CN116377172B - 一种转炉高效脱磷的操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉高效脱磷的操作方法，转炉前期选择氧化温度1480℃，在转炉前期的硅锰氧化期间，转炉总体的枪位控制模式为：高1600mm→低1200mm→高1600mm→低1200mm。下枪之前先加入白云石或镁球，下枪后加入镁球或白云石、石灰。硅锰氧化期平均枪位在1200—1600mm之间，硅锰氧化期在500—800Nm³氧量之间，在氧步的设定上，开始吹炼到第一次降枪的氧量为800Nm³，熔池温度从1300℃升至1480℃，转炉渣料控制：石灰用量在45‑60kg/t之间终点脱磷率趋于稳定，设定点火枪位2200mm。通过增加底吹流量，提高磷的传质，达到终点进一步脱磷。

Description

一种转炉高效脱磷的操作方法

技术领域

本发明涉及一种转炉高效脱磷的操作方法。

背景技术

钢铁企业有自身的矿山，铁矿中含磷量较高，通过选矿除磷，高炉按一定量的配矿后（自产矿30％），冶炼出来的铁水含磷量较高，一般在0.15％以上，最高磷含量为0.25％。对大多数钢材来说，磷对钢材质量有着不利的影响，同时用户对纯净钢质量要求的不断提高，近年以来，各大钢铁企业致力于研究铁水的预处理脱磷问题，开发了各种处理方法。根据所用容器的不同，可分为两类：一种是采用铁水预处理方法；另一种是在转炉内进行脱磷的方法。这两种方法在工业上均得到了实际应用。进入90年代以来，国外的一些钢厂进行了许多用转炉进行铁水脱磷预处理的研究，并纷纷采用了在转炉内进行铁水脱磷的方法。虽然转炉脱磷有许多研究，但是对中高磷铁水条件下冶炼低磷或超低磷钢的研究国内外都比较少，欧洲在80年代前有冶炼高磷铁水的经验，但当时主要采用大炉容比，原料消耗也非常高，对现在的指导性比较小。国内对中磷铁水的研究主要集中在理论上，工业生产上的应用还在非常初步的状态，国内与国外在理论研究转化为操作模式在生产中的应用中存在相当大的差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉高效脱磷的操作方法，通过增加底吹流量，提高磷的传质，达到终点进一步脱磷的作用，在转炉提枪后，利用转炉的强后搅进行进一步脱磷，使得钢水成品磷含量比终点磷更低。

本发明采用的技术方案是，一种转炉高效脱磷的操作方法，按照下列步骤实施：

1）.转炉前期控制：在标准状态下，选择氧化温度约1480℃，加料原则：入炉辅料加入越早越好，转炉物料开吹时尽可能全部加完入第一批料，第二批在第一批化透情况下及时加入；枪位控制原则：为了便于脱磷，转炉的总体的枪位控制模式为：高1600mm→低1200mm→高1600mm→低1200mm，下枪之前先加入白云石或镁球，下枪后加入镁球或白云石、石灰，操作步骤为：加入白云石→开始吹炼→点火→降裙罩→加镁球和石灰；硅锰氧化期平均枪位在1400mm，硅锰氧化期在500—800Nm³氧量之间，开始吹炼到第一次降枪的氧量为800Nm³，熔池温度从1300℃升至1480℃，转炉脱碳期在3000Nm³氧量左右，硅锰氧化后，温度从1300℃升至1480℃；

2）.转炉渣料控制：铁水磷含量在0.120％－0.170％之间，随着铁水磷含量增加，脱磷率增加较快；在低于0.14％和高于0.17％时，脱磷率较为平缓；在磷含量在0.17％左右时，需要在67kg/吨基础上进一步提供石灰用量，才能满足品种钢对磷的要求，按出钢磷0.015％计，此时转炉的脱磷率在91％以上；

3）.随着石灰用量的变化，转炉一倒脱磷率高，即石灰用量在45-60kg/t之间；

4）.在石灰质量不好，石灰的活性度低于280ml时，石灰加入量增加1.0-1.5吨，在加入时前期开吹前加入70%，尽可能在2000Nm³前加入石灰量的90%或全部加入,在底吹效果差，熔池大，枪位适当提高100mm，基本枪位为1700mm;

5）.转炉枪位控制：设定点火枪位2200mm，点击吹炼点、启动自动按钮冶炼下枪，氧枪3300mm处自动开氧，在点火枪位确认火焰正常，向炉内投放第一批渣料，再分1-2次逐步降枪至开吹枪位1400-1600mm、90秒完成此过程，流量控制在24000-26000Nm³/h；当火焰明显变明亮，CO分析仪浓度达到30～35%时，炉内碳氧开始剧烈反应，首先高枪至1800mm，然后加第二批渣料入炉，火焰平稳后下至1600mm进入冶炼中期；冶炼中期一助手枪位控制在1400-1800mm，通过观察炉口火焰，根据火焰情况，调节枪位及配加化渣剂；冶炼中后期调整枪位至1800-2000mm或调整流量至最小流量，同时配加球团、尾渣进行化渣，炉渣化透后调整枪位至1400-1600mm并恢复流量26000-28000Nm³/h进入冶炼后期；冶炼后期一助手设定拉碳枪位900mm，降枪时间大于等于60秒。

镇静强搅拌脱磷工艺：

强后搅是在转炉终点提枪后进行，转炉强后搅为了利用转炉终点高氧化性，在底吹搅拌强度增大的情况下，进行进一步脱磷，转炉单渣脱磷要达到高脱磷率，终点脱磷达到或接近理论的平衡，而终点的脱磷的限制性环节是磷的传质，随着转炉终点钢水碳含量的降低，转炉熔池的搅拌能下降，通过增加底吹流量，提高磷的传质，达到终点进一步脱磷的作用，在转炉提枪后，利用转炉的强后搅进行进一步脱磷，使得钢水成品磷含量比终点磷更低。

通过发明一种转炉高效脱磷的操作方法，在转炉较低脱磷效果、高消耗、高成本的基础上，依靠合理的底吹工艺以及配合恰当的供氧、造渣制度，优化冶炼过程的动力学和热力学条件，加快和均衡炼钢反应，使冶炼过程控制稳定，转炉的脱磷效果有了较大的提高，并使得转炉的辅料和钢铁料消耗有所降低，拓宽了高磷铁水冶炼的品种。因此通过设置停吹后的短时间大流量底吹搅拌来促进脱磷反应的进行。针对原料铁水中磷含量较高的特点，要改善冶炼过程操作，应该从成渣路线和提高熔池搅拌能力两方面进行改进。

在成渣路线方面，由于冶炼含磷较高铁水，应该采用铁质成渣路线。即在整个吹炼过程中炉渣(∑FeO)含量保持较高的水平。这就要求在炼钢过程中，供氧强度、枪位等参数配合较好，提高渣中(∑FeO)含量，促使石灰尽快溶解。

提高熔池搅拌能力，可以使渣－钢间磷的反应接近平衡。而要提高熔池搅拌能力，还是要从吹炼工艺参数入手，使顶吹供氧强度、枪位、底吹强度在熔池搅拌效果和化渣能力上达到较好的配合，从而得到较好的冶炼效果。尤其冶炼终点或点吹时，加大底吹供气强度，以保证渣钢充分混合促使渣－钢间磷反应达到或接近平衡。

由于复吹转炉吹炼各期的任务、特点都不一样，相应的工艺操作也不同。因此对针对吹炼的前、中、末期的不同冶炼特点制定不同的吹炼工艺参数。

1.通过采用转炉高效脱磷的操作方法，中磷铁水仍可采用单渣法生产出吹炼终点平均磷含量为0.0107%的较低磷含量的X65等高洁净度钢种，钢中硫含量也较低，减少了钢铁料、渣料的消耗，同时提高转炉终点控制能力减少脱氧合金化过程夹杂物的生成，不仅提高了品种钢的质量，还降低了品种钢对高品质废钢的需求，降低废钢成本。

2.通过采用转炉高效脱磷的操作方法，利用磷的分配比（Lp=(P)/[P]）波动在60～160之间，平均达到98%，平均脱磷率达到92%，减少了因磷高多次补吹而造成过氧化问题，钢水质量明显改善，转炉钢铁料消耗、石灰消耗、氧气消耗等大幅降低，冶炼技术指标明显改善。

3.通过采用转炉高效脱磷的操作方法，氧枪操作趋于稳定，吹炼中氧枪枪位波动幅度小，恒枪时间长，返干现象明显减少且持续时间短，不再出现由于炉渣返干采用氧枪吊吹的现象，使氧枪操作趋于简单，可以降低职工的劳动强度。

具体实施方式

一种转炉高效脱磷的操作方法，操作步骤如下：

1.转炉前期控制：由于磷与碳在不同温度下，出现选择性氧化，在标准状态下，选择氧化温度约1480℃，在此温度以下，磷先与碳氧化，而高于此温度，则磷的氧化受到抑制。而前期（氧耗量小于3000Nm³）温度的高低主要取决于石灰、废钢和冷却剂加入量。

在硅锰氧化期，熔池的温度呈下降趋势，只有延长硅锰氧化期，增加吹氧量，才能增加热量和渣中FeO。根据现场的操作现状在转炉前期的硅锰氧化期间，在操作方面需要关注点：

1)加料原则：入炉辅料加入越早越好，转炉物料开吹时尽可能全部加完入第一批料（组分越多化渣越快），第二批在第一批化透情况下及时加入。

2)枪位控制原则：为了便于脱磷，转炉的总体的枪位控制模式为：高（1600mm）→低（1200mm）→高（1600mm）→低（1200mm）。下枪之前先加入白云石或镁球，下枪后加入镁球或白云石、石灰。操作步骤为：加入白云石→“开始吹炼”→“点火”→降裙罩→加镁球和石灰。

3)硅锰氧化期平均枪位在1400mm，在1200—1600mm之间较为合适。

4)硅锰氧化期在500—800Nm³氧量之间，因此在氧步的设定上，开始吹炼到第一次降枪的氧量为800Nm³。

5)熔池温度从1300℃升至1480℃，转炉脱碳期（即中期）在3000Nm³氧量左右，硅锰氧化后，温度从1300℃升至1480℃，主要的氧化元素为Fe和C，Fe氧化为主要发热来源，C耗氧多，放热量小于Fe。此时炉渣的熔化较为迅速。随着温度升高，C氧化速度迅速增加。

2.转炉渣料控制：

1)使用轻烧白云石时，1吨轻烧白云石相当于0.321吨的石灰，而白云石中含CaO为50%。

2)铁水磷含量在0.120％－0.170％之间，随着铁水磷含量增加，脱磷率增加较快；在低于0.14％和高于0.17％时，脱磷率较为平缓。在磷含量在0.17％左右时，需要提高（在67kg/吨基础上）石灰用量，才能满足品种钢对磷的要求（按出钢磷0.015％），此时转炉的脱磷率在91％以上。

3)随着石灰用量的变化，转炉一倒脱磷率有最佳值，即石灰用量在45-60kg/t之间。石灰量>60kg/t（7.2吨/炉）后一倒脱磷率波动很大。石灰用量在小于45kg/t，转炉的脱磷率波动也很大。但是随着石灰用量的增加，终点脱磷率趋于稳定。

4)石灰加入量多，一倒的脱磷率不稳定，说明前期加入的石灰不能在较短的时间内进行有效的脱磷。

5)在石灰质量不好，石灰的活性度低于280ml时，石灰加入量增加1.0-1.5吨，在加入时前期开吹前加入70%，尽可能在2000Nm³前加入石灰量的90%或全部加入。在底吹效果差，熔池大，枪位适当提高100mm，基本枪位为1700mm。

3.转炉枪位控制：

1)设定点火枪位2200mm。点击吹炼点、启动自动按钮冶炼下枪，氧枪3300mm处自动开氧，在点火枪位确认火焰正常，向炉内投放第一批渣料，再分1-2次逐步降枪至开吹枪位1400-1600mm（90秒完成此过程），流量控制在24000-26000Nm³/h。如发现炉内火焰异常，手动干预烟罩，观察火焰正常后，方能继续下枪；30秒内未打着火必须提枪，倒炉倒出过氧化渣并观察炉内状况后再吹炼。

2)当火焰明显变明亮，CO分析仪浓度达到30～35%时（硅锰氧化结束，碳氧反应开始），炉内碳氧开始剧烈反应，首先高枪至1800mm，然后加第二批渣料入炉，火焰平稳后下至1600mm进入冶炼中期。

3)冶炼中期一助手枪位控制在1400-1800mm，通过观察炉口火焰，根据火焰情况，调节枪位及配加化渣剂。

4)冶炼中后期调整枪位至1800-2000mm或调整流量至最小流量，同时配加球团、尾渣进行化渣，炉渣化透后调整枪位至1400-1600mm并恢复流量26000-28000Nm³/h进入冶炼后期（冶炼中后期易发生“返干”现象，表现为氮封口处“火星”变为密集）。

5)冶炼后期一助手设定拉碳枪位900mm，降枪时间大于等于60秒。

Claims (1)

1.一种转炉高效脱磷的操作方法，其特征在于按照下列步骤实施：

1）.转炉前期控制：在标准状态下，选择氧化温度1480℃，加料原则：入炉辅料加入越早越好，转炉物料开吹时尽可能全部加完入第一批料，第二批在第一批化透情况下及时加入；枪位控制原则：为了便于脱磷，转炉的总体的枪位控制模式为：高1600mm→低1200mm→高1600mm→低1200mm，下枪之前先加入白云石或镁球，下枪后加入镁球或白云石、石灰，操作步骤为：加入白云石→开始吹炼→点火→降裙罩→加镁球和石灰；硅锰氧化期平均枪位在1400mm，硅锰氧化期在500—800Nm³氧量之间，开始吹炼到第一次降枪的氧量为800Nm³，熔池温度从1300℃升至1480℃，转炉脱碳期在3000Nm³氧量，硅锰氧化后，温度从1300℃升至1480℃；

2）.转炉渣料控制：铁水磷含量在0.120％－0.170％之间，随着铁水磷含量增加，脱磷率增加较快；在低于0.14％和高于0.17％时，脱磷率较为平缓；在磷含量在0.17％时，需要在67kg/吨基础上进一步提供石灰用量，才能满足品种钢对磷的要求，按出钢磷0.015％计，此时转炉的脱磷率在91％以上；

3）.随着石灰用量的变化，转炉一倒脱磷率高，即石灰用量在45-60kg/t之间；

4）.在石灰质量不好，石灰的活性度低于280ml时，石灰加入量增加1.0-1.5吨，在加入时前期开吹前加入70%，尽可能在2000Nm³前加入石灰量的90%或全部加入,在底吹效果差，熔池大，枪位适当提高100mm，基本枪位为1700mm;

5）.转炉枪位控制：设定点火枪位2200mm，点击吹炼点、启动自动按钮冶炼下枪，氧枪3300mm处自动开氧，在点火枪位确认火焰正常，向炉内投放第一批渣料，再分1-2次逐步降枪至开吹枪位1400-1600mm、90秒完成此过程，流量控制在24000-26000Nm³/h；当火焰明显变明亮，CO分析仪浓度达到30～35%时，炉内碳氧开始剧烈反应，首先高枪至1800mm，然后加第二批渣料入炉，火焰平稳后下至1600mm进入冶炼中期；冶炼中期一助手枪位控制在1400-1800mm，通过观察炉口火焰，根据火焰情况，调节枪位及配加化渣剂；冶炼中后期调整枪位至1800-2000mm或调整流量至最小流量，同时配加球团、尾渣进行化渣，炉渣化透后调整枪位至1400-1600mm并恢复流量26000-28000Nm³/h进入冶炼后期；冶炼后期一助手设定拉碳枪位900mm，降枪时间大于等于60秒。