CN113337662A - 一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，包括以下步骤：①在上一炉次转炉冶炼终点出钢时，倒渣，留渣；②在上一炉次溅渣护炉结束后，依次加入第一批石灰、废钢，预热，加入铁水；③“点火”后，分别加入轻烧白云石、第二批石灰，维持高供氧强度，枪位由来氧枪位逐渐降低至最低枪位，加烧结返矿；④当第一批渣料化好时起渣，并加入第二批渣料，提高枪位且降低供氧强度，终止冶炼，倒炉测温取样。本发明解决了含钛高磷铁水转炉脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差、石灰易被炉渣包裹进而利用率低、脱磷效果差的问题，控制前期炉渣TiO₂大量生成对炉渣结构和脱磷效果的影响，从而提高脱磷期脱磷率达到65％以上。

Description

一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，尤其涉及一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法。

背景技术

铁水黏度随其钛含量增加而增大。钛之所以使铁水黏度增大，其原理是钛原子半径大于铁原子半径，减小了铁熔体自由空间所致。图1为不同钛含量下铁水温度与黏度的关系，由图1可知，当温度高于铁水试样(铁水凝固后制成的铁样，以检测其熔化性温度)熔化性温度时，铁水黏度不大均在4Pa·s以下，铁水流动性较好；当温度低于铁水试样熔化性温度时，铁水黏度急剧升高。铁水钛的质量分数低于0.18％，且温度在1240℃以上时，黏度均低于3Pa·s，最低低至1.3Pa·s。温度在1240℃以下接近熔化性温度时，黏度急剧上升。当铁水钛质量分数增加至0.18％，黏度曲线向右移动达70℃之多，且当温度仅为1300℃时，黏度便突然升高；当钛质量分数再增加至0.3％时，温度在1400℃左右时便达到曲线转折点，黏度值突然升高。图2为铁水凝固点、熔化性温度与钛含量的关系，由图2可知，熔化性温度随w[Ti]％增加而升高，当w[Ti]％达到0.14％以上时更为明显同时，凝固温度也随w[Ti]％增加而升高，但升幅较熔化性温度小一些。w[Ti]％从0.06％升高至0.3％时凝固点由1140℃升高至1272℃，w[Ti]％达到0.22％以上时凝固点明显升高。可见，含有较高V、Ti含量的铁水，根据冶金物化1％稀溶液分析元素间的相互影响来看，直接导致S、H活度降低、铁液的黏度增加；V、Ti元素降低磷的活度系数，不利于冶炼各期炉渣脱磷。这些因素，对炼钢过程中的有害元素的脱除均会造成较大影响。

钛是铁水中主要的发热元素之一，其发热量与硅相当。理论计算结果表明，铁水中钛含量和硅含量存在较好的线性关系，钛含量受铁水温度或硅含量的影响。硅含量越低，则钛含量也就越低。转炉冶炼含Ti铁水时，生成的含Ti渣与普通渣结构具有较大差异，其Ti含量的高低对炉渣熔化性温度具有重大影响，进而影响炉渣脱磷效果。含钛铁水及渣系的理化性能与正常铁水有较大的差别。根据Ellingham氧势图(图3)显示：铁水中Ti最先被氧化，其次是Si、V、Mn、Cr、P、S等元素，转炉吹炼成渣顺序：FeO-TiO₂；TiO₂-SiO₂；CaO-SiO₂-TiO₂；TiO₂-FeO-MnO渣系。吹炼初期熔池温度比较低(1300～1400℃)，炉渣中只有铁已经熔化形成FeO，石灰刚刚开始熔解；Ti元素优先氧化形成TiO₂，与液态FeO最先生成FeO-TiO₂二元渣系物质；随后铁水中的Si开始氧化反应，生成SiO₂进入渣中，此时熔化的石灰量较少，SiO₂与少量熔化的石灰形成低熔点的铁酸钙(CaO·FeO·SiO₂)。随着SiO₂含量的增加，二元炉渣组元成分渐渐变为TiO₂→SiO₂·TiO₂，SiO₂与TiO₂质量百分比为9:1时形成熔点温度为1550℃炉渣，其它成分均为较高熔点的物质。

通过对比分析中、高碱度条件下，含Ti氧化物与不含Ti氧化物转炉终渣熔化性温度的差别，在此基础上研究了中、高碱度条件下，改变FeO含量对含Ti炉渣熔化温度的影响。结果表明，含Ti渣比普通渣无论是开始熔化温度还是完全熔化温度都要低；中等碱度(R＝3.4)下，含Ti渣的完全熔化温度比普通渣降低了61℃；高碱度(R＝4.6)含Ti渣完全熔化温度比普通渣降低96℃。同时，FeO含量较高的含Ti渣完全熔化温度比FeO含量较低的含Ti渣低22℃。说明高碱度、高FeO含量下钛氧化物降低炉渣熔化温度的能力更强，脱磷效果较差，且过热度大导致炉渣过稀而加重对炉衬的侵蚀，也不利于溅渣护炉。

在炼钢温度下转炉终渣中TiO₂主要以CaO·TiO₂的形式存在，其次是MgO·TiO₂、2MgO·TiO₂、3CaO·2TiO₂、FeO·TiO₂和2FeO·TiO₂等，并且其活度受温度的影响并不显著。为降低转炉终渣钛含量，需要控制渣中TiO₂活度较小，尽可能使其以MgO·TiO₂、CaO·TiO₂等形式存在。随着炉渣FeO含量的增加，作为TiO₂主要赋存物相的MgO·TiO₂、CaO·TiO₂活度明显减小，3CaO·2TiO₂的活度减小比较缓慢，而TiO₂、FeO·TiO₂和2FeO·TiO₂的活度则缓慢的增加。随着碱度的增加，TiO₂的主要赋存物相MgO·TiO₂、CaO·TiO₂的活度呈先增加后减小的变化趋势，当控制R＝2时达到较好的吹炼效果。因此，为提升化渣效果，且使含Ti炉渣达到较好的脱磷效果，保护炉衬，应控制脱磷期炉渣FeO含量处于中等水平，碱度为低碱度(R＝2.0)。

随着氧化进程的发展，铁水中的硅大部分氧化；锰的氧化还没有剧烈反应时，熔池温度依然保持在1400℃阶段。此时的炉渣特点是：渣中TiO₂和SiO₂含量较高，伴随着石灰熔化加快，供给的液态石灰量增加，混合炉渣形成CaO-SiO₂-TiO₂三元渣系(其相图如图4所示)：三组元的质量百分比接近1:1:1形成CaTiO₃时炉渣熔点是1382℃，其余各组分炉渣熔点大部分高于1400℃。吹炼进行到3分钟左右，硅氧化优先完成，锰开始大量氧化反应，炉渣中的MnO含量开始增加，MnO为碱性氧化物，随着渣中FeO含量增加，与TiO₂形成FeO-MnO-TiO₂渣系，其三元渣系相图如图5所示：无论是偏钛酸盐，还是正钛酸盐在此温度区间的渣系都是低熔点、液态的炉渣(熔点1400℃以下)。也就是当冶炼进程到锰开始大量氧化的时间节点，含钛炉渣相比常规炉渣的熔点更低。

含钛铁水冶炼的成渣过程在锰元素大量氧化之前，生成的钛类氧化物大部分是较高熔点物质，造成炉渣黏度大，流动性差。此阶段恰恰是转炉双渣第一批渣的低温脱磷时间的窗口期，转炉操作前期一直在作化渣、改善炉渣流动性的控制，致使炉渣泡沫化时间滞后。此时，炉内已经进入C-O反应期前期，渣中FeO的大量消耗，不利于脱磷。随着渣系由CaO-SiO₂-TiO₂高熔点渣系快速变为FeO-MnO-TiO₂低熔点渣系时，此时的炉渣全部液态化，加之熔池开始进入C-O剧烈反应期，炉渣泡沫化程度高，若氧枪控制不当，则容易发生低温泡沫喷溅。

炼钢石灰的主要成分是CaO，它是炼钢渣中最主要的有效成分。在转炉炼钢过程中，增加渣中CaO含量可以提高渣的碱度，从而有利于渣中P₂O₅与CaO结合生成磷酸三钙或磷酸四钙，从而降低铁水中的磷含量，有利于铁水脱磷。铁水钛高致使脱磷期炉渣TiO₂大量富集，炉渣黏度增大，渣钢分离效果差，石灰极易被高黏度渣系包裹，化渣重要组成相FeO无法穿透包裹层而分解石灰，致使脱磷期化渣效果较差，石灰利用率低，炉渣碱度不受控，脱磷效果差。因此须改善脱磷期渣系结构，促进石灰溶化，提高石灰利用率以提升炉渣脱磷效果。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法。本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法；采用活性石灰、轻烧白云石和烧结矿为主的造渣方式；先向转炉内加入石灰和废钢并进行翻炒预热，再兑铁水的装入模式；增大脱磷期供氧强度等以创造中氧化性、低碱度的高效脱磷渣系。可以解决含钛高磷铁水转炉脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差、石灰易被炉渣包裹进而利用率低、脱磷效果差的问题，控制渣中TiO₂对石灰熔解的影响，提高石灰化渣率，改善脱磷渣流动性。由此，提高渣钢分离效果和石灰化渣率的同时，可以提高脱磷期炉渣碱度控制的准确性和脱磷率，进而降低渣料消耗实现少渣冶炼和提高炼钢整体脱磷率的目的。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：围绕“留渣+双渣”的工艺路线，留渣量按上炉次总渣量的1/2控制，先向转炉内加入石灰和废钢并进行翻炒预热，再兑铁水的装入模式，采用活性石灰、轻烧白云石和烧结矿为主的造渣方式，在顶枪氧气吹炼开始后，根据实际铁水化学成分，先向炉内加入轻烧白云石，待反应一段时间后再加入石灰，同时根据铁水成分与温度，控制脱磷期适宜枪位和供氧强度，以控制脱磷期炉渣结构；充分利用和发挥终渣高FeO含量特征，将含钛铁水脱磷期炉渣由CaO-TiO₂-SiO₂-MnO渣系快速优化为CaO-TiO₂-SiO₂-MnO-MgO-FeO渣系，促进石灰熔解；具体包括以下步骤：

①在上一炉次转炉冶炼终点出钢时，倒渣，留渣量为总渣量的1/2；

②在上一炉次溅渣护炉结束后，直接依次向炉内加入第一批石灰、废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉加入铁水；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，立即加入轻烧白云石，控制钛对脱磷的不利影响，并根据铁水热量控制开始吹炼枪位，反应一段时间后向炉内加入第二批石灰，脱磷期一直维持高供氧强度，枪位由来氧枪位逐渐降低至最低枪位，并根据铁水热量加入烧结返矿；

④通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，当第一批渣料化好时起渣，并加入第二批渣料，提高枪位且降低供氧强度，持续一定时间后提出氧枪终止冶炼，倒炉测温取样。

进一步地，在步骤②，在加入废钢之前先向炉内加入1000Kg石灰；倾动时，以100000Kg转炉为例，在加入废钢后将转炉由52°向前倾动至85°，然后再向后倾动至320°，最后向前倾动至52°，完成预热并进行加铁水操作。

进一步地，在步骤②及③，石灰的有效CaO含量≥85％。

进一步地，在步骤③，轻烧白云石加入量按以下控制：当铁水钛含量为0.1％～0.15％时加入11.5Kg/t，当铁水钛含量为0.15％～0.25％时加入14.4Kg/t，当铁水钛含量为0.25％～0.5％时加入17.3Kg/t。

进一步地，在步骤③，开始吹炼枪位按以下控制：当铁水温度≥1340℃、钛含量≥0.25％、硅含量≥0.3％时枪位为1.7m，持续时间为30s；当铁水温度<1340℃、钛含量<0.25％、硅含量<0.3％时枪位为1.8m，持续时间为50～60s，以铁水温度为首选判据。

进一步地，在步骤③，脱磷期供氧强度为3.9Nm³/(min·t)。

进一步地，在步骤③，第二批石灰加入量按脱磷期炉渣目标碱度2.0进行控制，R＝CaO/(SiO₂+0.5TiO₂)×100％，式中0.5来源为：因含钛渣相CaO·TiO₂和MgO·TiO₂活度接近，故判定钛氧化物50％TiO₂与先于石灰加入的轻烧白云石结合，而消耗CaO的比例亦为50％；轻烧白云石和第二批石灰按脱磷期目标总加入量的2/3进行控制，不包含加废钢之前加入的第一批石灰，控制炉渣TiO₂含量对CaO利用率的影响，创造中氧化性、低碱度的高效脱磷渣系。

进一步地，在步骤③，当加完第二批石灰时，枪位由开吹枪位降低至1.5m，且持续20s，而后降低至最低枪位1.1m进行强搅拌并持续至第二批渣料加入；枪位降低至最低枪位后，根据铁水热量加入1Kg/t～5Kg/t烧结返矿促进化渣和控制脱磷期升温。

进一步地，在步骤④，第二批渣料中轻烧白云石加入量为3Kg/t，石灰加入量根据脱磷期炉渣目标碱度2.0与已加入石灰和轻烧白云石量进行计算控制；第二批渣料加入后枪位由最低枪位提高至1.2m～1.4m，供氧强度由3.9Nm³/(min·t)降低至3.6Nm³/(min·t)持续30s炉渣泡沫化后提出氧枪终止冶炼并倒炉测温取样。

进一步地，铁水钛含量为0.1％～0.5％，磷含量为0.120％～0.170％，转炉留渣量为3000Kg～5000Kg。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，通过解决脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差、石灰易被炉渣包裹而利用率低、脱磷效果差的问题，控制渣中TiO₂对石灰熔解的影响，提高石灰化渣率，化渣率可达到50％以上；同时创造中等氧化性、低碱度脱磷渣，改善含钛脱磷渣流动性及脱磷效果。在提高渣钢分离效果和石灰化渣率的同时，提高脱磷期炉渣碱度控制的准确性和脱磷率，进而降低渣料消耗实现少渣冶炼和提高炼钢整体脱磷率的目的。

(2)本发明方法利用MgO·TiO₂、2MgO·TiO₂渣相大活度、低熔点的有利特征，开始吹炼时先加入轻烧白云石进行固钛，将钛氧反应生成的TiO₂固化进入渣相，降低渣中自由TiO₂渣相活度，以降低炉渣黏度，改善炉渣流动性，提升渣钢分离效果，可解决脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差；同时，避免TiO₂消耗大量CaO生成CaO·TiO₂，降低石灰利用率，影响脱磷效果。

(3)本发明方法可控制渣中TiO₂对石灰熔解的影响，提高石灰化渣率的理由在于，一是在溅渣护炉完成后向炉内添加1000Kg石灰，将其与上炉次终渣混合并利用转炉余热随废钢进行翻炒预热，通过铁水高温流体和上炉次较高氧化性终渣促进其部分熔解，将石灰开始熔解时间约提前4min；二是通过炉渣黏度的降低、渣钢分离效果的提升，石灰不易被炉渣包裹，化渣重要组成相FeO可轻易穿透包裹层而分解石灰以达到化渣目的；三是通过先加入轻烧白云石进行固钛，待反应一段时间后再加入石灰，可避免TiO₂大量消耗CaO生成CaO·TiO₂，降低石灰利用率，影响脱磷效果。

(4)图6和图7分别为炉渣FeO、碱度对TiO₂相关组元活度的影响，由图可知，含钛渣脱磷期渣系要求与普通渣不同，中等氧化性、低碱度更有利于脱磷，而不同于普通渣的高氧化性、较高碱度，本发明通过将碱度计算公式由R＝(％CaO)/(％SiO₂)修正为R＝(％CaO)/(％SiO₂+0.5％TiO₂)，根据铁水硅、钛含量计算出脱磷期目标碱度2.0条件下渣料加入量；同时根据铁水热量(硅、钛含量)情况，及时降低枪位和控制烧结返矿加入时间及加入量，创造出中等氧化性、低碱度的脱磷渣，改善含钛脱磷渣流动性，以提高含钛渣脱磷期脱磷效果；且简单易行，成本低，效果好，适合推广使用。

(5)本申请可以解决含钛高磷铁水转炉脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差、石灰易被炉渣包裹进而利用率低、脱磷效果差的问题，控制渣中TiO₂对石灰熔解的影响，提高石灰化渣率，改善脱磷渣流动性。由此，提高渣钢分离效果和石灰化渣率的同时，可以提高脱磷期炉渣碱度控制的准确性和脱磷率，进而降低渣料消耗实现少渣冶炼和提高炼钢整体脱磷率的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本申请不同钛含量下铁水温度与黏度的关系；

图2为本申请铁水凝固点、熔化性温度与钛含量的关系；

图3为本申请Ellingham氧势图；

图4为本申请CaO-SiO₂-TiO₂三元渣系相图；

图5为本申请FeO-MnO-TiO₂三元渣系相图；

图6为本申请炉渣FeO含量对TiO₂相关组元活度的影响；

图7为本申请炉渣碱度对TiO₂相关组元活度的影响。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

本申请针对以上技术问题，提供一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①在上一炉次转炉冶炼终点出钢时，倒渣，留渣量为总渣量的1/2；

②在上一炉次溅渣护炉结束后，直接依次向炉内加入第一批石灰、废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉加入铁水；

在加入废钢之前先向炉内加入1000Kg石灰；倾动时，以100000Kg转炉为例，在加入废钢后将转炉由52°向前倾动至85°，然后再向后倾动至320°，最后向前倾动至52°，完成预热并进行加铁水操作；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，立即加入轻烧白云石，控制钛对脱磷的不利影响，并根据铁水热量控制开始吹炼枪位，反应一段时间后向炉内加入第二批石灰，脱磷期一直维持高供氧强度，枪位由来氧枪位逐渐降低至最低枪位，并根据铁水热量加入烧结返矿；

轻烧白云石加入量按以下控制：当铁水钛含量为0.1％～0.15％时加入11.5Kg/t，当铁水钛含量为0.15％～0.25％时加入14.4Kg/t，当铁水钛含量为0.25％～0.5％时加入17.3Kg/t；开始吹炼枪位按以下控制：当铁水温度≥1340℃、钛含量≥0.25％、硅含量≥0.3％时枪位为1.7m，持续时间为30s；当铁水温度<1340℃、钛含量<0.25％、硅含量<0.3％时枪位为1.8m，持续时间为50～60s，以铁水温度为首选判据；脱磷期供氧强度为3.9Nm³/(min·t)；第二批石灰加入量按脱磷期炉渣目标碱度2.0进行控制，R＝CaO/(SiO₂+0.5TiO₂)×100％，式中0.5来源为：因含钛渣相CaO·TiO₂和MgO·TiO₂活度接近，故判定钛氧化物50％TiO₂与先于石灰加入的轻烧白云石结合，而消耗CaO的比例亦为50％；轻烧白云石和第二批石灰按脱磷期目标总加入量的2/3进行控制，不包含加废钢之前加入的第一批石灰，控制炉渣TiO₂含量对CaO利用率的影响，创造中氧化性、低碱度的高效脱磷渣系；当加完第二批石灰时，枪位由开吹枪位降低至1.5m，且持续20s，而后降低至最低枪位1.1m进行强搅拌并持续至第二批渣料加入；枪位降低至最低枪位后，根据铁水热量加入1Kg/t～5Kg/t烧结返矿促进化渣和控制脱磷期升温；

④通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，当第一批渣料化好时起渣，并加入第二批渣料，提高枪位且降低供氧强度，持续一定时间后提出氧枪终止冶炼，倒炉测温取样；第二批渣料中轻烧白云石加入量为3Kg/t，石灰加入量根据脱磷期炉渣目标碱度2.0与已加入石灰和轻烧白云石量进行计算控制；第二批渣料加入后枪位由最低枪位提高至1.2m～1.4m，供氧强度由3.9Nm³/(min·t)降低至3.6Nm³/(min·t)持续30s炉渣泡沫化后提出氧枪终止冶炼并倒炉测温取样。

进一步地，在步骤②及③，石灰的有效CaO含量≥85％；铁水钛含量为0.1％～0.5％，磷含量为0.120％～0.170％，转炉留渣量为3000～5000Kg。

本申请实施例入炉铁水条件、脱磷期结束后炉渣成分(wt％)、脱磷期结束时铁水成分、普通渣与含Ti渣化学成分(wt％)、普通渣与含Ti渣熔化性温度对比、含钛渣相活度对比分别如下表1、表2、表3、表4、表5、表6所示。

表1入炉铁水条件

表2脱磷期结束后炉渣成分(wt％)

	TFe	SiO<sub>2</sub>	CaO	MgO	MnO	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>	TiO<sub>2</sub>	R	铁珠
										实施例1	16.42	15.71	34.74	7.15	8.01	5.34	4.53	1.93	—
实施例2	15.75	15.10	34.56	8.06	7.12	4.89	4.68	1.98	—
										实施例3	16.32	15.28	33.56	7.49	6.81	5.13	5.42	1.87	—
对比例1	17.16	18.85	27.21	8.85	8.89	2.04	5.23	1.27	7.12

表3脱磷期结束时铁水成分

	C/％	Si/％	Mn/％	P/％	S/％	Ti/％	温度/℃	脱磷率/％
									实施例1	2.56	0.022	0.095	0.038	0.029	0.018	1383	71.9
实施例2	2.67	0.021	0.089	0.046	0.025	0.011	1384	67.6
									实施例3	2.59	0.023	0.102	0.047	0.026	0.018	1386	66.7
对比例1	2.61	0.19	0.098	0.086	0.034	0.019	1395	37.7

表4普通渣与含Ti渣化学成分(wt％)

表5普通渣与含Ti渣熔化性温度对比

表6含钛渣相活度对比

实施例1

一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，采取“双渣+留渣”工艺，留渣量按总渣量的1/2控制，先向转炉内加入石灰和废钢并进行翻炒预热，再兑铁水的装入模式，采用活性石灰、轻烧白云石和烧结矿为主的造渣方式，在顶枪氧气吹炼开始后，根据实际铁水化学成分，先向炉内加入轻烧白云石，待反应一段时间后再加入石灰，同时根据铁水成分与温度，控制脱磷期适宜枪位和供氧强度，以控制脱磷期炉渣结构；具体包括以下步骤：

①上一炉次转炉冶炼终点出钢时，总渣量约为9000Kg，留渣量控制为总渣量的1/2，即留渣量为4500Kg；围绕“留渣+双渣”的工艺路线，充分利用和发挥终渣较高FeO(上炉次终渣FeO含量为16.2％)含量特征，促进石灰熔解；

②在上一炉次溅渣护炉操作结束后，直接向炉内先加入1000Kg石灰后再加入废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉兑入铁水；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，根据表1所示的铁水钛含量立即加入轻烧白云石(第一批料)17.3Kg/吨钢，控制钛对脱磷的不利影响，并控制开始吹炼枪位为1.7m。待反应30s后，向炉内加入石灰(第一批料)10.2Kg/吨钢(按脱磷期终渣碱度2.0控制，第一批石灰加入量为总量的2/3，总量不包括溅渣后加在炉底的1000Kg石灰)，石灰有效CaO含量为89.5％；

④脱磷期一直维持高供氧强度3.9Nm³/(min·t)，加入第一批石灰后枪位由来氧(开吹)枪位1.7m降低至1.5m并持续20s，然后降低至最低枪位1.1m，并根据铁水热量分两次加入烧结返矿，即在枪位降低至1.5m时加入第一批烧结返矿1Kg/吨钢，枪位降低至1.1m持续20s后加入第二批烧结返矿1.5Kg/吨钢；

⑤通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，自开始吹炼230s时声纳化渣系统检测结果显示渣层厚度逐渐变薄且基本稳定、炉口火焰开始收缩变软，判定第一批渣料已化好，此时加入第二批渣料，石灰加入量5.1Kg/吨钢，轻烧白云石3Kg/吨钢。加完第二批料后将枪位由最低枪位1.1m提高至1.3m，供氧强度由3.9Nm3/(min·t)降低至3.6Nm3/(min·t)，持续30s后提出氧枪终止冶炼；

⑥倒炉测温取样。

脱磷期(270s)结束时脱磷渣与铁水成分分别如表2和表3所示。

由表2可知，脱磷期结束后炉渣碱度为1.93，炉渣(TFe)含量为16.42％，达到了较好的脱磷渣碱度和氧化性。由表1和表3可知，铁水初始磷含量为0.135％，脱磷期终点铁水磷含量为0.038％，脱磷率为71.9％，取得了较好的脱磷效果。

实施例2

一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①上一炉次转炉冶炼终点出钢时，总渣量约为10000Kg，留渣量控制为总渣量的1/2，即留渣量为5000Kg；围绕“留渣+双渣”的工艺路线，充分利用和发挥终渣较高FeO(上炉次终渣FeO含量为17.0％)含量特征，促进石灰熔解；

②在上一炉次溅渣护炉操作结束后，直接向炉内先加入1000Kg石灰后再加入废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉兑入铁水；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，根据表1所示的铁水钛含量立即加入轻烧白云石(第一批料)14.4Kg/吨钢，控制钛对脱磷的不利影响，并控制开始吹炼枪位为1.8m；待反应30s后，向炉内加入石灰(第一批料)8.1Kg/吨钢，即按脱磷期终渣碱度2.0控制，第一批石灰加入量为总量的2/3，总量不包括溅渣后加在炉底的1000Kg石灰，石灰有效CaO含量为89.5％；

④脱磷期一直维持高供氧强度3.9Nm³/(min·t)，加入第一批石灰后枪位由来氧(开吹)枪位1.8m降低至1.5m并持续25s，然后降低至最低枪位1.1m，并根据铁水热量分两次加入烧结返矿：

在枪位降低至1.5m时加入第一批烧结返矿1Kg/吨钢，枪位降低至1.1m持续22s后加入第二批烧结返矿1Kg/吨钢；

⑤通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，自开始吹炼220s时声纳化渣系统检测结果显示渣层厚度逐渐变薄且基本稳定、炉口火焰开始收缩变软，判定第一批渣料已化好，此时加入第二批渣料，石灰加入量4.1Kg/吨钢，轻烧白云石2.8Kg/吨钢，加完第二批料后将枪位由最低枪位1.1m提高至1.25m，供氧强度由3.9Nm³/(min·t)降低至3.63Nm³/(min·t)，持续29s后提出氧枪终止冶炼；

⑥倒炉测温取样，脱磷期(260s)结束时脱磷渣与铁水成分分别如表2和表3所示。

由表2可知，脱磷期结束后炉渣碱度为1.98，炉渣(TFe)含量为15.75％，达到了较好的脱磷渣碱度和氧化性。由表1和表3可知，铁水初始磷含量为0.142％，脱磷期终点铁水磷含量为0.046％，脱磷率为67.6％，取得了较好的脱磷效果。

实施例3

一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

①上一炉次转炉冶炼终点出钢时，总渣量约为9000Kg，留渣量控制为总渣量的1/2，即留渣量为4500Kg；围绕“留渣+双渣”的工艺路线，充分利用和发挥终渣较高FeO(上炉次终渣FeO含量为16.8％)含量特征，促进石灰熔解；

②在上一炉次溅渣护炉操作结束后，直接向炉内先加入1000Kg石灰后再加入废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉兑入铁水；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，根据如表1所示的铁水钛含量立即加入轻烧白云石(第一批料)17.3Kg/吨钢，控制钛对脱磷的不利影响，并控制开始吹炼枪位为1.8m，待反应28s后，向炉内加入石灰(第一批料)8.8Kg/吨钢，即按脱磷期终渣碱度2.0控制，第一批石灰加入量为总量的2/3，总量不包括溅渣后加在炉底的1000Kg石灰，石灰有效CaO含量为89.5％；

④脱磷期一直维持高供氧强度3.9Nm³/(min·t)，加入第一批石灰后枪位由来氧(开吹)枪位1.8m降低至1.5m并持续22s，然后降低至最低枪位1.1m，并根据铁水热量分两次加入烧结返矿，即在枪位降低至1.5m时加入第一批烧结返矿1.5Kg/吨钢，枪位降低至1.1m持续25s后加入第二批烧结返矿1Kg/吨钢；

⑤通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，自开始吹炼242s时声纳化渣系统检测结果显示渣层厚度逐渐变薄且基本稳定、炉口火焰开始收缩变软，判定第一批渣料已化好，此时加入第二批渣料，石灰加入量4.4Kg/吨钢，轻烧白云石3Kg/吨钢。加完第二批料后将枪位由最低枪位1.1m提高至1.3m，供氧强度由3.9Nm³/(min·t)降低至3.65Nm³/(min·t)，持续34s后提出氧枪终止冶炼；

⑥倒炉测温取样，脱磷期(286s)结束时脱磷渣与铁水成分分别如表2和表所示。

由表2可知，脱磷期结束后炉渣碱度为1.87，炉渣(TFe)含量为16.32％，达到了较好的脱磷渣碱度和氧化性。由表1和表3可知，铁水初始磷含量为0.141％，脱磷期终点铁水磷含量为0.047％，脱磷率为66.7％，取得了较好的脱磷效果。

由此可见，脱磷期较好的脱磷效果，直接降低了冶炼中后期高温脱磷负荷，为提高转炉炼钢整体脱磷率、降低石灰等渣料消耗奠定了基础。

对比例1

一种含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷的方法，包括以下步骤：

a.上一炉次转炉冶炼终点出钢时，总渣量约为9000Kg，溅渣护炉结束后直接将终渣倒掉，采取不留渣操作；

b.在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，根据表1所示的铁水钛含量立即加入第一批料石灰17.3Kg/吨钢，轻烧白云石15.6Kg/吨钢(按脱磷终渣碱度2.0控制，第一批石灰加入量为总量的2/3)，石灰有效CaO含量为89.5％，控制开始吹炼枪位为1.8m并持续30s；

c.脱磷期一直维持供氧强度3.6Nm³/(min·t)，加入第一批渣料后枪位由来氧(开吹)枪位1.8m直接降低至最低1.1m，并根据铁水热量一次性加入烧结返矿3Kg/吨钢；

d.通过炉口火焰和飞渣情况判断，自开始吹炼210s时炉口火焰开始收缩且炉口溢出大量低温泡沫渣，判定第一批渣料已化好(实质为炉渣黏度过大，渣钢分离效果差，炉气排除时受阻推动炉渣上浮溢出，造成炉渣化好的假象，渣中包裹大量未溶化石灰和铁珠)，此时加入第二批渣料，石灰加入量7.8Kg/吨钢，轻烧白云石2.9Kg/吨钢，加完第二批料后将枪位由最低枪位1.1m提高至1.3m，供氧强度保持不变，持续32s后提出氧枪终止冶炼；

e.倒炉测温取样，脱磷期(即252s)结束时倒渣过程中可以明显看到大量被包裹着的未溶化的大块石灰团块，在相同转炉倾动角度下炉渣排出率大幅降低。

脱磷渣与铁水成分分别如表2和表3所示。由表2可知，脱磷期结束后炉渣碱度仅为1.27，脱磷渣碱度过低，致使炉渣脱磷能力下降。由表1和表3可知，铁水初始磷含量为0.138％，脱磷期终点铁水磷含量为0.076％，脱磷率仅为44.9％，脱磷效果较差。

由此可见，本申请方法通过采取“双渣+留渣”工艺；采用活性石灰、轻烧白云石和烧结矿为主的造渣方式；先向转炉内加入石灰和废钢并进行翻炒预热，再兑铁水的装入模式；增大脱磷期供氧强度等以创造中氧化性、低碱度的高效脱磷渣系；可以解决含钛高磷铁水转炉脱磷期炉渣过黏、渣钢分离效果差、石灰易被炉渣包裹进而利用率低、脱磷效果差的问题，控制渣中TiO₂对石灰熔解的影响，提高石灰化渣率，改善脱磷渣流动性。由此，提高渣钢分离效果和石灰化渣率的同时，可以提高脱磷期(脱磷期)炉渣碱度控制的准确性和脱磷率，进而降低渣料消耗实现少渣冶炼和提高炼钢整体脱磷率的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：

①在上一炉次转炉冶炼终点出钢时，倒渣，留渣量为总渣量的1/2；

②在上一炉次溅渣护炉结束后，直接依次向炉内加入第一批石灰、废钢，并倾动转炉对其进行预热，预热完成后向转炉加入铁水；

③在顶枪氧气吹炼“点火”成功后，立即加入轻烧白云石，控制钛对脱磷的不利影响，并根据铁水热量控制开始吹炼枪位，反应一段时间后向炉内加入第二批石灰，脱磷期一直维持高供氧强度，枪位由来氧枪位逐渐降低至最低枪位，并根据铁水热量加入烧结返矿；

④通过声纳化渣系统和炉口火焰判断，当第一批渣料化好时起渣，并加入第二批渣料，提高枪位且降低供氧强度，持续一定时间后提出氧枪终止冶炼，倒炉测温取样。

2.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤②，在加入废钢之前先向炉内加入1000Kg石灰；倾动时，以100000Kg转炉为例，在加入废钢后将转炉由52°向前倾动至85°，然后再向后倾动至320°，最后向前倾动至52°，完成预热并进行加铁水操作。

3.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤②及③，石灰的有效CaO含量≥85％。

4.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤③，轻烧白云石加入量按以下控制：当铁水钛含量为0.1％～0.15％时加入11.5Kg/t，当铁水钛含量为0.15％～0.25％时加入14.4Kg/t，当铁水钛含量为0.25％～0.5％时加入17.3Kg/t。

5.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤③，开始吹炼枪位按以下控制：当铁水温度≥1340℃、钛含量≥0.25％、硅含量≥0.3％时枪位为1.7m，持续时间为30s；当铁水温度<1340℃、钛含量<0.25％、硅含量<0.3％时枪位为1.8m，持续时间为50～60s，以铁水温度为首选判据。

6.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤③，脱磷期供氧强度为3.9Nm³/(min·t)。

7.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤③，第二批石灰加入量按脱磷期炉渣目标碱度2.0进行控制，R＝CaO/(SiO₂+0.5TiO₂)×100％，式中0.5来源为：因含钛渣相CaO·TiO₂和MgO·TiO₂活度接近，故判定钛氧化物50％TiO₂与先于石灰加入的轻烧白云石结合，而消耗CaO的比例亦为50％；轻烧白云石和第二批石灰按脱磷期目标总加入量的2/3进行控制，不包含加废钢之前加入的第一批石灰，控制炉渣TiO₂含量对CaO利用率的影响，创造中氧化性、低碱度的高效脱磷渣系。

8.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤③，当加完第二批石灰时，枪位由开吹枪位降低至1.5m，且持续20s，而后降低至最低枪位1.1m进行强搅拌并持续至第二批渣料加入；枪位降低至最低枪位后，根据铁水热量加入1Kg/t～5Kg/t烧结返矿促进化渣和控制脱磷期升温。

9.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：在步骤④，第二批渣料中轻烧白云石加入量为3Kg/t，石灰加入量根据脱磷期炉渣目标碱度2.0与已加入石灰和轻烧白云石量进行计算控制；第二批渣料加入后枪位由最低枪位提高至1.2m～1.4m，供氧强度由3.9Nm³/(min·t)降低至3.6Nm³/(min·t)持续30s炉渣泡沫化后提出氧枪终止冶炼并倒炉测温取样。

10.根据权利要求1所述的一种提升含钛高磷铁水转炉脱磷期脱磷效果的方法，其特征在于：铁水钛含量为0.1％～0.5％，磷含量为0.120％～0.170％，转炉留渣量为3000～5000Kg。

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