專利名稱：利用低溫低硅鐵水在轉爐中冶煉高磷鋼的方法
技術領域：
本發明涉及金屬冶煉，具體屬于利用低溫低硅鐵水在轉爐中冶煉高磷鋼的方法，其適用于50噸以上轉爐冶煉。
背景技術：
對于以高爐-轉爐-爐外精煉為核心流程的鋼鐵冶金流程來說，合適的高爐鐵水溫度和成分是保證該流程順行的基礎。然而，隨著當前鋼鐵企業原料來源日漸多樣化、成本控制壓力越來越大，高爐冶煉所生產的鐵水溫度和成分波動范圍明顯加大、頻次也逐漸增多，特別是低溫低硅的鐵水條件，對轉爐冶煉提出了更高的要求。目前低溫低硅鐵水是轉爐冶煉所要面對的最突出的難題之一。
鐵水是轉爐冶煉過程中熱量的核心來源，鐵水中的硅在轉爐冶煉過程中的氧化反應則是轉爐冶煉過程中熱量的主要化學反應熱來源。低溫低硅鐵水(是指鐵水兌入轉爐前溫度く 1220°C，同時硅含量< O. 25%)直接造成了轉爐冶煉初始溫度和過程熱量來源的較大改變，是轉爐冶煉的非正常條件之一，對轉爐冶煉過程控制、終點溫度和成分命中均有直接影響。首先，由于入爐溫度偏低嚴重，前期化渣可能出現困難；其次，由于鐵水硅含量減少，為了造堿度合適的爐渣，相應的石灰等渣料加入量減少，渣鋼比例減小，在終渣堿度保持穩定、終點溫度達到冶煉要求的情況下，磷的渣鋼分配比變化不大，則脫磷率隨之直接下降，因此，在以低溫低硅鐵水為原料冶煉常規鋼種時，脫磷效果的控制是最大難點之一。目前，以低溫低硅鐵水為原料冶煉普通鋼種時，有多種應對方式，基本上控制方向是通過調整槍位、供氧強度與渣料結構及加入方式等，使冶煉終點成分特別是磷含量、終點溫度等與常規冶煉條件時相當，而維持脫磷率在較高水平、保證低磷出鋼(一般要求鋼液中磷< O. 02%)是核心控制目標，但由于低溫低硅原料條件的極端特點，給轉爐冶煉過程及終點控制帶來較多困難，總體終點溫度、成分命中率水平低于常規冶煉條件的情況。隨著鋼鐵エ業的發展，用戶對鋼材性能的個性化要求日益突出，磷作為鋼種有害元素的概念已被打破，近年，高含磷量鋼種如耐大氣腐蝕鋼、集裝箱用鋼及磷強化鋼等的種類日益增多，需求量明顯放大。而低溫低硅鐵水由于在冶煉過程中相應的爐渣加入量明顯減少，是降低磷脫除率的有利條件，在冶煉高磷鋼種過程中，可以通過進ー步優化渣料結構和過程控制，降低渣的堿度，減小磷的渣鋼分配比，達到高磷出鋼的目的，一方面避免低溫低硅鐵水冶煉常規鋼種時帶來的控制風險，同時將此非正常條件變為高磷出鋼的有利條件，從總體上提高鋼水收得率、減少渣料消耗、脫氧合金消耗和高磷鋼種磷鐵合金消耗量，節約成本、降低消耗、減少廢物排放。
發明內容
本發明的目的在于利用低溫低硅鐵水冶煉高磷鋼水，鋼水中磷的收得率提高到5(Γ60%，減少渣料消耗、減少制造高磷鋼種時磷合金的消耗量，減少廢物排放。實現上述目的的措施低溫低硅鐵水用轉爐冶煉高磷鋼的方法，其步驟
1)在轉爐中加入廢鋼，其加入量按照以下原則進行以鐵水兌入轉爐前溫度1250°C、鐵水中硅重量百分比含量O. 3%為加入廢鋼比的計算基準，當鐵水溫度每降低1°C，廢鋼比相應降低O. 055 O. 06% ;當鐵水硅含量每降低O. 01%，廢鋼比相應再降低O. 018% 0. 022% ；
2)按照l(Tl5Kg/噸鋼第一次加入活性石灰；活性石灰加入結束后進行常規吹氧，并使氧槍槍位低于正常位置10 20厘米進行吹氧；
3)在吹氧進行到50 60秒時，按照5 8Kg/噸鋼一次性加入白云石；
4)在吹氧進行到90 110秒時，將氧槍槍位提升到正常吹氧位置直至吹氧結束，在按照5 10Kg/噸鋼再次加入活性石灰；
5)出鋼，控制鋼水終點溫度在1670 1690°C，鋼渣的終渣堿度在2.5 3，冶煉終點的 總渣量在4(T50Kg/噸鋼。其特征在于第一次加入活性石灰后吹氧時，氧槍槍位低于正常位置10 20厘米的調整幅度與爐容成正相關關系。本發明與現有技術相比，充分利用了低溫低硅鐵水在降低磷脫除率方面的有利條件，加上匹配的エ藝措施而冶煉高磷鋼；本發明還可規避為保證高脫磷率而產生的過程與終點控制難題，將脫磷率由目前常規冶煉的85%以上降低至40 50%的水平，有效提高冶煉終點磷含量，石灰的加入量由40 60Kg/噸鋼減少到不超過25Kg/噸鋼，氧化鐵皮、磷合金使用量也會得到降低；并能減少廢渣排放量，而且由于不使用螢石等危害環境的化渣劑，從而能降低環境負擔。
具體實施例方式下面對本發明予以詳細描述
實施例I
90噸轉爐進行冶煉；鐵水入轉爐前溫度為1220°C，硅含量為O. 246%，磷含量為O. 105% ；冶煉的鋼種成品磷含量要求為O. 06、. 08% ；
將入轉爐前溫度為1220°C，硅含量為O. 246%，磷含量為O. 105%的鐵水用轉爐冶煉終點鋼液磷重量百分含量達到O. 0578%，其步驟
1)在轉爐中加入廢鋼由于入轉爐前的鐵水溫度為1220°C，比基準條件溫度1250°C降低了 30°C ;鐵水中硅重量百分比含量由于為O. 246%，低于O. 3%的基準條件O. 054%根據鐵水溫度每降低1°C，廢鋼比相應降低O. 055、. 06% ;鐵水硅含量每降低O. 01%，廢鋼比相應再降低O. 0189Π). 022%計算，本實施例減少的廢鋼比為0. 055%/0C X30°C +0. 020%XO. 054 ^
I.651% ;按照鐵水入轉爐前溫度為1250°C，硅含量為O. 3%的計算，加入的廢鋼比應為15%，本次實際加入的廢鋼比約為13. 4% ；
2)按照15Kg/噸鋼第一次加入活性石灰；活性石灰加入結束后進行常規吹氧，并使氧槍槍位低于正常開吹位置13厘米(正常開吹槍位為I. 65米)進行吹氧；
3)在吹氧進行到50秒時，按照SKg/噸鋼一次性加入白云石；
4)在吹氧進行到105秒時，將氧槍槍位的調整轉換到正常模式直至吹氧結束，按照5Kg/噸鋼再次加入活性石灰；
5)出鋼，控制鋼水終點溫度在1670 1673°C，終渣堿度為2.6，終渣量為50Kg/噸鋼，冶煉終點成分中，鋼液中磷含量為O. 0578%，脫磷率為45%。本次活性石灰加入量比原來少加入至少20Kg/噸鋼；脫磷率下降了至少40%，為達到該鋼種成品磷含量最低要求，需要在冶煉之后的エ序中加入磷鐵合金，以加入25%質量百分含量的磷鐵合金為例，按90%的合金收得率計算，只需加入的該合金量為O. Olkg/噸鋼，比原來的磷鐵合金加入量至少減少O. ISKg/噸鋼；渣的流動性很好，冶煉過程中未出現返干噴濺現象。實施例2
250噸轉爐進行冶煉；鐵水入轉爐前溫度為1205°C，硅含量為O. 24%，磷含量為O. 095% ；冶煉的鋼種成品磷含量要求為O. 07、. 09% ；
將入轉爐前溫度為1205°C，硅含量為O. 24%，磷含量為O. 095%的鐵水用轉爐冶煉終點鋼液磷重量百分含量達到O. 057%，其步驟
O在轉爐中加入廢鋼由于入轉爐前的鐵水溫度為1205 °C，比基準條件溫度1250 °C降低了 45 °C ;鐵水中硅重量百分比含量由于為O. 24%，低于O. 3%的基準條件O. 06%,根據鐵水溫度每降低I °C，廢鋼比相應降低O. 055、. 06%,鐵水硅含量每降低O. 01%,廢鋼比相應再降低O. 018% O. 022%計算，本實施例減少的廢鋼比為
O.06%/°C X45°C +0. 018%X0. 06た2. 701% ;按照鐵水入轉爐前溫度為1250°C，硅含量為
O.3%的計算，加入的廢鋼比應為16%，本次實際加入的廢鋼比約為12. 3% ；
2)按照IOKg/噸鋼第一次加入活性石灰；活性石灰加入結束后進行常規吹氧，并使氧槍槍位低于正常開吹位置20厘米(正常開吹槍位為I. 95米)進行吹氧；
3)在吹氧進行到58秒時，按照5Kg/噸鋼一次性加入白云石；
4)在吹氧進行到90秒時，將氧槍槍位的調整轉換到正常模式直至吹氧結束，按照6Kg/噸鋼再次加入活性石灰；
5)出鋼，控制鋼水終點溫度在1687 1690°C，終渣堿度為2.5，終渣量為40Kg/噸鋼，冶煉終點成分中，鋼液中磷含量為O. 057%，脫磷率為40%。本次活性石灰加入量比原來少加入至少24Kg/噸鋼；脫磷率下降了至少45%，為達到該鋼種成品磷含量最低要求，需要在冶煉之后的エ序中加入磷鐵合金，以加入25%質量百分含量的磷鐵合金為例，按90%的合金收得率計算，只需加入的該合金量為O. 06kg/噸鋼，比原來的磷鐵合金加入量至少減少O. ISKg/噸鋼；渣的流動性很好，冶煉過程中未出現返干噴濺現象。實施例3
50噸轉爐進行冶煉；鐵水入轉爐前溫度為1210°C，硅含量為O. 20%，磷含量為O. 102% ；冶煉的鋼種成品磷含量要求為O. 05、. 07% ；
將入轉爐前溫度為1210°C，硅含量為O. 20%，磷含量為O. 095%的鐵水用轉爐冶煉終點鋼液磷重量百分含量達到O. 051%，其步驟
O在轉爐中加入廢鋼由于入轉爐前的鐵水溫度為1210°C，比基準條件溫度1250 °C降低了 40°C ;鐵水中硅重量百分比含量由于為O. 20%,低于O. 3%的基準條件O. 10% ;根據鐵水溫度每降低I °C，廢鋼比相應降低O. 055、. 06% ;鐵水硅含量每降低O. 01%,廢鋼比相應再降低O. 018% O. 022%計算，本實施例減少的廢鋼比為
O.058%/°C X40°C +0. 022%XO. 10=2. 54% ;按照鐵水入轉爐前溫度為1250°C，硅含量為O. 3%的計算，加入的廢鋼比應為12%，本次實際加入的廢鋼比約為9. 5% ；
2)按照15Kg/噸鋼第一次加入活性石灰；活性石灰加入結束后進行常規吹氧，并使氧槍槍位低于正常位置10厘米(正常開吹槍位為I. 35米)進行吹氧；
2)在吹氧進行到53秒時，按照SKg/噸鋼一次性加入白云石；
3)在吹氧進行到96秒時，將氧槍槍位的調整轉換到正常模式直至吹氧結束，按照IOKg/噸鋼再次加入活性石灰；
4)出鋼，控制鋼水終點溫度在1678 1680°C，鋼渣的終渣堿度在3.0，終渣量為50Kg/噸鋼。冶煉終點成分中，鋼液中磷含量為O. 051%,脫磷率為50%。本次活性石灰加入量比原來少加入至少15Kg/噸鋼；脫磷率下降了至少35%，鋼液中磷含量已滿足該鋼種成品磷含量要求，不需要在冶煉之后的エ序中再加入磷鐵合金，t匕 原來的磷鐵合金加入量至少減少O. 15Kg/噸鋼；渣的流動性很好，冶煉過程中未出現返干噴濺現象。
權利要求
1.低溫低硅鐵水用轉爐冶煉高磷鋼的方法，其步驟1)在轉爐中加入廢鋼，其加入量按照以下原則進行以鐵水兌入轉爐前溫度1250°C、鐵水中硅重量百分比含量O. 3%為加入廢鋼比的計算基準，當鐵水溫度每降低1°C，廢鋼比相應降低O. 055 O. 06% ;當鐵水硅含量每降低O. 01%，廢鋼比相應再降低O. 018% 0. 022% ；2)按照l(Tl5Kg/噸鋼第一次加入活性石灰；活性石灰加入結束后進行常規吹氧，并使氧槍槍位低于正常位置10 20厘米進行吹氧；3)在吹氧進行到50 60秒時，按照5 8Kg/噸鋼一次性加入白云石；4)在吹氧進行到90 110秒時，將氧槍槍位提升到正常吹氧位置直至吹氧結束，在按照5 10Kg/噸鋼再次加入活性石灰；5)出鋼，控制鋼水終點溫度在1670 1690°C，鋼渣的終渣堿度在2.5 3，冶煉終點的總渣量在4(T50Kg/噸鋼。
2.如權利要求I所述的低溫低硅鐵水用轉爐冶煉高磷鋼的方法，其特征在于第一次加入活性石灰后吹氧時，氧槍槍位低于正常位置10 20厘米的調整幅度與爐容成正相關關系。
全文摘要
低溫低硅鐵水用轉爐冶煉高磷鋼的方法，其步驟在轉爐中加入廢鋼；第一次加入活性石灰，并使氧槍槍位低于正常位置10～20厘米吹氧；在吹氧進行到50～60秒時一次性加入白云石；在吹氧進行到90～110秒時，將氧槍槍位提升到正常吹氧位置，并再次加入活性石灰；出鋼。本發明充分利用低溫低硅鐵水在降低磷脫除率方面的條件冶煉高磷鋼；并能將脫磷率由目前常規冶煉的85%以上降低至40～50%的水平，有效提高冶煉終點磷含量，石灰的加入量由40～60kg/噸鋼減少到不超過25kg/噸鋼，磷合金使用量也會得到降低；并能減少廢渣排放量，而且由于不使用螢石化渣劑，從而能降低環境負擔。
文檔編號C21C5/30GK102776313SQ201210296289
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月20日 優先權日2012年8月20日
發明者萬立新, 孫偉, 龐建飛, 彭著剛, 曹同友, 楊治爭, 洪霞, 王羽, 邱丹, 魏偉 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司