铁水后，通常需要先进行提钒，然后才能进行炼钢。钒钛磁铁矿作为一种重要的含钒铁矿，在我国具有巨大储量。攀钢、承钢、昆钢和威钢等企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼。钒钛磁铁矿高炉冶炼出的铁水与普通铁水相比钒含量高，而钒是一种重要的资源，因此铁水炼钢前必须提钒，制取钒渣。
目前，国内外制取钒渣的生产方法较多，主要有新西兰铁水包吹钒工艺、南非摇包提钒工艺以及俄罗斯和中国的转炉提钒工艺等，其它提钒工艺还包括含钒钢渣提钒和石煤提钒工艺等，其中以转炉提钒工艺最优，技术经济指标最好。
在铁水提钒半钢冶炼企业，普遍采用的是炉外铁水预处理脱硫工艺，即铁水脱硫(KR/喷吹)-转炉提钒-转炉炼钢-LF/VD(钢包精炼/真空精炼)-连铸路线，铁水脱硫采用单吹颗粒镁、颗粒镁、石灰粉符合喷吹或铁水KR搅拌工艺。就大多数钢材而言，S属于有害元素，在钢中偏析严重恶化钢质量，高温下显著降低钢塑性，导致钢的“热脆”现象。随着客户对钢材品质要求越来越高，因此对钢中的有害元素S含量也越来越低，目前钢材含S小于0.010％的低硫钢已经占到工业发达国家钢材需求量的50％以上，而含硫量在0.001％-0.003％的超低硫钢的需求量也大幅增加。然而，脱硫剂的使用常常会污染提钒转炉生产的钒渣。
为解决这一问题，虽然CN103194567A公开了一种含钒铁矿的冶炼方法。所述冶炼方法包括顺序进行的以下步骤：采用高炉冶炼含钒铁矿，得到含钒铁水；对含钒铁水进行转炉提钒，分别得到半钢和钒渣；对所述半钢进行KR脱硫或喷吹脱硫，其中，所述半钢温度控制为1350-1400℃。利用高炉铁水先提钒后KR法脱硫的工艺路线，从生产路线上彻底消除了钒渣被污染的问题。采用先提钒后KR法脱硫的工艺路线制备的钢材，其含硫量还有待进一步降低。
CN103194567A公开了一种含钒铁矿的冶炼方法。所述冶炼方法包括顺序进行的以下步骤：采用高炉冶炼含钒铁矿，得到含钒铁水；对含钒铁水进行转炉提钒，分别得到半钢和钒渣；对所述半钢进行KR脱硫或喷吹脱硫，其中，所述半钢温度控制为1350-1400℃。利用高炉铁水先提钒后KR法脱硫的工艺路线，从生产路线上彻底消除了钒渣被污染的问题。采用先提钒后KR法脱硫的工艺路线制备的钢材，其含硫量还有待进一步降低。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，通过本发明提供的方法可在出钢的同时实现半钢的脱硫，整个脱硫过程不需到KR进行处理，并节约了KR工序时间，降低脱硫温降及成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢。
本发明中，通过对脱硫条件和工艺的合理配置，以实现了在出钢时脱硫，整个脱硫过程不需到KR进行处理，并节约了KR工序时间，降低脱硫温降及成本。
作为本发明优选的技术方案，所述出钢的温度为1370-1400℃，例如可以是1370℃、1372℃、1374℃、1376℃、1378℃、1380℃、1382℃、1384℃、1386℃、1388℃、1390℃、1392℃、1394℃、1396℃、1398℃或1400℃等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述出钢中钢的C质量含量为3.2-3.6％，例如可以是3.2％、3.22％、3.24％、3.26％、3.28％、3.3％、3.32％、3.34％、3.36％、3.38％、3.4％、3.42％、3.44％、3.46％、3.48％、3.5％、3.52％、3.54％、3.56％、3.58％或3.6％等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述出钢的时间为4-5min，例如可以是4min、4.1min、4.2min、4.3min、4.4min、4.5min、4.6min、4.7min、4.8min、4.9min或5min等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为100-150mm时开始加入，例如可以是100mm、102mm、104mm、106mm、108mm、110mm、112mm、114mm、116mm、118mm、120mm、122mm、124mm、126mm、128mm、130mm、132mm、134mm、136mm、138mm、140mm、142mm、144mm、146mm、148mm或150mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫剂在出钢结束前10-30s内加入完成，例如可以是30s、28s、26s、24s、22s、20s、18s、16s、14s、12s或10s等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量≤半钢液质量的1‰，例如可以是1‰、0.98‰、0.96‰、0.94‰、0.92‰、0.9‰、0.88‰、0.86‰、0.84‰、0.82‰、0.8‰、0.78‰、0.76‰、0.74‰、0.72‰、0.7‰、0.68‰、0.66‰、0.64‰、0.62‰、0.6‰、0.58‰、0.56‰、0.54‰、0.52‰、0.5‰、0.48‰、0.46‰、0.44‰、0.42‰、0.4‰、0.38‰、0.36‰、0.34‰、0.32‰、0.3‰、0.28‰、0.26‰、0.24‰、0.22‰、0.2‰、0.18‰、0.16‰、0.14‰、0.12‰或0.1‰等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫剂的添加量为5-5.5kg/吨钢，例如可以是5kg/吨钢、5.02kg/吨钢、5.04kg/吨钢、5.06kg/吨钢、5.08kg/吨钢、5.1kg/吨钢、5.12kg/吨钢、5.14kg/吨钢、5.16kg/吨钢、5.18kg/吨钢、5.2kg/吨钢、5.22kg/吨钢、5.24kg/吨钢、5.26kg/吨钢、5.28kg/吨钢、5.3kg/吨钢、5.32kg/吨钢、5.34kg/吨钢、5.36kg/吨钢、5.38kg/吨钢、5.4kg/吨钢、5.42kg/吨钢、5.44kg/吨钢、5.46kg/吨钢、5.48kg/吨钢或5.5kg/吨钢等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述脱硫剂包括生石灰和萤石；
优选地，所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为(9-10):(1-1.1)，例如可以是9:1、10:1、9.5:1、9.5:1.1、10:1.1或9:1.1等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述脱硫剂的粒度为1-3mm，例如可以是1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3mm等，但不限于所列举数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1370-1400℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.2-3.6％；所述出钢的时间为4-5min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为100-150mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前10-30s内加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量≤半钢液质量的1‰；所述脱硫剂的添加量为5-5.5kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为(9-10):(1-1.1)；所述脱硫剂的粒度为1-3mm。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
通过对脱硫条件和工艺的合理配置，以实现了在出钢时脱硫，整个脱硫过程不需到KR(或复合喷吹)进行处理，半钢水从出钢、脱硫到炼钢转炉兑入的整个工序周期较过KR处理(或复合喷吹)节约了35分钟，炼钢转炉兑入的半钢水温度提升了30℃，过程周转的半钢包由3个降低至2个，降低脱硫成本(KR)5元/吨钢，降低半钢补热及钢包烘烤成本3元/吨钢。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1378℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.6％；所述出钢的时间为4.7min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为136mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前10s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的1‰；所述脱硫剂的添加量为5.24kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为9:1.1；所述脱硫剂的粒度为1-1.8mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.085％，得到所述半钢中硫含量为0.010％，脱硫率为88％。
实施例2
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1392℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.2％；所述出钢的时间为5min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为144mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前18s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.76‰；所述脱硫剂的添加量为5.32kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为9:1；所述脱硫剂的粒度为1.5-1.9mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.094％，得到所述半钢中硫含量为0.011％，脱硫率为88.3％。
实施例3
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1370℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.28％；所述出钢的时间为4min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为102mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前20s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.12‰；所述脱硫剂的添加量为5kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为10:1；所述脱硫剂的粒度为2-3mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.072％，得到所述半钢中硫含量为0013％，脱硫率为80.8％。
实施例4
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1386℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.36％；所述出钢的时间为4.3min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为110mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前30s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.9‰；所述脱硫剂的添加量为5.06kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为10:1.1；所述脱硫剂的粒度为1.6-2.2mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.070％，得到所述半钢中硫含量为0.015％，脱硫率为78.6％。
实施例5
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1400℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.44％；所述出钢的时间为4.5min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为116mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前24s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.64‰；所述脱硫剂的添加量为5.16kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为9.5:1.1；所述脱硫剂的粒度为2.2-2.4mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.071％，得到所述半钢中硫含量为0.015％，脱硫率为78.8％。
实施例6
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1374℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.5％；所述出钢的时间为4.1min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为150mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前16s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.5‰；所述脱硫剂的添加量为5.5kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为9.5:1；所述脱硫剂的粒度为1-1.5mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.075％，得到所述半钢中硫含量为0.011％，脱硫率为85％。
实施例7
本实施例提供了一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1382℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.56％；所述出钢的时间为4.9min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为124mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前11s加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量为半钢液质量的0.36‰；所述脱硫剂的添加量为5.4kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为9:1；所述脱硫剂的粒度为1.5-2.5mm。
本实施例中，脱硫前钢水中的硫含量为0.081％，得到所述半钢中硫含量为0.016％，脱硫率为80.2％。
对比例1
与实施例2的区别仅在于脱硫剂的粒度为12-15mm。脱硫前钢水中的硫含量为0.076％，得到所述半钢中硫含量为0.041％，脱硫率为46％。
结合上述实施例的结果可知，通过本发明提供的方法可在转炉提钒出钢时脱硫的目的，同时整个脱硫过程不需到KR进行处理，半钢水从出钢、脱硫到炼钢转炉兑入的整个工序周期较过KR处理(或复合喷吹)节约了35分钟，炼钢转炉兑入的半钢水温度提升了30℃，过程周转的半钢包由3个降低至2个，降低脱硫成本(KR)5元/吨钢，降低半钢补热及钢包烘烤成本3元/吨钢。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种转炉提钒出钢时脱硫的方法，其特征在于，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述出钢的温度为1370-1400℃。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述出钢中钢的C质量含量为3.2-3.6％。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述出钢的时间为4-5min。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为100-150mm时开始加入。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硫剂在出钢结束前10-30s内加入完成。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量≤半钢液质量的1‰。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硫剂的添加量为5-5.5kg/吨钢。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述脱硫剂包括生石灰和萤石；
优选地，所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为(9-10):(1-1.1)；
优选地，所述脱硫剂的粒度为1-3mm。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：转炉出钢过程中向钢包内加入脱硫剂，脱硫后进行捞渣得到脱硫后半钢；其中，所述出钢的温度为1370-1400℃；所述出钢中钢的C质量含量为3.2-3.6％；所述出钢的时间为4-5min；所述脱硫剂在半钢包内钢水液面为100-150mm时开始加入；所述脱硫剂在出钢结束前10-30s内加入完成；所述出钢时进行挡渣，控制钒渣的下渣量≤半钢液质量的1‰；所述脱硫剂的添加量为5-5.5kg/吨钢；所述脱硫剂包括生石灰和萤石；所述脱硫剂中生石灰和萤石的质量比为(9-10):(1-1.1)；所述脱硫剂的粒度为1-3mm。
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