CN112280937A - 一种利用除尘灰进行深脱磷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，属于钢铁冶炼领域，具体涉及脱磷领域，以解决现有技术中冶炼周期较长、对设备配置有限制性要求、过程控制要求高、脱磷效果有限等问题，包括如下步骤：脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度；取石灰粉，取脱磷转炉的除尘灰；在脱磷转炉出钢过程采用钢包包底提前加入和随钢流加入的方式分两批次加入袋装混合粉；脱磷转炉出钢完毕后静置大于等于10分钟，同时通过向渣面加入石灰粉方式进行稠渣；将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。充分的利用了出钢过程动力学条件进行脱磷，加之除尘灰粒度小且均匀，提高了脱磷效率，使进入LF炉磷含量能够稳定控制在20×10‑6以内。

Description

一种利用除尘灰进行深脱磷的方法
技术领域
一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及脱磷技术领域。
背景技术
随着社会的发展，高品质、特殊用途的钢材料需求越来越大，低温容器用钢、军工钢、核电钢等钢种由于使用环境的特殊性对钢水的洁净度、钢材的性能都有严格的要求，对钢中磷、硫、氮等有害元素的控制也就提出了更高的标准，有的钢种甚至要求磷含量小于40×10-6。目前钢铁生产企业对于超低磷钢种的冶炼主要使用双联法或双渣法进行冶炼，但上述那种方式都很难稳定达到进LF炉磷小于20×10-6、成品磷小于40×10-6的水平，且存在冶炼周期较长、对设备配置有限制性要求、过程控制要求高等问题。
部分企业在上述方法上进行了拓展，转炉出钢后在LF炉重新造渣脱磷，二次扒渣后再进行精炼，最终成品磷含量能够小于40×10-6的水平，但工艺较复杂，冶炼周期长且生产组织繁琐。
对于转炉出钢后的脱磷，目前只有部分企业采用在钢包中加入石灰的方法，但是加入石灰只能提高渣的碱度，脱磷效果有限，同时石灰的加入量过大将导致炉渣过稠，脱磷动力学条件恶化，降低脱磷能力。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，以解决现有技术中冶炼周期较长、对设备配置有限制性要求、过程控制要求高、脱磷效果有限等问题。本申请的技术方案采用简单的工艺，且易现场操作，目的是提供一种脱磷效率高的深脱磷方法冶炼超低磷钢的工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，包括如下步骤：
(1)脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度，使脱磷转炉出刚成分的磷含量小于100×10-6即可出钢；
(2)取石灰粉，取脱磷转炉的除尘灰，将石灰粉与除尘灰混合均匀后的混合粉装袋备用；
(3)在脱磷转炉出钢过程采用钢包包底提前加入和随钢流加入的方式分两批次加入袋装混合粉，即在脱磷转炉出钢前将部分袋装混合粉投入准备好的空钢包包底，然后将钢包送至出钢位进行出钢操作，在出钢过程将袋装混合粉投向钢流使之随钢流一同进入钢包中；
(4)脱磷转炉出钢完毕后静置大于等于10分钟，同时通过向渣面加入石灰粉方式进行稠渣，稠渣的目的是始终保证肉眼能够轻易辨别钢水和渣分离情况；
(5)将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。
本申请的技术方案中：使用的物料之一是从除尘系统末端取用的脱磷转炉除尘灰，是固体废弃物的有效回收再利用，脱磷剂在钢包包底和出钢过程随钢流加入，在钢水进入钢包的过程与脱磷剂进行了充分的接触和混匀，有效地利用了出钢过程动力学条件进行脱磷，加之除尘灰粒度小且均匀，极大地提高了脱磷效率，使普通的高炉铁水不需要经过预脱磷等特殊处理，直接兑入脱磷转炉进行冶炼，在脱磷过程也无需使用2个转炉的双联法工艺或长周期的双渣法进行冶炼，只需要控制脱磷炉渣的FeO活度、碱度保证脱磷转炉出刚的磷含量小于100×10-6即可，经过上述过程能够使进入LF炉磷含量稳定控制在20×10-6以内，在LF炉处理过程不需要多次造渣脱磷，也能够稳定达到成品磷小于40×10-6的水平，本发明的实施在常规冶炼设备下即可进行，不改变原有工艺，操作简单，对生产周期和生产组织极为有利。
优选的，步骤(1)中脱磷转炉入炉铁水，按重量百分比，包括C：≥4.0，Si：0.3-0.8，Mn：≤1.2，P：≤0.1，S：≤0.12，余量为Fe及其他不可控元素。他不可控元素包括Bi、Pb、Sb、As、Sn等微量元素。
优选的，步骤(1)中出钢过程采用挡渣出钢。
优选的，步骤(1)中FeO活度≥0.3，碱度1.8-2.5。
优选的，步骤(2)中石灰粉与除尘灰的重量比为1-3:4-10。
优选的，步骤(2)中石灰粉与除尘灰混合粉按10kg每袋进行装袋。
更为优选的，在脱磷转炉出钢过程采用钢包包底提前加入5-10袋袋装混合粉，随钢流加入的方式加入5-10袋装混合粉。
优选的，石灰粉中，按重量百分比，包括CaO：≥70，P：≤0.01。
优选的，除尘灰中，按重量百分比，包括CaO：≥4.0，FeO：≥20，P2O5：≤0.1。
优选的，步骤(4)中，扒渣过程向渣面陆续加入40-100Kg石灰粉。
优选的，步骤(5)中，进入LF炉磷含量在20×10-6以内。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，使用的物料之一是从除尘系统末端取用的脱磷转炉除尘灰，是固体废弃物的有效回收再利用；
2、本发明中，脱磷剂在出钢过程加入，充分的利用了出钢过程动力学条件进行脱磷，加之除尘灰粒度小且均匀，提高了脱磷效率，使进入LF炉磷含量能够稳定控制在20×10-6以内；
3、本发明的实施不改变原有工艺，操作简单，对生产周期和生产组织没有影响。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，包括如下步骤：
(1)脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度，使脱磷转炉出刚成分的磷含量小于100×10-6即可出钢，脱磷转炉入炉铁水，按重量百分比，包括C：4.51，Si：0.67，Mn：1.02，P：0.066，S：0.006，余量为Fe及其他不可控元素，其他不可控元素包括Bi、Pb、Sb、As、Sn等微量元素，FeO活度0.386，碱度1.87，脱磷转炉出钢成分：C：0.03％；Si：0.004％；Mn：0.055％；P：0.0080％；S：0.0185％；出钢温度1624℃；
(2)取石灰粉，直接从除尘系统末端取用脱磷转炉除尘灰，将石灰粉与除尘灰混合均匀后的混合粉装袋备用，石灰粉主要成分按重量百分比如下：CaO：73.94，P：0.01，除尘灰主要成分按重量百分比如下：CaO：8.45，FeO：25.03，P2O5：0.04，将脱磷转炉除尘灰与石灰粉按照重量比4:1的比例混合均匀，将混合后的粉剂按10kg每袋进行装袋；
(3)出钢前3分钟向钢包底部投入10袋混合粉剂，投入后转炉出钢，出钢采用挡渣出钢，出钢过程随钢流再投入10袋混合粉剂；
(4)脱磷转炉出钢完毕后静置10分钟开始进行扒渣，扒渣过程向渣面陆续加入100Kg石灰粉进行稠渣；
(5)将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。
对进入LF炉钢水进行取样检测，钢水中P含量为0.0013％，出钢过程二次深脱磷率为83.75％。成品取样检测钢水中P含量为0.0040％。
实施例2
一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，包括如下步骤：
(1)脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度，使脱磷转炉出刚成分的磷含量小于100×10-6即可出钢，脱磷转炉入炉铁水，按重量百分比，包括C：5.05，Si：0.35，Mn：0.93，P：0.072，S：0.008，余量为Fe及其他不可控元素，其他不可控元素包括Bi、Pb、Sb、As、Sn等微量元素，FeO活度0.409，碱度2.06，脱磷转炉出钢成分：C：0.02％；Si：0.004％；Mn：0.06％；P：0.0100％；S：0.022％；出钢温度1646℃；
(2)取石灰粉，直接从除尘系统末端取用脱磷转炉除尘灰，将石灰粉与除尘灰混合均匀后的混合粉装袋备用，石灰粉主要成分按重量百分比如下：CaO：78.2，P：0.008，除尘灰主要成分按重量百分比如下：CaO：7.25，FeO：23.03，P2O5：0.05，将脱磷转炉除尘灰与石灰粉按照重量比10:3的比例混合均匀，将混合后的粉剂按10kg每袋进行装袋；
(3)出钢前3分钟向钢包底部投入8袋混合粉剂，投入后转炉出钢，出钢采用挡渣出钢，出钢过程随钢流再投入10袋混合粉剂；
(4)脱磷转炉出钢完毕后静置10分钟开始进行扒渣，扒渣过程向渣面陆续加入50Kg石灰粉进行稠渣；
(5)将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。
对进入LF炉钢水进行取样检测，钢水中P含量为0.0020％，出钢过程二次深脱磷率为80％。成品取样检测钢水中P含量为0.0038％。
实施例3
一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，包括如下步骤：
(1)脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度，使脱磷转炉出刚成分的磷含量小于100×10-6即可出钢，脱磷转炉入炉铁水，按重量百分比，包括C：4.63，Si：0.472，Mn：0.82，P：0.07，S：0.007，余量为Fe及其他不可控元素，其他不可控元素包括Bi、Pb、Sb、As、Sn等微量元素，FeO活度0.435，碱度2.0，脱磷转炉出钢成分：C：0.017％；Si：0.006％；Mn：0.037％；P：0.0060％；S：0.013％；出钢温度1662℃；
(2)取石灰粉，直接从除尘系统末端取用脱磷转炉除尘灰，将石灰粉与除尘灰混合均匀后的混合粉装袋备用，石灰粉主要成分按重量百分比如下：CaO：78.2，P：0.008，除尘灰主要成分按重量百分比如下：CaO：7.25，FeO：23.03，P2O5：0.05，将脱磷转炉除尘灰与石灰粉按照重量比7:3的比例混合均匀，将混合后的粉剂按10kg每袋进行装袋；
(3)出钢前3分钟向钢包底部投入6袋混合粉剂，投入后转炉出钢，出钢采用挡渣出钢，出钢过程随钢流再投入10袋混合粉剂；
(4)脱磷转炉出钢完毕后静置10分钟开始进行扒渣，扒渣过程向渣面陆续加入40Kg石灰粉进行稠渣；
(5)将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。
对进入LF炉钢水进行取样检测，钢水中P含量为0.0014％，出钢过程二次深脱磷率为76.7％。成品取样检测钢水中P含量为0.0040％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)脱磷转炉冶炼过程控制渣中FeO活度、碱度，使脱磷转炉出刚成分的磷含量小于100×10-6即可出钢；
(2)取石灰粉，取脱磷转炉的除尘灰，将石灰粉与除尘灰混合均匀后的混合粉装袋备用；
(3)在脱磷转炉出钢过程采用钢包包底提前加入和随钢流加入的方式分两批次加入袋装混合粉；
(4)脱磷转炉出钢完毕后静置大于等于10分钟，同时通过向渣面加入石灰粉方式进行稠渣；
(5)将钢渣全部扒净后进行后续LF炉精炼。
2.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(1)中脱磷转炉入炉铁水，按重量百分比，包括C：≥4.0，Si：0.3-0.8，Mn：≤1.2，P：≤0.1，S：≤0.12，余量为Fe及其他不可控元素。
3.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(1)中出钢过程采用挡渣出钢。
4.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(1)中FeO活度≥0.3，碱度1.8-2.5。
5.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(2)中石灰粉与除尘灰的重量比为1-3:4-10。
6.根据权利要求1或5所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(2)中石灰粉与除尘灰混合粉按10kg每袋进行装袋，步骤(3)中在脱磷转炉出钢过程采用钢包包底提前加入5-10袋袋装混合粉，随钢流加入的方式加入5-10袋装混合粉。
7.根据权利要求6所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，石灰粉中，按重量百分比，包括CaO：≥70，P：≤0.01。
8.根据权利要求6所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，除尘灰中，按重量百分比，包括CaO：≥4.0，FeO：≥20，P2O5：≤0.1。
9.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(4)中，扒渣过程向渣面陆续加入40-100Kg石灰粉。
10.根据权利要求1所述的一种利用除尘灰进行深脱磷的方法，其特征在于，步骤(5)中，进入LF炉磷含量在20×10-6以内。
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