CN115612777A - 高效脱磷的转炉清洁冶炼方法 - Google Patents

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聂文金
王志福
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Jiangsu Shagang Group Co Ltd
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Abstract

本发明涉及高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，包括步骤：将高炉铁水和废钢加入转炉中；向转炉中进行吹氧，向转炉中添加白云石；在进入硅锰氧化期时，向转炉中添加氧化铁皮以及白云石；碳氧反应开始约30S‑50S进行倒渣；向转炉中进行吹氧，向转炉中添加石灰以及萤石；在进入碳氧反应期时，向转炉中进行吹氧，向转炉中添加氧化铁皮以及石灰；碳氧反应期结束后，测温测成分后倒渣，然后出钢。采用氧化铁脱磷后，同时加入一定量的生白云石，白云石富含碳碳酸镁和碳酸钙，其受热分解成氧化钙可以稳定磷，分解出的氧化镁可以保护转炉炉衬。另外，白云石可以降低炉温，有利于脱磷反应进行。本发明能够降低石灰消耗量以及能够提高脱磷效率。

Description

高效脱磷的转炉清洁冶炼方法
技术领域
本发明属于冶金中的转炉炼钢技术领域，具体涉及一种高效脱磷的转炉清洁冶炼方法。
背景技术
目前的冶金行业中，转炉冶炼中的主要问题为脱磷。现有的脱磷工艺主要采用大量的石灰来进行反应，生成磷酸钙进行祛除钢种磷元素，该工艺石灰消耗量大，脱磷利用率差。
基于上述的问题，有必要提供一种能够降低石灰消耗量以及能够提高脱磷效率的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，它能够降低石灰消耗量以及能够提高脱磷效率。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，包括步骤：
S1：将高炉铁水和废钢加入转炉中；
S2：向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的白云石；
S3：在进入硅锰氧化期时，向所述转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的氧化铁皮以及白云石；
S4：硅锰氧化期结束后，在碳氧反应开始约30S-60S进行倒渣；
S5：向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加石灰以及萤石；
S6：在进入碳氧反应期时，向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加氧化铁皮以及石灰；
S7：碳氧反应期结束后，测温测成分后倒渣，然后出钢。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，控制脱磷碱度为2.0-3.0。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，控制脱磷温度为1450-1550℃。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，控制氧化铁含量为15％-20％。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，根据铁水温度和铁水硅、铁水锰计算出硅锰氧化后熔池温度，熔池温度＝铁水温度-废钢温度(30*30)+硅氧化温度(硅百分比*152)+锰氧化温度(47*锰百分比))。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，以石灰/二氧化硅＝2.5为目标计算出轻烧白云石的加入量。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，根据计算出的熔池温度，选择加入轻烧白云石以及氧化铁皮的时间，若熔池温度不到1500℃，可根据碳的发热反应计算出加入轻烧白云石以及氧化铁皮的时间，若温度达到1500℃，在硅锰氧化结束时就加入轻烧白云石以及氧化铁皮。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，若熔池温度高于1550℃，通过补加石灰来进行降温以及提升碱度。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，借助于炉膛内的烟气分析设备判断硅和锰的氧化是否完成。
优选地，在上述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法中，通过一氧化碳的含量来判定硅和锰的氧化是否完成。
本发明的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法的有益效果在于：采用氧化铁脱磷后，同时加入一定量的生白云石，白云石富含碳酸镁和碳酸钙，其受热分解成氧化钙可以与钢渣中的磷铁盐反应生成稳定的磷酸钙，其受热分解的氧化镁可以保护转炉炉衬。另外，白云石可以降低炉温，有利于脱磷反应进行。本发明能够降低石灰消耗量以及能够提高脱磷效率。
附图说明
图1是本发明实施例高效脱磷的转炉清洁冶炼方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
如图1所示，本实施例公开了一种高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，该高效脱磷的转炉清洁冶炼方法围绕转炉脱磷工艺。转炉炼钢原料为：铁水+废钢+氧气。铁水中的磷含量，温度以及硅含量是不受控控制的，废钢中的磷含量以及硅含量也是未知状态，能够得到的信息为：废钢重量、铁水重量、铁水温度以及铁水成分。
该高效脱磷的转炉清洁冶炼方法包括步骤：
S1：将高炉铁水和废钢加入转炉中；
S2：向转炉中进行吹氧，向转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的白云石；
S3：在进入硅锰氧化期时，向转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的氧化铁皮以及白云石；
S4：硅锰氧化期结束后，在碳氧反应开始约30S-60S进行倒渣；
S5：向转炉中进行吹氧，向转炉中添加石灰以及萤石；
S6：在进入碳氧反应期时，向转炉中进行吹氧，向转炉中添加氧化铁皮以及石灰；
S7：碳氧反应期结束后，测温测成分后倒渣，然后出钢。
在上述过程中，脱磷的控制核心条件：碱度(CaO/SiO2)＝2.0-3.0；温度控制：1450-1550℃；氧化铁含量：15％-20％。
上述过程涉及到的理论信息见表一和表二：
表一
Figure BDA0003901739050000031
表二
Figure BDA0003901739050000032
上述过程中，炼钢过程吹氧，基本先氧化硅、锰、再氧化碳、所以根据铁水温度和铁水硅、铁水锰计算出硅锰氧化后熔池温度。该计算由计算机软件完成(软件计算公式为：熔池温度＝铁水温度-废钢温度(30*30)+硅氧化温度(硅百分比*152)+锰氧化温度(47*锰百分比))；
上述过程中计算碱度，硅的百分比含量可以计算出氧化后SiO2的重量，然后计算出轻烧白云石分解出的石灰的量，以石灰/二氧化硅＝2.5为目标计算出轻烧白云石的加入量；
上述过程中，将轻烧白云石的加入量影响的温度冷却效应算入，后计算氧化铁皮的加入量。氧化铁皮加入主要作用稀释炉渣和未脱磷提供阴离子，其发热效应与冷却效应扣除后会使熔池温度降低约12℃每10公斤/吨。
最后，根据计算出的熔池温度，选择加入轻烧白云石以及氧化铁皮的时机，若熔池温度不到1500℃，可根据碳的发热反应计算出加入时机，若温度在1500℃附近，即硅锰氧化结束时就加入上述物料；若温度高于1550℃，可以利用石灰的冷却效应，补加石灰来进行降温和提升碱度。
上述过程中，判断硅和锰的氧化是否完成借助于炉膛内的烟气分析设备，主要测定一氧化碳的含量来判定。
理论依据：脱磷反应为P+FeO→FeO.P2O5，但是该反应为放热反应，生成物高温状态下不稳定，需要用石灰来进行FeO.P2O5+CaO→CaO.P2O+Fe。本发明专利采用氧化铁脱磷后，同时加入一定量的生白云石，白云石富含碳酸镁和碳酸钙，其受热分解成氧化钙可以与钢渣中的磷铁盐反应生成稳定的磷酸钙，其受热分解的氧化镁可以保护转炉炉衬。另外，白云石可以降低炉温，有利于脱磷反应进行。最后将其含有富磷的渣料倒掉后再进行冶炼。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于，包括步骤：
S1：将高炉铁水和废钢加入转炉中；
S2：向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的白云石；
S3：在进入硅锰氧化期时，向所述转炉中添加铁水重量和废钢重量之和的千分之一的氧化铁皮以及白云石；
S4：硅锰氧化期结束后，在碳氧反应开始约30S-60S进行倒渣；
S5：向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加石灰以及萤石；
S6：在进入碳氧反应期时，向所述转炉中进行吹氧，向所述转炉中添加氧化铁皮以及石灰；
S7：碳氧反应期结束后，测温测成分后倒渣，然后出钢。
2.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：控制脱磷碱度为2.0-3.0。
3.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：控制脱磷温度为1450-1550℃。
4.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：控制氧化铁含量为15％-20％。
5.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：根据铁水温度和铁水硅、铁水锰计算出硅锰氧化后熔池温度，熔池温度＝铁水温度-废钢温度(30*30)+硅氧化温度(硅百分比*152)+锰氧化温度(47*锰百分比))。
6.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：以石灰/二氧化硅＝2.5为目标计算出轻烧白云石的加入量。
7.根据权利要求5所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：根据计算出的熔池温度，选择加入轻烧白云石以及氧化铁皮的时间，若熔池温度不到1500℃，可根据碳的发热反应计算出加入轻烧白云石以及氧化铁皮的时间，若温度达到1500℃，在硅锰氧化结束时就加入轻烧白云石以及氧化铁皮。
8.根据权利要求7所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：若熔池温度高于1550℃，通过补加石灰来进行降温以及提升碱度。
9.根据权利要求1所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：借助于炉膛内的烟气分析设备判断硅和锰的氧化是否完成。
10.根据权利要求9所述的高效脱磷的转炉清洁冶炼方法，其特征在于：通过一氧化碳的含量来判定硅和锰的氧化是否完成。
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