CN114908221A - 一种电弧炉低排放、低碱度脱磷炼钢工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电弧炉低排放、低碱度脱磷炼钢工艺；该工艺通过添加复合脱磷剂，并利用复合脱磷剂中的碳酸钙分解产生的氧化钙、二氧化碳与氧化铁、二氧化硅、碳等成分之间形成的相互协同作用，使炉渣的脱磷效率得到显著提高，从而能在显著降低钙元素添加量的情况下达到同样的脱磷效果，炉渣的碱度也得到显著降低，对钢铁冶炼过程中的节能减排和降低成本具有积极作用。
Description
技术领域
本发明涉及电弧炉炼钢技术领域，特别涉及一种电弧炉低排放、低碱度脱磷炼钢工艺。
背景技术
为了精炼得到高品质的钢铁，铁水中会导致钢材冷脆的磷就是必须去除的有害元素，因此，脱磷是炼钢的重要工序之一。电弧炉作为资源利用低碳排放短流程炼钢技术，在采用其炼钢的过程中，就涉及到液钢的脱磷处理。
现有的电弧炉炼钢脱磷工艺中，都采用氧化钙作为脱磷溶剂。然而，在采用氧化钙进行脱磷处理的实际应用过程中却发现，工业化生产的氧化钙因受生产工艺、自身性能（易与水汽反应）、运输储藏环境等的影响，使部分氧化钙失活、变质而导致其存在脱磷活性低、利用率低的缺陷；因此，为了降低失活、变质氧化钙的占比，在实际的炼钢应用中，往往要求氧化钙呈颗粒状（直径10-50mm、水分含量小于0.5%）。但颗粒状的氧化钙加入电弧炉后，又存在溶解缓慢且易产生含尘(高活性氧化钙微粒粉尘)炉气而导致氧化钙损失严重的缺陷；同时，高温条件还会导致未溶解的氧化钙失活，不能参与脱磷反应，氧化钙的利用率降低，进而导致氧化钙脱磷效率也进一步降低。基于上述因素的影响，为了达到最终的脱磷效果，往往会进一步加大氧化钙的用量，从而使炉渣的碱度达2.5~4.5，既增加了原材料成本，又不利于节能减排。因此，为了促进钢铁冶炼过程中的节能减排和降低成本，迫切需要一种低排放、低碱度的电弧炉炼钢脱磷工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电弧炉炼钢脱磷工艺中存在的氧化钙用量大、炉渣碱度高，高排放(二氧化碳、粉尘)、高成本的缺陷，提出了一种电弧炉低排放、低碱度脱磷工艺；该工艺通过添加复合脱磷剂，并利用复合脱磷剂中的碳酸钙分解产生的氧化钙、二氧化碳与氧化铁、二氧化硅、碳等成分之间形成的相互协同作用，使炉渣的脱磷效率得到显著提高，从而能在显著降低钙元素添加量的情况下达到同样的脱磷效果，炉渣的碱度也得到显著降低，对钢铁冶炼过程中的节能减排和降低成本具有积极作用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电弧炉低排放、低碱度脱磷工艺，包括以下步骤：
（1）在电弧炉底部铺设碳酸钙后，加入炉料，加热熔融，得到基础熔液；
（2）检测基础熔液中的碳和磷含量，并根据碳含量选择复合脱磷剂；通过炉门氧枪吹氧助熔升温，并在熔液中根据脱磷量加入复合脱磷剂，进行脱磷处理；在进行脱磷处理的过程中，炉渣厚度保持在200-500mm；其中，当基础熔液中的碳含量不大于0.5%，所述的复合脱磷剂为碳酸钙和碳粉的混合物；当基础熔液中的碳含量大于0.5%，所述的复合脱磷剂为碳酸钙和氧化铁的混合物；
（3）进行测温和取样检测，符合磷含量要求后出料，得到脱磷熔液。
本发明一种电弧炉低排放、低碱度脱磷炼钢工艺，不仅利用稳定性更好的碳酸钙替换了活性不稳定且易变质的氧化钙，从而使脱磷过程中，钙离子的活性更好，总体利用率更高，除去相同含量的磷元素，需要添加的脱磷剂用量更少，即节约了原材料成本，又减少了二氧化碳的排放；还通过添加碳粉或氧化铁，使液钢体系中的氧化铁含量达到最佳的脱磷值，从而使脱磷体系的脱磷效率更高；同时，加入的碳酸钙产生的二氧化碳能与碳反应，生成可燃具有更好的发泡效果一氧化碳气体，从而能使炉渣的密度更小，黏度更低，相同重量下，炉渣的厚度会更厚，体积、张力更大，炉渣与液钢的接触界面更大，从而使脱磷效率进一步提高；即本发明脱磷炼钢工艺中，通过上述多种脱磷作用的相互协同，使脱磷体系整体的脱磷效率得到显著提高，能在显著降低钙元素添加量的情况下达到同样的脱磷效果，炉渣的碱度显著降低，对钢铁冶炼过程中的节能减排和降低成本具有积极作用。
其中，步骤（1）中，所述的炉料为废铁、废钢料或铁矿石等含铁的，可用于炼钢的含铁原材料。
其中，优选的，步骤（1）中，每吨炉料需要铺设的碳酸钙用量为10-20kg/吨；炉底铺设碳酸钙不仅能保护炉底耐材不受大块炉料冲击损毁，下层液钢有充足的活性氧化钙参与脱磷，有效提高脱磷效率和脱磷率；还能加快炉渣的形成和膨胀，从而增加炉渣厚度，降低能耗，提高热效率。
其中，优选的，步骤（2）中，当基础熔液中的碳含量不大于0.5%时，所述复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉的质量比为10∶0.5~2.0；优选的碳酸钙和碳粉质量比，不仅能在炉渣中保持适当的活性碳，从而使脱磷化合物中的P2O5能被炭还原气化，使其恢复脱磷能力，炉渣脱磷效率更高；还能更好的将二氧化碳还原成一氧化碳，炉渣密度更恰当，脱磷效果更好，需要添加的碳酸钙量更少，产生的炉渣和废气更少，炉渣的碱度更低；同时，碳能原氧化铁，添加适量的碳粉，可使氧化铁含量达到最佳脱磷范围，进一步提高脱磷效率；最优选的，所述复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉的质量比为5∶1。
其中，优选的，当基础熔液中的碳含量大于0.5%，所述复合脱磷剂中碳酸钙和氧化铁的质量比为10∶0.5-3；优选的碳酸钙和氧化铁质量比，能更好的优化\炉渣中氧化铁的含量，从而使炉渣达到更好的脱磷效果；更优选的，所述复合脱磷剂中碳酸钙和氧化铁的质量比为10∶1.5。
其中，优选的，复合脱磷剂中所述碳酸钙的粒径为5-50mm；优选的碳酸钙粒径，加入电弧炉后，会下沉到炉渣中，并因高温炸裂成碳酸钙粉末，从而能快速分解生成具有高活性的氧化钙和二氧化碳气体，氧化钙快速溶解到熔液中，形成局部高碱度炉渣，再与氧化铁、二氧化硅反应，生成具有脱磷活性的铁酸钙、硅酸钙，即通过加入大颗粒状的碳酸钙，能降低钙离子的失活概率，钙离子的利用率更高，局部的高碱度也会使脱磷效率得到显著提高；更优选的，所述碳酸钙的粒径为20-35mm；最优选的，所述碳酸钙的粒径为25-30mm。
其中，优选的，复合脱磷剂中所述碳粉的粒径为0.5-5mm；优选的碳粉粒径，能快速与二氧化碳反应生产一氧化碳，生成炉渣，使脱磷速度和效果更好，且能减少进入熔液的量，从而有利于提高产品品质；最优选的，所述碳粉的粒径为0.1-1mm。
其中，优选的，复合脱磷剂中所述氧化铁的粒径不大于50mm；优选的氧化铁粒径，能更多的进入炉渣中，对提高炉渣的脱磷效果更钢好。
其中，优选的，所述复合脱磷剂的含水量不大于0.5%；含水量过大，可能导致脱磷效果降低，同时导致安全隐患。
其中，步骤（2）中复合脱磷剂的加入总量根据熔液中的磷含量以及所要达到的磷含量标准进行调整；复合脱磷剂总添加量过少，脱磷效果降低，不能完成脱磷；总添加量过大，炉渣碱度过大，浪费资原。
同时，步骤（2）中每次加入的复合脱磷剂不能过多，加入时，熔液的温度不宜过高，添加量过大和温度过高，均可能导致熔液的大沸腾，从而造成安全隐患；每次脱磷剂的添加量过小，需要多次添加才能实现脱磷目的，从而导致脱磷周期延长，能耗增加，生产成本增加；优选的，复合脱磷剂每次的加入量不大于20kg/吨钢；加入复合脱磷剂时，熔液的温度不大于1550℃。温度大于1550℃，加入总量不变，应分多批次加入，温度越高批次越多。
其中，步骤（2）中，脱磷过程中炉渣的厚度对脱磷效果有较大影响，炉渣越厚对炉气中的微尘吸附能力越强，氧化钙损失越少，炉渣表面温度越低，辐射温度越低，耐材腐蚀越小，电效率越高；优选的，炉渣的厚度控制在280-450mm；可通过炉渣厚度超过设定厚度自动流渣的方式来控制炉渣厚度，优选的炉渣厚度，炉渣量、成分稳定，脱磷效率更高，碳排放更少，对环境更友好。
其中，步骤（3）中所述的测温是指检测熔液的温度是否满足要求，为后续的钢包精炼炉精炼工艺做准备；优选的，脱磷熔液的最终温度为1600-1650℃。
其中，步骤（3）中所述的取样检测是指通过取样来测量熔液中的磷含量是否已经达到标准，如果已经达到标准，则完成脱磷，可以进行出料，如果没有达到标准，则需要继续加入复合脱磷剂，继续进行脱磷处理，直到达到标准。
其中，优选的，在本发明炼钢工艺中，炉渣的厚度通过造渣剂进行控制；优选的，所述的造渣剂为碳酸钙和碳粉的混合物；最优选的，所述造渣剂为质量比1∶0.3-0.7的碳酸钙和碳粉的混合物；在整个炼钢工艺中，需要通过造渣剂保证炉渣厚度为200-500mm；通过造渣，能快速生成炉渣，不仅能减少电弧裸露对渣线的腐蚀，提高热效率，降低能耗，还能降低炉气和粉尘的排放，并提高脱磷效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明炼钢脱磷工艺利用稳定性更好的碳酸钙替换了活性不稳定、易变质、高排放(生产1吨氧化钙，排放二氧化碳1.1~1.6吨)高成本的氧化钙；从而在脱磷过程中，钙离子的活性更好，总体利用率更高，除去相同含量的磷元素，需要添加的脱磷剂用量更少（氧化钙消耗降低50~70%），即节约了原材料成本（降低50~70元/吨钢），又减少了氧化钙生产过程中的废气排放。
2、本发明脱磷炼钢工艺过程中严格控制炉渣厚度，采用更厚的炉渣，能显著降低含尘炉气和微尘的排放（炉气降低30~50kg/吨钢；粉尘降低15~20kg/吨钢）。
3、本发明脱磷炼钢工艺通过合理的添加碳粉或氧化铁粉末，能优化炉渣中氧化铁的含量，从而使炉渣达到更好的脱磷效果。
4、本发明脱磷炼钢工艺中，碳酸钙产生的二氧化碳能与碳反应，生成发泡效果更好的一氧化碳气体，从而能使炉渣的密度更小，黏度更低，相同用量下，炉渣的厚度会更厚，张力更大，炉渣与液钢的接触界面更大，脱磷效率进一步提高。
5、本发明炼钢脱磷工艺简单、易于工业化应用、实用性强，对提高钢材质量、降低能耗和减少废气排放具有积极作用。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：16Mn液钢；
原料：废钢:700kg
渣铁:400kg
碳酸钙（粒径20-35mm）、碳粉（粒径0.3-3mm的焦渣）；复合脱磷剂（质量比11∶2的碳酸钙和碳粉混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺碳酸钙后，将废钢和/或渣钢按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料熔融，得到基础熔液，基本熔池形成（该过程中，当炉渣开始膨胀发泡并将电弧彻底埋没后，含尘炉气就会随之减小或消失）；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.3碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在400mm左右，使熔液进入平层期25min；
（3）取样检测熔液（碳0.12%；磷0.015%；氧化铁15.3%）；根据检测结果，在液钢中加入20kg/吨钢复合脱磷剂，进行脱磷处理20min；除磷过程中，通过造渣剂控制炉渣厚度>280mm；
再次取样检测熔液（碳0.08%；磷0.005%；氧化铁10.1%），符合工艺要求，则完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
实施例2
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：42CrMo液钢；
原料：废合金钢:600kg
渣铁:500kg
碳酸钙（粒径5-20mm）、碳粉（粒径0.5-1mm的焦渣）；复合脱磷剂（质量比10∶2的碳酸钙和碳粉混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺碳酸钙后，将废钢和/或渣钢按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料熔融，得到基础熔液；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.5碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在280mm左右，使熔液进入平层期20min；（3）取样检测熔液（碳0.42%；磷0.016%；氧化铁14.3%）；根据检测结果，在液钢中加入22kg/吨钢复合脱磷剂，进行脱磷处理30min；除磷过程中，通过造渣剂控制，控制炉渣厚度稳定在280mm左右；
再取样检测熔液（碳0.023%；磷0.004%；氧化铁12.6%），符合工艺要求，完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
实施例3
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：70Cr3NiMo液钢；
原料：废合金钢:260kg
镍铁:200kg
生铁:550kg
碳酸钙（粒径35-50mm）、碳粉（粒径3-5mm的焦渣）；复合脱磷剂（质量比10∶2的碳酸钙和氧化铁混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺碳酸钙后，将废钢和/或渣钢按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料熔融，得到基础熔液；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.3碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在400mm左右，使熔液进入平层期50min；
（3）取样检测熔液（碳0.75%；磷0.018%；氧化铁9.8%）；在液钢中加入20kg/吨钢 复合脱磷剂，进行脱磷处理20min；除磷过程中，通过造渣剂控制，控制炉渣厚度稳定在400mm左右；
再次取样检测熔液（碳0.51%；磷0.005%；氧化铁13.8%），符合工艺要求，完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
实施例4
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：16Mn液钢；
原料：废钢:500kg
高磷渣铁:630Kg(炉料平均磷含量0.042)；
碳酸钙（粒径20-35mm）、氧化铁（粒径1-5mm）；复合脱磷剂（质量比10∶0.5的碳酸钙和氧化铁混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺碳酸钙后，将废钢和/或高磷渣铁按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料熔融，得到基础熔液；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.3碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在300mm左右，使熔液进入平层期25min；
（3）取样检测熔液（碳0.63%；磷0.024%；氧化铁11.3%）；根据检测结果，在液钢中加入25kg/吨钢 复合脱磷剂，进行脱磷处理25min；除磷过程中，通过造渣剂控制，控制炉渣厚度稳定在300mm左右；
再次取样检测熔液（碳0.09%；磷0.005%；氧化铁12.1%），符合工艺要求，完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
实施例5
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：70Cr3NiMo液钢；
原料：合金废钢:500Kg
含镍渣钢:630Kg
碳酸钙（粒径5-20mm）、氧化铁（粒径5-20mm）；复合脱磷剂（质量比10∶1.5的碳酸钙和氧化铁混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺复合脱磷剂后，将废钢和/或渣钢按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料完全熔融，得到基础熔液；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.3碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在200mm左右，使熔液进入平层期20min；
（3）取样检测熔液（碳0.98%；磷0.023%；氧化铁8.9%）；根据检测结果，在液钢中加入20kg/吨钢 复合脱磷剂，进行脱磷处理20min；除磷过程中，通过造渣剂控制，控制炉渣厚度稳定在200mm左右；
再次取样检测熔液（碳0.052%；磷0.005%；氧化铁11.8%），符合工艺要求，完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
实施例6
电弧炉(四孔炉盖)生产:
设备：10吨电弧炉(四孔炉盖)
产品：42CrMo液钢；
原料：废钢:300Kg
渣钢:900Kg
碳酸钙（粒径35-50mm）、氧化铁（粒径0.1-0.5mm）；复合脱磷剂（质量比10∶3的碳酸钙和氧化铁混合而成）；
具体生产工艺：
（1）炉底按20kg/吨钢的量平铺复合脱磷剂后，将废钢和/或渣钢按从大至小依次装炉；装炉完成后，通电（电压220V，电流10000A），并吹氧（流量150L/min）助熔使炉料熔融，得到基础熔液；
（2）保持通电（电压220V，电流12000A）和吹氧（流量150L/min），加入造渣剂（质量比1∶0.3碳酸钙和碳粉）造渣，控制炉渣厚度稳定在350mm左右，使熔液进入平层期30min；
（3）取样检测熔液（碳1.32%；磷0.022%；氧化铁8.8%）；根据检测结果，在液钢中加入20kg/吨钢 复合脱磷剂，进行脱磷处理25min；除磷过程中，通过造渣剂控制5炉渣厚度稳定在350mm左右；
再取样检测熔液（碳0.24%；磷0.005%；氧化铁13.2%），符合工艺要求，完成脱磷处理；
（4）除渣出钢，转入炉外精炼(LF)工位。
对比例1
采用实施例1的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢，不同之处在于，脱磷过程中，炉渣的厚度控制在150mm左右。
对比例2
采用实施例1的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢，不同之处在于，采用的复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉的质量比为4∶1。
对比例3
采用实施例1的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢，不同之处在于，采用的复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉的质量比为6∶1。
对比例4
采用实施例1的原材料并通过传统的电弧炉氧化钙脱磷工艺制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢。
对比例5
采用实施例1的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢，不同之处在于，仅采用碳酸钙做脱磷剂。
对比例6
采用实施例1的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例1中含磷量相同的16Mn液钢，不同之处在于，碳酸钙的粒径为1-5mm。
对比例7
采用实施例5的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例5中含磷量相同的70Cr3NiMo液钢，不同之处在于，采用的复合脱磷剂中碳酸钙和氧化铁的质量比为10∶0.3
对比例8
采用实施例5的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例5中含磷量相同的70Cr3NiMo液钢，不同之处在于，采用的复合脱磷剂中碳酸钙和氧化铁的质量比10∶4。
对比例9
采用实施例5的原材料并通过传统的电弧炉氧化钙脱磷工艺制备与实施例5中含磷量相同的70Cr3NiMo液钢。
对比例10
采用实施例5的脱磷炼钢工艺和原料制备与实施例5中含磷量相同的70Cr3NiMo液钢，不同之处在于，仅采用碳酸钙做脱磷剂。
结果统计：
将实施例1-6和对比例1-10中脱磷炼钢工艺中的碳酸钙实际用量（包括炉底铺设的碳酸钙、造渣剂中的碳酸钙和脱磷剂中碳酸钙）、炉渣碱度、脱磷率（脱磷量÷初始磷含量*100%）进行统计，结果如下：
| 序号 | 碳酸钙实际用量（kg/吨钢） | 折算为氧化钙量（kg/吨） | 炉渣碱度（CaO和SiO<sub>2</sub>比值） | 脱磷率（%） |
| 实施例1 | 40 | 21.2 | 1.45 | 96.7 |
| 实施例2 | 42 | 22.26 | 1.43 | 97.5 |
| 实施例3 | 40 | 21.2 | 1.20 | 97.2 |
| 实施例4 | 45 | 23.85 | 1.25 | 97.9 |
| 实施例5 | 40 | 21.2 | 1.13 | 97.8 |
| 实施例6 | 40 | 21.2 | 1.09 | 97.7 |
| 对比例1 | 86 | 45.58 | 3.12 | 96.7 |
| 对比例2 | 46 | 24.38 | 1.67 | 96.7 |
| 对比例3 | 48 | 25.44 | 1.74 | 96.7 |
| 对比例4 | - | 53 | 3.63 | 96.7 |
| 对比例5 | 51 | 27.03 | 1.85 | 96.7 |
| 对比例6 | 43 | 22.79 | 1.56 | 96.7 |
| 对比例7 | 45 | 23.85 | 1.27 | 97.8 |
| 对比例8 | 48 | 25.44 | 1.36 | 97.8 |
| 对比例9 | - | 54 | 2.89 | 97.8 |
| 对比例10 | 52 | 27.56 | 1.47 | 97.8 |
通过上述结果统计可知，实施例1-6采用本发明炼钢工艺进行脱磷处理，能显著提高脱磷剂的利用率，从而显著减少脱磷剂的实际用量，对降低炉渣碱度、节能减排具有积极作用。而对比例1中，在进行脱磷处理过程中，炉渣的厚度过小，大量脱磷剂随炉气散失，需要添加的脱磷剂明显增加；同时，炉渣与钢液的接触面减小，脱磷剂的利用率随之降低，脱磷剂用量进一步增加，含尘炉气的排放量也显著增加；对比例2、3、7、8中，复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉/氧化铁的比例不在本发明的规定范围内，导致复合脱磷剂的利用率显著降低，脱磷剂的实际用量显著增加；对比例4和9中采用传统的氧化钙作为脱磷剂，利用率低，脱磷剂用量显著提高，可见，本申请发明相比传统的脱磷工艺，脱磷剂的脱磷效率提高显著；对比例5和10中，仅采用碳酸钙作为脱磷剂，虽然脱磷效率高于传统的氧化钙，但显然低于复合脱磷剂；对比例6中，碳酸钙的粒径过小，分解速度过快，不能在熔液中形成局部的高碱度脱磷环境，从而导致其脱磷效率降低。
由上述实验结果可知，现有炼钢脱磷工艺技术中，高碱度炉渣并不等于氧化钙和氧化铁、二氧化硅生成脱磷化合物铁酸钙、硅酸钙效率就高，也说明高碱度炉渣中，脱磷剂的利用率并不高；而本发明炼钢工艺中，利用活性没受损且稳定的微粒状氧化钙（碳酸钙分解产生），能更好的与氧化铁、二氧化硅生成稳定的脱磷化合物铁酸钙和硅酸钙，并在大厚度(300~500mm)炉渣条件下，显著提高了脱磷剂的脱磷效率，本发明能炼钢工艺也更适合大规模用于电弧炉炼钢脱磷处理。
Claims (10)
1.一种电弧炉脱炼钢工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在电弧炉底部铺设碳酸钙后，加入炉料，加热熔融，得到基础熔液；
（2）检测基础熔液中的碳和磷含量，并根据碳含量选择复合脱磷剂；通过炉门氧枪吹氧助熔升温，并在熔液中根据脱磷量加入复合脱磷剂，进行脱磷处理；在进行脱磷处理的过程中，炉渣厚度控制在200-500mm；其中，当基础熔液中的碳含量不大于0.5%，所述的复合脱磷剂为碳酸钙和碳粉的混合物；当基础熔液中的碳含量大于0.5%，所述的复合脱磷剂为碳酸钙和氧化铁的混合物；
（3）进行测温和取样检测，符合磷含量要求后出料，得到脱磷熔液。
2.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（1）中，每吨炉料需要铺设的碳酸钙用量为10-20kg/吨。
3.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（2）中，当熔液中的碳含量不大于0.5%时，所述复合脱磷剂中碳酸钙和碳粉的质量比为10∶0.5~2.0；当熔液中的碳含量大于0.5%，所述复合脱磷剂中碳酸钙和氧化铁的质量比为10∶0.5-3。
4.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（2）中，复合脱磷剂中所述碳酸钙的粒径为5-50mm。
5.根据权利要求4所述的炼钢工艺，其特征在于，复合脱磷剂中所述碳酸钙的粒径为25-35mm。
6.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（2）中，复合脱磷剂中所述碳粉的粒径为0.3-5mm。
7.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（2）中，所述复合脱磷剂的含水量不大于0.5%。
8.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，步骤（2）中，炉渣的厚度控制在200-500mm。
9.根据权利要求1所述的炼钢工艺，其特征在于，所述炉渣的厚度通过造渣剂进行控制；所述的造渣剂为碳酸钙和碳粉的混合物。
10.根据权利要求9所述的炼钢工艺，其特征在于，所述造渣剂为质量比1∶0.3-0.7的碳酸钙和碳粉的混合物。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08120321A (ja) * | 1994-10-24 | 1996-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶湯中のリンを低減する高純度鋼溶湯の製造方法 |
| CN1331347A (zh) * | 2000-03-16 | 2002-01-16 | 陈延东 | 超高功率电炉炼钢喷粉冶金工艺 |
| CN107419061A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-12-01 | 华北理工大学 | 转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法 |
| CN107502702A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-12-22 | 北京科技大学 | 一种全废钢电弧炉洁净化快速冶炼方法 |
| CN113337664A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-03 | 华北理工大学 | 基于脱碳渣的复合脱磷剂及其制备方法和应用 |
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- 2022-06-07 CN CN202210634998.5A patent/CN114908221B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08120321A (ja) * | 1994-10-24 | 1996-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶湯中のリンを低減する高純度鋼溶湯の製造方法 |
| CN1331347A (zh) * | 2000-03-16 | 2002-01-16 | 陈延东 | 超高功率电炉炼钢喷粉冶金工艺 |
| CN107419061A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-12-01 | 华北理工大学 | 转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法 |
| CN107502702A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-12-22 | 北京科技大学 | 一种全废钢电弧炉洁净化快速冶炼方法 |
| CN113337664A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-03 | 华北理工大学 | 基于脱碳渣的复合脱磷剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王新成, 俞海明: "电弧炉脱[S][P]和[Pb][Zn]的操作实践", 特殊钢, no. 04, pages 44 - 45 * |
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| CN114908221B (zh) | 2023-10-31 |
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