一種中高磷半鋼脫磷方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋼鐵冶煉技術領域，具體涉及一種中高磷半鋼脫磷方法。
【背景技術】
[0002]Ζ5Γ南省內的尚憐鐵礦資源總量有約24億噸，占全國尚憐鐵礦總資源量的42%，占云南鐵礦總資源的56%左右，由于鐵礦石中共生了大量的磷(大多在0.5?1.5%之間)，用其冶煉的高爐鐵水為高磷鐵水，很難用于傳統煉鋼工藝流程，造成高磷鐵礦成為“呆礦”，處于無法利用的狀態。武鋼集團昆明鋼鐵股份有限公司采用高磷礦配釩鈦礦煉鐵，生產的含釩鈦高磷鐵水提釩后為中高磷半鋼，磷含量為0.25?0.80%，平均達0.52%，已處于國內外工業化大批量生產的領先水平，但由于在生產過程中，受高磷半鋼熱量不足、化渣困難、半鋼磷高及終渣P2O5高等諸多工藝因素的影響，在過程控制不好的情況下，轉爐出鋼過程回磷嚴重，成品磷含量超標現象時有發生。現有的脫磷工藝有很多種，其中“雙渣法”是最常用的的技術之一，但該法存在以下幾個主要問題:
Cl)由于半鋼無化渣組元S12和半鋼物理熱低，雖加入復合造渣劑，但含S12仍然有限，化渣困難限制脫磷并造成回磷嚴重。
[0003](2)冶煉過程槍位普遍有偏高現象，尤其是雙渣前，槍位有時達1.6-1.7m，最高時達2.0m,雖然確實有化渣效果，但渣中TFe積聚嚴重，熔池升溫和攪拌并不好，待熔池升溫后過程反而出現回磷現象。
[0004](3)由于爐渣TFe高，爐渣很稀，出鋼渦流夾渣增多，因此一旦下渣，稀渣與粘稠渣相比，下渣量更大，且高氧化鐵爐渣被合金還原后，回磷量更大。
[0005](4)由于高磷半鋼雙渣工藝延長倒雙渣時間過早，爐渣未充分化透，脫磷不完全，同時倒雙渣溫度偏低，脫磷未充分達到平衡，溶池成分和溫度不均勻，倒雙渣后升溫過程又出現回磷現象。
[0006]由于存在以上問題，中高磷半鋼冶煉過程回磷量高達0.030%以下，常造成化學廢品的產生，嚴重影響中高磷半鋼冶煉工藝的正常進行。
[0007]因此，在對高磷半鋼冶煉工藝進行理論分析并對工藝進行調研的基礎上，設計并制定出一種優化的工藝，減少中高磷半鋼轉爐出鋼過程中的回磷量，對有效的利用高磷鐵礦，解決礦石資源緊張局面，實現高磷鐵水順利批量生產具有非常重要的意義。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于提供中高磷半鋼脫磷方法，該目的是這樣實現的:
本發明所述的一種中高磷半鋼脫磷方法，其在于包括留渣、濺渣、一次加料、一次吹煉、倒渣、二次加料、二次吹煉、倒爐、出鋼等工藝流程，出鋼后再留渣，重復循環所述工藝流程，具體步驟如下:
(1)留渣:出鋼完畢后，將終渣全部留于爐內，爐內溫度1710~1760°C；
(2)派澄:加4~8kg/t鋼菱鎂球，在0.85MPa的壓力和控制800mm?1400mm的槍位條件下，噴槍噴射2.80?3.20 m3/ tm.min的氮氣吹派3.5?5.0 min，全部派干留于爐內；
(3)一次加料:向爐底加入12~16 kg/tw石灰后，將含13.80-25.90kg/tw熱態鑄余渣的中高磷半鋼水加入轉爐待煉，半鋼水溫度為1230~1390°C ;再加入10kg/tw半鋼造渣劑；
(4)一次吹煉:下槍吹煉入爐金屬料及渣料，吹煉2?3 min初渣開始熔化時，少量多次分批加入8?12 kg/tw石灰，吹煉4 min后，一次性加入5 kg/tw石灰；開吹氧槍槍位按1100 mm控制，吹煉2?3 min過程槍位按距液面1300 mm控制，吹煉2~3min后槍位按1200 ?I6OOmm mm 控制，氧氣壓力 0.70-0.80 MPa，供氧強度 2.95-3.50 m3/tw.min，一次吹煉時間共計10?12 min ；
(5)倒渣:停止吹煉后，倒出前期高磷爐渣，倒爐溫度為1550?1600°C，鋼水『(P)彡 0.100% ；
(6)二次加料:向爐內加入5 kg/tw半鋼造渣劑；
(7)二次吹煉:下槍吹煉渣料，開吹2 min時，加入15?18 kg/tw石灰，6min時再加入6?8 kg/t鋼石灰；開吹槍位按1300mm控制，過程槍位按1400mm控制，6 min 40 s時，提高槍位1800mm化澄35s，化澄后槍位按1400mm控制；氧氣壓力0.70-0.80MPa，供氧強度3.30-3.80m3/t鋼.min ；
(8)倒爐和出鋼:二次吹煉7.5?8 min后，倒爐測溫取樣；倒爐后補加3.3 kg/tw石灰，繼續脫磷升溫45s，當出鋼終點溫度多1630°C時，按槍位900mm深吹30s控制，若終點溫度低于1630°C，按深吹升溫速度0.6°C /s升溫至彡1630°C;吹煉終點時，加入4 kg/tw或6kg/tw石灰，搖爐出鋼，控制出鋼時間彡3.0Omin ；
(9)出鋼后再全留終渣，重復循環所述步驟(1)~(9)。
[0009]本發明針對中高磷半鋼回磷嚴重的問題，根據昆鋼公司高磷半鋼、煉鋼工藝裝備和產品結構，從提供合適的物質條件、熱力學條件和動力學條件出發，從以下五個方面控制要求，進行工藝優化:
(1)雙渣倒渣時間工藝控制設計:將倒雙渣時間由吹煉6~8min倒出優化為至吹煉時間^ 1min倒出，保證倒雙渣前有充分的化渣時間，保證爐渣化透，提高倒雙渣前渣料的利用率，重新造渣冶煉，防止吹煉中后期回磷；
(2)渣料加入工藝控制設計:進半鋼前加入部分石灰，利用進半鋼的熱力學條件和動力學條件快速熔化部分石灰成渣；根據半鋼基本不含硅的特性，充分利用鋼包熱低堿度鑄余渣，隨半鋼加入轉爐內，成渣速度快；為彌補中高磷半鋼化渣組元S12不足造成化渣困難進而造成回磷嚴重的問題，將半鋼造渣劑用量由10kg/t提高至15kg/t。
[0010](3)溫度控制工藝設計:倒雙渣鋼水溫度控制要求由1450?1500°C提高至1550?1600°C，利于前期化渣和高效脫磷；倒雙渣后一次倒爐溫度達到1600?1630°C;出鋼溫度達到鋼種目標要求。
[0011](4)槍位控制工藝設計:雙渣前開吹槍位由距液面1200mm降低至距液面1100控制，吹煉2?3min過程槍位由距液面1400mm降低至距液面1300mm控制；雙澄后開吹槍位由距1600_降低至1300mm控制，過程槍位按1400mm控制；過程根據化澄情況不好可滑槍調整渣況。
[0012](5)吹煉終點工藝控制設計:為進一步降低終渣TFe含量，要求終點按深吹槍位900_深吹30s控制；為稠化過稀的爐渣，適當減少下渣回磷量，避免帶走更多鐵，在轉爐吹煉至終點時加入石灰適當稠渣，加入石灰后不得再下槍吹煉。
[0013]因此，本發明實現了將高磷半鋼中的磷含量從0.25%?0.80%快速降低至鋼種要求的范圍內，控制轉爐出鋼過程的回磷量< 0.015%。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明作進一步說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基于本發明教導所作的任何變換，均落入本發明保護范圍。
[0016]如圖1所示，本發明所述的一種中高磷半鋼脫磷方法，包括留渣、濺渣、一次加料、一次吹煉、倒渣、二次加料、二次吹煉、倒爐、出鋼工藝流程，出鋼后再留澄，重復循環所述工藝流程，具體步驟如下:
(1)留渣:出鋼完畢后，將終渣全部留于爐內，爐內溫度1710~1760°C；
(2)派澄:加4~8kg/t鋼菱鎂球，在0.85MPa的壓力和控制800mm?1400 mm的槍位條件下，噴槍噴射2.80?3.20 m3/ tm ?min的氮氣吹派3.5?5.0 min，全部派干留于爐內；
(3)一次加料:向爐底加入12~16 kg/tw石灰后，將含13.80-25.90kg/tw熱態鑄余渣的中高磷半鋼水加入轉爐待煉，半鋼水溫度為1230~1390°C ;再加入10kg/tw半鋼造渣劑；
(4)一次吹煉:下槍吹煉入爐金屬料及渣料，吹煉2?3 min初渣開始熔化時，少量多次分批加入8?12 kg/tw石灰，吹煉4 min后，一次性加入5 kg/tw石灰；開吹氧槍槍位按1100 mm控制，吹煉2?3 min過程槍位按距液面1300 mm控制，吹煉2~3min后槍位按1200 ?1600 mm 控制，氧氣壓力 0.70-0.80 MPa，供氧強度 2.95-3.50 m3/tw.min，一次吹煉時間共計10?12 min ；
(5)倒渣:停止吹煉后，倒出前期高磷爐渣，倒爐溫度為1550?1600°C，鋼水『(P)彡 0.100% ；
(6)二次加料:向爐內加入5 kg/tw半鋼造渣劑；
(7)二次吹煉:下槍吹煉渣料，開吹2 min時，加入15?18 kg/tw石灰，6min時再加入6?8 kg/t鋼石灰；開吹槍位按1300mm控制，過程槍位按1400mm控制，6 min 40 s時，提高槍位1800mm化澄35s，化澄后槍位按1400mm控制；氧氣壓力0.70-0.80MPa，供氧強度3.30-3.80m3/t鋼.min ；
(8)倒爐和出鋼:二次吹煉7.5?8 min后，倒爐測溫取樣；倒爐后補加3.3 kg/tw石灰，繼續脫磷升溫45s，當出鋼終點溫度多1630°C時，按槍位900mm深吹30s控制，若終點溫度低于1630°C，按深吹升溫速度0.6°C /s升溫至彡1630°C;吹煉終點時，加入4 kg/tw或6kg/tw石灰，搖爐出鋼，控制出鋼時間彡3.0Omin ；
(9)出鋼后再全留終渣，重復循環所述步驟(1)~(9)。
[0017]所述的終渣主要包括w (Ca0)28.0% ?45.00%，w (Mg0)8.00% ?15.20%，w (S12)3.20% ?6.50%，w (TFe) 18.00% ?35.00%，w (P2O5) 3.00% ?6.50%，w (Al2O3) 4.00% ?
8.00%, w (CaS) 2.00%~6.00%，其堿度為其堿度為4.2-8.5。若終渣太稀的話，可在濺渣前加入4-6 kg/tm的輕燒白云石。
[0018]所述的菱鎂球含w (MgO) (65.00±5.00)%。
[0019]所述的石灰含w (CaO) 86.00% ~ 91.50%，w (MgO) 2.00% ?3.50%，活性度> 250(4mol/L)0
[0020]所述的熱態鑄余渣主要包括# (Si02)25.00% ?50.00%，r (Ca0)9.00% ?15.00%，w (MgO) 8.00% ?15.50%，w (TFe) 2.00% ?6.00%，w (MnO) 6.00% ?12.00%，w (Al2O3)6.50% ?13.50%ο
[0021]所述的中高磷半鋼水含『(C) > 2.80%，w (P) 0.25%?0.80%，溫度> 1280°C。
[0022]所述的半鋼造渣劑包括w (S12) 30.00% ?45.00%，w (CaO) 12.00% ?18.00%，w (Al2O3) 4.00% ?9.00%，w (TFe) 10.00% ?22.00%，w (MnO) 7.00% ?12.00%，w(CaS) 5.00%~8.00%ο
[0023]步驟(8)所述的吹煉終點時，當出鋼溫度彡1640°C時，加入6 kg/tw石灰，出鋼溫度< 1640 °C時，加入4 kg/t鋼石灰。
[0024]生產過程中使用的噴槍為5孔拉瓦爾頂吹水冷噴槍。
[0025]實施例1
上一爐出鋼完畢后，將5.5 t終渣留于爐內，爐內溫度為1720°C ο終渣主要包括WCaO)38.80%，w (Mg0)12.20%，w (S12) 5.50%，w (TFe)24.00%，w (Ρ205)5.50%，w (Α1203)6.00%, w(CaS) 6.00%，其堿度為 7.1。
[0026]向爐內加入菱儀球300 kg，在0.85MPa的壓力和控制800mm?1400mm的槍位條件下，噴槍噴射3.0Om3/ tw.min的氮氣吹派4.20 min，全部派干留于爐內。
[0027]濺干后向爐底加入700 kg石灰。將含14.00kg/tw熱態鑄余渣、溫度為1285°C的中高磷半鋼水58.0 t加入轉爐待煉，該熱態鑄余渣主要包括『(S12) 44.20%，w (CaO)15.0%，w (MgO) 11.80%，w (TFe) 5.60%，w (MnO) 11.00%，w (Al2O3) 12.40%，中高磷半鋼水含# (C) > 3.12%，# (P)0.470%，溫度1295°C。最后加入580 kg半鋼造渣劑，該半鋼造渣劑包