本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種半鋼冶煉去磷保碳的方法。
背景技術：
我國擁有豐富的釩鈦磁鐵礦資源，國內攀鋼、承鋼、昆鋼、威鋼等鋼鐵企業都是采用釩鈦磁鐵礦進行冶煉，轉爐煉鋼主原料是采用經過專用轉爐提釩后的半鋼，含釩鐵水經脫硫提釩后獲得的半鋼中碳為3.4～4.0％，硅、錳含量均為痕跡，硫為≤0.015％，磷為0.060～0.080％。
因此，半鋼冶煉具有熱源不足、成渣慢，脫磷效果差、終渣tfe含量高等缺點。
長期以來，半鋼煉鋼熱源不足的問題使得半鋼冶煉時轉爐終點不好控制，不得不采用增碳法，這種冶煉方法前期脫磷效果差，冶煉過程易返干，主要靠冶煉后期高氧化性進行脫磷，但這種脫磷方式容易造成終點鋼水碳含量低、氧活度高等問題，不僅冶煉成本高，而且影響鋼水質量。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題為：半鋼冶煉長期以來靠終點高氧化性進行脫磷，導致終點鋼水碳含量偏低，氧活度高、終渣tfe含量高等問題。
本發明解決技術問題的技術方案為：提供一種半鋼冶煉去磷保碳的方法。該方法包括以下步驟：
a、半鋼煉鋼轉爐中加入高鎂石灰、活性石灰，兌入半鋼，再加入硅鐵和復合造渣劑，調節堿度為1.5～2，加入煉鋼污泥使半鋼溫度≤1500℃，頂吹氧氣進行冶煉，在吹氧進度40～80％時，控制氧槍槍位在1.6～1.8m任一點保持不變，并在吹氧進度分別為40～50％和60～70％時加入剛玉渣；
b、在吹氧進度80～100％時，調整氧槍供氧強度為2.5～3.0m3/t·min之間，待終點鋼水碳含量為0.07～0.15％，溫度為1600～1620℃時出鋼。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的活性石灰為cao含量≥85wt％的石灰，高鎂石灰為mgo含量≥40wt％的石灰。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的活性石灰和高鎂石灰的加入量均為10～15kg/t。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的硅鐵為si含量≥75wt％的硅鐵，硅鐵加入量以兌入半鋼后硅含量0.08～0.16wt％為準。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的復合造渣劑中sio2含量≥40wt％。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的煉鋼污泥鐵氧化物含量≥30％，所述煉鋼污泥加入量為3～6kg/t鋼。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述供氧強度為3.0～4.0m3/t·min。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟b中所述剛玉渣為釩渣提釩后的尾渣，al2o3含量≥50％；所述剛玉渣的加入量為1～2kg/t鋼。
本發明的有益效果為：本發明提供一種半鋼冶煉去磷保碳的煉鋼方法，通過對半鋼進行熱補償，然后在煉鋼轉爐進行去磷保碳，從而達到提高終點鋼水碳含量、降低終渣tfe及氧化性等目的，進而降低煉鋼成本，提高鋼水質量；本發明使得冶煉終點鋼水中碳含量高，磷含量低，終渣總鐵含量低，現有冶煉方法中由于半鋼熱源不足，終點鋼水碳含量平均在0.05％左右，鋼水氧活度平均在600ppm左右，終渣tfe含量在20％左右，而采用本發明后終點鋼水碳含量可控制在0.07～0.15％之間，鋼水氧活度控制在100～250pp之間，終渣tfe含量可控制在17％以內。本發明避免了長期以來半鋼冶煉依靠后期高氧化性脫磷的弊端，轉爐冶煉時將脫磷任務前移，并實現去磷保碳，在提高鋼水質量的同時降低冶煉成本。
具體實施方式
本發明提供了一種半鋼冶煉去磷保碳的方法，包括以下步驟：
a、半鋼煉鋼轉爐中加入高鎂石灰、活性石灰，兌入半鋼，再加入硅鐵和復合造渣劑，調節堿度為1.5～2，加入煉鋼污泥使半鋼溫度≤1500℃，頂吹氧氣進行冶煉，在吹氧進度40～80％時，控制氧槍槍位在1.6～1.8m任一點保持不變，并在吹氧進度分別為40～50％和60～70％時加入剛玉渣；
b、在吹氧進度80～100％時，調整氧槍供氧強度為2.5～3.0m3/t·min之間，待終點鋼水碳含量為0.07～0.15％，溫度為1600～1620℃時出鋼。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的活性石灰為cao含量≥85wt％的石灰，高鎂石灰為mgo含量≥40wt％的石灰。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的活性石灰和高鎂石灰的加入量均為10～15kg/t。當半鋼煉鋼轉爐內留有上一爐冶煉后的爐渣時，可適當減少活性石灰和高鎂石灰添加量，一般添加量以5～10kg/t為宜，能夠減少輔料消耗，節約成本。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的硅鐵為si含量≥75wt％的硅鐵，硅鐵加入量以兌入半鋼后硅含量0.08～0.16wt％進行調整。加入硅鐵一方面能夠對半鋼進行熱補償，另一方面，還可以調整爐渣堿度，促進脫磷化渣。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述的復合造渣劑中sio2含量≥40wt％。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，為了降低鋼水溫度、控制升溫速率，加速成渣，步驟a中加入煉鋼污泥，所述的煉鋼污泥鐵氧化物含量≥30％。為了達到降溫和加速成渣的雙重目的，所述煉鋼污泥加入量為3～6kg/t鋼。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟a中所述供氧強度為3.0～4.0m3/t·min。
其中，上述半鋼冶煉去磷保碳的方法中，步驟b中所述剛玉渣為釩渣提釩后的尾渣，al2o3含量≥50％；所述剛玉渣的加入量為1～2kg/t鋼。
本發明在吹氧進度分別為40～50％和60～70％時加入剛玉渣，可以有效的防止爐渣返干；進而可以將吹氧進度40～80％時的氧槍槍位控制在1.6～1.8m任一點保持不變，降低渣中tfe含量。
在冶煉后期，吹氧進度為80～100％時，降低氧槍供氧強度，調整氧槍供氧強度為2.5～3.0m3/t·min。一方面，供氧強度降低，使得碳氧反應減少，鋼水終點碳含量得以提升，另一方面，也能降低鋼水終點氧活度。
下面結合實施例對本發明的具體實施方式做進一步的解釋說明，但不表示將本發明的保護范圍限制在實施例所述范圍內。
實施例1采用本發明方法對半鋼進行冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.075％。入爐半鋼碳含量為3.0％，半鋼溫度為1310℃，加入硅鐵使得半鋼中硅含量達到0.08％，半鋼熱補償后在煉鋼轉爐冶煉。冶煉時，留渣后加入高鎂石灰噸鋼5kg，活性石灰噸鋼10kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在1.5，同時加入煉鋼污泥降溫、控制升溫速率和加速成渣，頂吹氧槍供氧強度為3.0m3/t·min，并控制吹氧進度的40％以內半鋼溫度不高于1500℃，吹氧進度為40～80％槍位控制采用恒壓恒槍控制方式，槍位在1.6m保持不變，并分別在吹氧進度為40％和60％時加入剛玉渣噸鋼1kg降低爐渣熔點，防止返干。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度為2.5m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.15％，終點鋼水溫度為1600℃，終點鋼水磷含量為0.008％，鋼水氧活度僅為121ppm，終渣tfe含量僅為15.6％。
實施例2采用本發明方法對半鋼進行冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.085％。入爐半鋼碳含量為2.8％，半鋼溫度為1300℃，加入硅鐵使得半鋼中硅含量達到0.16％，半鋼熱補償后在煉鋼轉爐冶煉。冶煉時，留渣后加入高鎂石灰噸鋼10kg，活性石灰噸鋼5kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在2，同時加入煉鋼污泥降溫、控制升溫速率和加速成渣，頂吹氧槍供氧強度為4.0m3/t·min，并控制吹氧進度的40％以內半鋼溫度不高于1500℃，吹氧進度為40～80％槍位控制采用恒壓恒槍控制方式，槍位在1.8m保持不變，并分別在吹氧進度為40％和60％時加入剛玉渣噸鋼2kg降低爐渣熔點，防止返干。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度為3.0m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.10％，終點鋼水溫度為1620℃，終點鋼水磷含量為0.009％，鋼水氧活度僅為236ppm，終渣tfe含量僅為16.1％。
實施例3采用本發明方法對半鋼進行冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.090％。入爐半鋼碳含量為3.3％，半鋼溫度為1260℃，加入硅鐵使得半鋼中硅含量達到0.125％，半鋼熱補償后在煉鋼轉爐冶煉。冶煉時，留渣后加入高鎂石灰噸鋼8kg，活性石灰噸鋼8kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在1.8，同時加入煉鋼污泥降溫、控制升溫速率和加速成渣，頂吹氧槍供氧強度為3.5m3/t·min，并控制吹氧進度的40％以內半鋼溫度不高于1500℃，吹氧進度為40～80％槍位控制采用恒壓恒槍控制方式，槍位在1.8m保持不變，并分別在吹氧進度為40％和60％時加入剛玉渣噸鋼1.5kg降低爐渣熔點，防止返干。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度為2.7m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.12％，終點鋼水溫度為1610℃，終點鋼水磷含量為0.008％，鋼水氧活度僅為190ppm，終渣tfe含量僅為15.8％。
對比例1不進行熱補償進行半鋼冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.075％。入爐半鋼碳含量為3.0％，半鋼溫度為1310℃，不進行半鋼熱補償直接冶煉。上一爐留渣后加入高鎂石灰噸鋼5kg，活性石灰噸鋼10kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在1.5，同時加入煉鋼污泥降溫、控制升溫速率和加速成渣，并控制吹氧進度的40％以內半鋼溫度不高于1500℃，吹氧進度為40～80％槍位控制采用恒壓恒槍控制方式，槍位在1.6m保持不變，并分別在吹氧進度為40％和60％時加入剛玉渣噸鋼1kg降低爐渣熔點，防止返干。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度為2.5m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.05％，終點鋼水溫度為1603℃，終點鋼水磷含量為0.010％，鋼水氧活度為625ppm，終渣tfe含量達到20.6％。
對比例1可看出：當不進行熱補償時，溫度不足導致終點鋼水溫度低、磷偏高，氧活度及tfe高。
對比例2不加入煉鋼污泥和剛玉渣進行半鋼冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.085％。入爐半鋼碳含量為2.8％，半鋼溫度為1300℃，加入硅鐵使得半鋼中硅含量達到0.16％，半鋼熱補償后在煉鋼轉爐冶煉。冶煉時，留渣后加入高鎂石灰噸鋼10kg，活性石灰噸鋼5kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在2，不加入煉鋼污泥，頂吹氧槍供氧強度為4.0m3/t·min，在吹氧進度的36％時半鋼溫度達到1550℃，冶煉過程采用頻繁調整槍位。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度為3.0m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.10％，終點鋼水溫度為1650℃，終點鋼水磷含量為0.018％，鋼水氧活度僅為240ppm，終渣tfe含量僅為16.5％。
對比例2可看出：當不添加煉鋼污泥和剛玉渣時，雖然能保證提高終點碳，但不能有效脫磷，鋼水磷含量偏高。
對比例3不調整供氧強度進行半鋼冶煉
某廠120t轉爐采用半鋼煉鋼，入爐半鋼磷含量為0.090％。入爐半鋼碳含量為3.3％，半鋼溫度為1260℃，加入硅鐵使得半鋼中硅含量達到0.125％，半鋼熱補償后在煉鋼轉爐冶煉。冶煉時，留渣后加入高鎂石灰噸鋼8kg，活性石灰噸鋼8kg將爐渣裹干，并在兌入半鋼后加入復合造渣劑將堿度控制在1.8，同時加入煉鋼污泥降溫、控制升溫速率和加速成渣，頂吹氧槍供氧強度為3.5m3/t·min，并控制吹氧進度的40％以內半鋼溫度不高于1500℃，吹氧進度為40～80％槍位控制采用恒壓恒槍控制方式，槍位在1.8m保持不變，并分別在吹氧進度為40％和60％時加入剛玉渣噸鋼1.5kg降低爐渣熔點，防止返干。吹氧進度80～100％時頂吹氧槍供氣強度仍然為3.5m3/t·min，最終得到終點鋼水碳含量為0.10％，終點鋼水溫度為1620℃，終點鋼水磷含量為0.008％，鋼水氧活度僅為278ppm，終渣tfe含量僅為17.8％。
對比例3可看出：在冶煉后期不降低頂吹氧槍供氧強度時，終點鋼水碳含量降低，氧活度及tfe含量均升高。
由實施例和對比例可知：本發明通過先對半鋼加入硅鐵進行半鋼熱補償，再加入煉鋼污泥和剛玉渣進行冶煉，吹氧后期降低供氧強度等措施相互配合，共同達到了對半鋼冶煉去磷保碳的效果，冶煉終點鋼水碳含量高，磷含量和鋼水養活度低，終渣tfe含量低，具有明顯的經濟效益，適合推廣使用。