CN116219118A - 一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，属于炼钢工艺技术领域，所述渣系的造渣材料包括成分：石灰40‑60kg/t·钢、矿石35‑40kg/t·钢、轻烧白云石0‑5kg/t·钢，通过降低钢渣中MgO含量来降低钢渣中磷的活度系数与提高FeO的活度系数。
Description
技术领域
本申请涉及炼钢工艺技术领域，尤其涉及一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系。
背景技术
目前国内外冶炼低磷钢冶炼工艺与技术比较成熟，效率较高的方法一般采用转炉双联法进行冶炼。转炉双联法是脱磷阶段结束后出半钢，将高磷含量的钢渣与钢水分离，预脱磷的铁水重回转炉或兑入其他转炉的冶炼方法，脱磷结束一般铁水碳含量在3.0％左右，铁水中磷含量在0.030％左右；脱磷期结束后出钢实现钢水与钢渣分离，双联法在日本、韩国、中国被广泛应用。
转炉低磷钢冶炼常用炼钢渣系为高碱度(R≥4.0)、高氧化铁含量(FeO：20％-30％)钢渣，为了保护炉衬钢渣中氧化镁含量高，钢渣MgO含量在6％-12％之间，整个脱磷结束钢水磷含量控制在20-40ppm。
目前未发现转炉低磷钢炼钢有使用基于低MgO(MgO％≤4.5％)的转炉炼钢渣系的研究与报道。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系。
第一方面，本申请提供了一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，铁水磷含量为0.075％-0.090％，所述渣系的造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢。
可选的，铁水磷含量为0.080％，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰58kg/t·钢、矿石35kg/t·钢、轻烧白云石5kg/t·钢。
可选的，铁水磷含量为0.083％，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰55kg/t·钢、矿石36kg/t·钢、轻烧白云石4.5kg/t·钢。
可选的，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
第二方面，本申请提供了一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，包括：
采用顶底复吹转炉双渣法进行冶炼，控制铁水磷含量为0.075％-0.090％，并加入造渣材料，且控制终渣的MgO的重量含量低于4.5％，第一批渣料加入量占渣料总加入量的55-65％；所述造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢；
冶炼设定时间后进行倒渣，其中，倒渣速度为设定速度；
半钢倒渣结束后继续冶炼，加入造渣辅料，控制出钢碳含量低于0.035％，控制出钢温度为设定温度，其中，顶吹供气强度为第一设定强度，枪位为1.7m-2.3m且先高后低；
底吹冶炼末期最大供气强度为第二设定强度，并控制转炉终点钢渣成分。
可选的，所述设定时间为4-5min，所述设定速度为2-2.5°/S。
可选的，所述造渣辅料包括成分：石灰和/或矿石，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
可选的，所述设定温度为1600℃-1650℃，所述第一设定强度3.0-3.8Nm3/min/t，所述第二设定强度为0.1Nm3/min/t。
可选的，所述转炉终点钢渣成分包括：MgO≤4.5％、MnO≤1.5％、CaO：40-50％、SiO2：2-10％、FeO：15％-30％、Al2O3、CaF2、S、P2O5。
可选的，所述钢渣碱度R＝重量％CaO/重量％SiO2≥6。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请提供的一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系和炼钢方法，通过降低钢渣中MgO含量来降低钢渣中磷的活度系数与提高FeO的活度系数。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
第一方面，本申请提供了一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，铁水磷含量为0.075％-0.090％，所述渣系的造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢。
石灰主要成分为CaO，矿石主要成分为FeO、含有少量SiO2；示例性的，石灰可以是40kg/t·钢、41kg/t·钢、42kg/t·钢、43kg/t·钢、44kg/t·钢、45kg/t·钢、46kg/t·钢、47kg/t·钢、48kg/t·钢、49kg/t·钢、50kg/t·钢、51kg/t·钢、52kg/t·钢、53kg/t·钢、54kg/t·钢、55kg/t·钢、56kg/t·钢、57kg/t·钢、58kg/t·钢、59kg/t·钢、60kg/t·钢，矿石可以为35kg/t·钢、36kg/t·钢、37kg/t·钢、
38kg/t·钢、39kg/t·钢、40kg/t·钢，轻烧白云石0.5kg/t·钢、1kg/t·钢、
1.5kg/t·钢、2kg/t·钢、2.5kg/t·钢、3kg/t·钢、3.5kg/t·钢、4kg/t·钢、
4.5kg/t·钢、5kg/t·钢。
石灰的积极效果是：提高碱度，降低磷的活度系数，有利于脱磷，用量过高的不利影响是渣量大、不利于熔池搅拌，钢渣不容易熔化，用量过低的不利影响是碱度低不利于脱磷；
矿石的积极效果是：增加渣中FeO提高钢渣氧化性，用量过高的不利影响是熔池温度低，用量过低的不利影响是钢渣不容易熔化、钢渣氧化性低；
轻烧白云石的积极效果是：有利于炉衬的维护，用量过高的不利影响是提高了磷的活度系数、钢渣粘度大不利于化渣，用量过低的不利影响是不利于炉衬维护。
在一些实施方式中，铁水磷含量为0.080％，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰58kg/t·钢、矿石35kg/t·钢、轻烧白云石5kg/t·钢。
在一些实施方式中，铁水磷含量为0.083％，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰55kg/t·钢、矿石36kg/t·钢、轻烧白云石4.5kg/t·钢。
在一些实施方式中，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
第二方面，本申请提供了一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，包括：
采用顶底复吹转炉双渣法进行冶炼，控制铁水磷含量为0.075％-0.090％，并加入造渣材料，且控制终渣的MgO的重量含量低于4.5％，第一批渣料加入量占渣料总加入量的55-65％；所述造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢；
冶炼设定时间后进行倒渣，其中，倒渣速度为设定速度；
半钢倒渣结束后继续冶炼，加入造渣辅料，控制出钢碳含量低于0.035％，控制出钢温度为设定温度，其中，顶吹供气强度为第一设定强度，枪位为1.7m-2.3m且先高后低；
底吹冶炼末期最大供气强度为第二设定强度，并控制转炉终点钢渣成分。
在一些实施方式中，所述设定时间为4-5min，所述设定速度为2-2.5°/S。
在一些实施方式中，所述造渣辅料包括成分：石灰和/或矿石，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
在一些实施方式中，所述设定温度为1600℃-1650℃，所述第一设定强度3.0-3.8Nm3/min/t，所述第二设定强度为0.1Nm3/min/t。
在一些实施方式中，所述转炉终点钢渣成分包括：MgO≤4.5％、MnO≤1.5％、CaO：40-50％、SiO2：2-10％、FeO：15％-30％、Al2O3、CaF2、S、P2O5。
在一些实施方式中，所述钢渣碱度R＝(重量％CaO)/(重量％SiO2)≥6。
下面结合具体的实施例和实验数据，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1：
采用200t顶底复吹转炉双渣法进行冶炼，铁水磷含量0.080％，石灰加入量吨钢58kg，矿石加入量在吨钢35kg，轻烧白云石等加入量5kg/t，终渣MgO按低于4.5％控制，第一批渣料加入量占总加入量的60％。冶炼4.5min后倒渣，倒渣速度按照2.4°/S进行，倒渣量经测量7.25t，半钢倒渣结束后继续冶炼，加入剩余造渣辅料，出钢碳含量0.030％左右控制，出钢温度控制在1605℃。顶吹供气强度按照3.0-3.8Nm3/min/t进行吹炼，枪位按照常规低碳钢冶炼方式进行，枪位控制在1.7-2.3米进行控制，先高后低。底吹冶炼末期最大供气强度按照0.1Nm3/min/t。
表1转炉终点成分与温度控制
表2转炉终点钢渣成分控制
实施例2：
采用200t顶底复吹转炉双渣法进行冶炼，铁水磷含量0.083％，石灰加入量吨钢55kg，矿石加入量在吨钢36kg以上，轻烧白云石等加入量4.5kg/t，终渣MgO按低于4.5％控制，第一批渣料加入量占总加入量的60％。冶炼4.3min后倒渣，倒渣速度按照2.25°/S进行，倒渣量经测量7.75t，半钢倒渣结束后继续冶炼，加入剩余造渣辅料，出钢碳含量0.030％左右控制，出钢温度控制在1600℃。顶吹供气强度按照3.0-3.8Nm3/min/t进行吹炼，枪位按照常规低碳钢冶炼方式进行，枪位控制在1.7-2.3米进行控制，先高后低。底吹冶炼末期最大供气强度按照0.1Nm3/min/t。
表3转炉终点成分与温度控制
表4转炉终点钢渣成分控制
| 组分 | FeO％ | CaO％ | SiO2％ | MnO％ | MgO％ | P2O5％ | Al2O3％ | 其他 | R |
| 成分 | 25.09 | 48.34 | 6.52 | 1.17 | 3.34 | 1.18 | 1.21 | 13.15 | 7.4 |
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，铁水磷含量为0.075％-0.090％，其特征在于，所述渣系的造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢。
2.根据权利要求1所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，铁水磷含量为0.080％，其特征在于，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰58kg/t·钢、矿石35kg/t·钢、轻烧白云石5kg/t·钢。
3.根据权利要求1所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，铁水磷含量为0.083％，其特征在于，所述渣系的造渣材料的重量份数如下：石灰55kg/t·钢、矿石36kg/t·钢、轻烧白云石4.5kg/t·钢。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系，其特征在于，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
5.一种低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，包括：
采用顶底复吹转炉双渣法进行冶炼，控制铁水磷含量为0.075％-0.090％，并加入造渣材料，且控制终渣的MgO的重量含量低于4.5％，第一批渣料加入量占渣料总加入量的55-65％；所述造渣材料包括成分：石灰40-60kg/t·钢、矿石35-40kg/t·钢、轻烧白云石0-5kg/t·钢；
冶炼设定时间后进行倒渣，其中，倒渣速度为设定速度；
半钢倒渣结束后继续冶炼，加入造渣辅料，控制出钢碳含量低于0.035％，控制出钢温度为设定温度，其中，顶吹供气强度为第一设定强度，枪位为1.7m-2.3m且先高后低；
底吹冶炼末期最大供气强度为第二设定强度，并控制转炉终点钢渣成分和钢渣碱度。
6.根据权利要求5所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，所述设定时间为4-5min，所述设定速度为2-2.5°/S。
7.根据权利要求5所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，所述造渣辅料包括成分：石灰和/或矿石，所述矿石为如下至少一种：铁矿石、烧结矿、球团矿、富含FeO的污泥球。
8.根据权利要求5所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，所述设定温度为1600℃-1650℃，所述第一设定强度3.0-3.8Nm3/min/t，所述第二设定强度为0.1Nm3/min/t。
9.根据权利要求5所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，所述转炉终点钢渣成分包括：MgO≤4.5％、MnO≤1.5％、CaO：40-50％、SiO2：2-10％、FeO：15％-30％、Al2O3、CaF2、S、P2O5。
10.根据权利要求5所述的低MgO含量的超高磷分配比转炉炼钢渣系的炼钢方法，其特征在于，所述钢渣碱度R＝重量％CaO/重量％SiO2≥6。
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