一種轉爐高效脫磷的工藝制造技術

一種轉爐高效脫磷的工藝，屬于轉爐煉鋼技術領域，該工藝中，轉爐終點爐渣并不倒出，用于下一爐次的脫磷，為了提高循環爐次中脫磷階段的冶煉效果，通過控制脫磷階段槍位、供氧、造渣技術手段，實現利用轉爐終點爐渣高效脫磷，可節約石灰消耗量，提高轉爐脫磷效果，與常規工藝相比，該工藝可節約石灰消耗量40%-60%，節約輕燒白云石消耗量40-46%，而轉爐終點鋼水中磷的質量分數為0.006%以下。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于轉爐煉鋼
，特別是提供了一種轉爐高效脫磷的工藝。
技術介紹
對于傳統轉爐煉鋼法，每爐冶煉出鋼后爐渣全部倒出。進行下一爐冶煉時，重新加入石灰等各種爐料，這種操作模式石灰消耗量大、成本高。因而，利用轉爐冶煉終點的爐渣繼續脫磷，是能夠解決傳統轉爐操作石灰消耗量大的最好方法。在傳統轉爐生產中，為了達到脫磷效果，吹煉開始后向轉爐加入石灰等造渣，加入的渣料中基本不含P2O5。而采用轉爐終點爐渣留在爐內進行脫磷時，爐渣中已經具有1.5%左右的P2O5，和傳統工藝相比，由于鋼水與爐渣中的P2O5濃度梯度不同，如果采用和傳統工藝相同的吹煉工藝，脫磷速度較慢，很難達到與傳統工藝相同的脫磷效果。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對轉爐終點爐渣應用于脫磷階段的情況，提供一種轉爐高效脫磷的工藝，實現利用轉爐終點爐渣高效脫磷，可節約石灰消耗量，提高轉爐脫磷效果。本專利技術的技術解決方案是：一種轉爐高效脫磷的工藝，轉爐雙渣冶煉工藝包括加入廢鋼、鐵水→轉爐吹煉脫磷→倒脫磷爐渣→轉爐吹煉脫碳→轉爐出鋼同時留渣。脫磷階段供氧、調渣控制操作步驟如下：?⑴轉爐脫磷階段采用低槍位操作，頂吹氧槍槍位按照下式控制：H=3.23×h-2+1.3，其中：H為槍位，m；h為熔池深度，m；頂吹氧氣頂吹攪拌強度為：3.0-3.5Nm3/min/t鋼，脫磷吹煉時間控制在4-5分鐘；⑵脫磷吹煉開始后2-3min時，加入燒結礦，控制爐渣中FeO的質量百分數為9%-15%；⑶控制脫磷爐渣二元堿度為1.2-1.8；⑷倒出脫磷爐渣的50%-60%，進行脫碳階段操作。本專利技術所述一種轉爐高效脫磷的工藝，由于轉爐吹煉終點爐渣中的P2O5質量分數一般在1.5%左右，出鋼溫度在1600℃以上。在工藝控制方面，轉爐吹煉終點的爐渣與鋼液中的磷含量相對穩定，爐渣基本已經不具備脫磷能力，但是脫磷反應屬于吸熱反應，如果溫度降低，轉爐終點爐渣會重新具備脫磷能力。與轉爐終點相比，在轉爐吹煉開始前，鐵水內的磷含量較高，溫度較低，轉爐終點爐渣在脫磷階段使用時，能夠重新具有脫磷效果，因此轉爐出鋼結束后終點爐渣留在爐內能夠重新發揮脫磷效果。鑒于轉爐終點爐渣的熱力學特點，為了能夠有效利用轉爐終點爐渣脫磷，本專利技術的目的就在于提供工藝過程中動力學、熱力學參數的控制要領，以實現利用轉爐終點爐渣高效脫磷。傳統理論研究脫磷的關鍵在于：較低的熔池溫度、較高的爐渣堿度、高的氧化性等。在生產過程中，為了實現脫磷效果，從以下幾個方面控制實現磷含量的控制：（1）控制爐渣中含有高的FeO含量，實現磷的氧化；（2）提高爐渣堿度，（3）低溫出鋼。當采用轉爐終點爐渣應用于脫磷階段脫磷時，由于渣中P2O5含量較高，為了達到脫磷目的，應當提供良好的動力學條件，加強熔池的攪拌。所以，本工藝采用頂吹氧槍低槍位、高供氧強度吹煉技術，脫磷階段氧槍槍位較常規轉爐吹煉前期槍位降低100~200mm，供氧強度保持在3.0-3.5Nm3/min/t以上，以通過加強頂吹氧氣流對熔池攪拌促進鐵水中溶解的[P]向渣/鐵界面傳輸，彌補吹煉前爐渣中已經有1.5%的P2O5含量引起的濃度梯度導致的傳質較慢問題。針對低槍位、高供氧速率吹煉會引起渣中FeO含量降低，隨著爐渣中FeO含量降低，鋼水的間接氧化作用減弱，爐渣的流動性也會受到影響，為了彌補該問題，本工藝脫磷階段提高了鐵礦石加入量和加入批次，以保證能夠在加強熔池攪拌同時，渣中具有足夠的FeO含量（9%-15%），以獲得良好的熱力學脫磷效果。本專利技術的技術效果：采用本研究開發的高效脫磷工藝，脫磷階段結束，脫磷率平均為≥55%，在所留爐渣P2O5含量1.5%以上情況下，超過了常規轉爐吹煉前期的脫磷率。由于脫磷階段脫磷效率高，脫磷結束爐渣中P2O5的質量百分數可達到2%-2.7%，脫碳階段終點鋼水中磷的質量分數可脫除至≤0.0060%，這充分說明該工藝具有良好的脫磷效果，能夠滿足除少數超低磷鋼種（如抗酸管線鋼）外絕大多數鋼種磷含量控制要求。具體實施方式本專利技術的主要工藝包括以下內容：（1）?????????????轉爐出鋼結束后，不倒渣，爐渣留在磚爐內，供下一爐吹煉階段脫磷使用；（2）?????????????轉爐脫磷階段采用低槍位操作，頂吹氧槍槍位按照下式控制：H=3.23×h-2+1.3，其中：H為槍位，m；h為熔池深度，m；在實際的生產過程中，槍位與氧槍的設計參數、氧槍氣體壓力、轉爐形狀等因素有關，根據不同轉爐的氧槍以及轉爐各相關參數的特征值，回歸之后，得到采用常規工藝轉爐煉鋼時，槍位與熔池深度的關系為：H=3.23×h-2+1.5。本工藝中，采取低槍位操作，以加大氧槍頂吹氣體對熔池的攪拌，在大量實驗的基礎上，得到低槍位脫磷時，槍位應當按照H=3.23×h-2+1.3控制，同時，配合頂吹氧氣攪拌強度為：3.0-3.5Nm3/min/t鋼，脫磷吹煉時間控制在4-5分鐘；（3）?????????????脫磷吹煉開始后2-3min時，加入燒結礦，控制爐渣中FeO的質量百分數為9%-15%；增加爐渣中的FeO含量的主要目的是：當爐渣中FeO的質量百分數達到9%-15%時，爐渣的氧化性強，可達到氧化脫磷要求；（4）?????????????爐渣二元堿度控制為1.2-1.8，脫磷階段由于采用了低槍位操作，鋼水的動力學條件很好，不需要靠加入大量石灰，提高堿度來脫磷，不但節約了原料，也增加了爐渣的流動性；（5）?????????????倒出脫磷爐渣的50%-60%，進行脫碳階段操作。?下表1至表8列出了本專利技術在210噸和100噸頂底復吹轉爐上生產低磷鋼水時的關鍵參數實例。但本專利技術的保護范圍并不僅限于以下實施例。表1??210噸復吹轉爐頂吹工藝關鍵參數爐次轉爐槍位，m頂吹攪拌強度，Nm3/min/t脫磷吹煉時間，min12.43.34.222.23.34.532.33.54.6表2?210噸轉爐燒結礦加入工藝關鍵參數爐次吹煉開始時刻加入燒結礦時刻燒結礦加入量，t脫磷渣中FeO質量分數，%脫磷階段倒渣比例，%118:27:3218:29:451.89.3552203：05:0503:07:322.314.3258304：52:1704:54:572.112.7553表3??210噸轉爐終點鋼水成分控制水平表4??210噸轉爐冶煉渣料消耗控制水平爐次實際消耗石灰，kg/噸鋼傳統工藝消耗石灰，kg/噸鋼節約石灰用量，%實際消耗輕燒白云石，kg/噸鋼傳統工藝消耗輕燒白云石，kg/噸鋼節約輕燒白云石用量，%124.2555610.317.842223.452559.416.543322.748538.715.945表5??100噸復吹轉爐頂吹工藝關鍵參數爐次轉爐槍位，m頂吹攪拌強度，Nm3/min/t脫磷吹煉時間，mina1.23.44.6b1.23.34.3c1.33.54.1表6?100噸轉爐燒結礦加入工藝關鍵參數爐次吹煉開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種轉爐高效脫磷的工藝，轉爐雙渣冶煉工藝包括加入廢鋼、鐵水→轉爐吹煉脫磷→倒脫磷爐渣→轉爐吹煉脫碳→轉爐出鋼同時留渣，其特征在于：脫磷階段供氧、調渣控制操作步驟如下：？（1）轉爐脫磷階段采用低槍位操作，頂吹氧槍槍位按照下式控制：H=3.23×h？2+1.3，其中：H為槍位，m；h為熔池深度，m；頂吹氧氣頂吹攪拌強度為：3.0？3.5Nm3/min/t鋼，脫磷吹煉時間控制在4？5分鐘；（2）脫磷吹煉開始后2？3min時，加入燒結礦，控制爐渣中FeO的質量百分數為9%？15%；（3）控制脫磷爐渣二元堿度為1.2？1.8；（4）倒出脫磷爐渣的50%？60%，進行脫碳階段操作。

【技術特征摘要】
1.一種轉爐高效脫磷的工藝，轉爐雙渣冶煉工藝包括加入廢鋼、鐵水→轉爐吹煉脫磷→倒脫磷爐渣→轉爐吹煉脫碳→轉爐出鋼同時留渣，其特征在于：脫磷階段供氧、調渣控制操作步驟如下：?
（1）轉爐脫磷階段采用低槍位操作，頂吹氧槍槍位按照下式控制：H=3.23×h-2+1.3，其中：H為槍位，m；h為熔池深度，m；頂吹...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱國森，李海波，王新華，王建偉，呂迺冰，崔陽，包春林，何肖飛，劉國梁，呂延春，王文軍，姜仁波，南曉東，
申請(專利權)人：首鋼總公司，
類型：發明
國別省市：