一種轉爐帶氧出鋼的脫磷方法與流程
2023-05-30 03:08:26 1
本發明涉及一種轉爐脫磷方法，尤其是一種轉爐帶氧出鋼的脫磷方法，屬於冶金技術領域。
背景技術：
隨著市場對高級優質鋼需求量的增加，低磷鋼、超低磷鋼作為純淨鋼生產環節中不可缺少的一部分，受到越來越多的關注，採用新技術新工藝儘可能降低鋼中磷含量成為眾多鋼鐵企業的主要研究方向。
國內高爐鐵水磷含量集中在0.120%-0.130%之間，IF鋼等鋼種要求出鋼溫度＞1670℃，成品磷含量小於0.012%甚至0.010%。脫磷效率要求＞90%甚至更高。
國內外企業開發了多種鋼水脫磷及冶煉超低磷鋼的方法。上世紀80年代初期，以新日鐵和住友為代表的日本鋼鐵企業相繼開發了鐵水罐或魚雷罐中鐵水預處理脫磷技術；日本一些轉爐鋼廠於20世紀90年代中後期開發出了轉爐脫磷和另一座轉爐脫碳雙聯的工藝；部分企業採用高鹼度造渣及降低出鋼溫度並採用LF升溫處理。
鐵水罐或魚雷罐中脫磷鐵水溫降大、反應界面小、廢鋼比低(≤5％)、並需要設備投資；兩座轉爐雙聯工藝需要有多餘的轉爐用於脫磷；提高鹼度及降低出鋼溫度造成煉鋼成本增加。
技術實現要素：
本發明提供一種轉爐帶氧出鋼的脫磷方法，在不改變工藝路線前提下充分利用鋼包渣的脫磷能力，產線脫磷效率提高2-4%，穩定提高了轉爐-RH工藝的脫磷效果，降低了轉爐脫磷壓力，並避免了由於鋼包磷含量超標造成的成分降判，成本低、效率高。
本發明所採取的技術方案是：
一種轉爐帶氧出鋼的脫磷方法，轉爐冶煉結束後帶氧出鋼，出鋼過程中加入石灰、螢石及改質劑，出鋼結束後通過攪拌進行鋼包脫磷。
優選為，出鋼過程中加入石灰2-3kg/噸鋼、螢石0.2-0.4kg/噸鋼及改質劑0.8-1.2kg/噸鋼。
優選為，石灰、螢石在出鋼30%-50%加入。
優選為，改質劑在出鋼80%至出鋼結束時加入。
改質劑質量組成為：改質劑質量組成為：CaO 20%～30%，MgO 2%～5%， SiO2 2%～5%，Al2O3 10%～20%，Al 40～50%，改質劑粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
優選為，攪拌為強攪拌，強攪拌氣量為6-12L/min。
優選為，強攪拌時間為1-3分鐘。
優選為，出鋼後,鋼包渣改質完成後鋼包渣成分CaO 30%～40%，MgO 6%～12%， SiO2 6%～12%，Al2O3 25%～40%，Fe2O3 5%～11%。
優選為，轉爐終點渣成分的重量比：CaO 45%～55%，MgO 8%～12%，SiO2 12%～17%，Al2O3 1%～5%，FeO 15%～21%。
石灰中CaO ≥85wt%，粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
螢石中CaF2 ≥85wt%，粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
本發明化學組分的作用機理為：
在典型煉鋼過程的CaO-SiO2-FeO 渣系，加入Al2O3會引起渣系在不同溫度下液相區面積的增加，因而會降低渣的熔點。由於Al2O3的加入使FeO活度提高及爐渣熔點的降低，使爐渣在較低FeO範圍內（5%-11%）具有一定的脫磷效果。
所涉及的化學反應見下式：
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P2O5)+5[Fe]
本發明方法為：轉爐冶煉結束後帶氧出鋼，出鋼過程中加入石灰2-3kg/噸鋼、螢石0.2-0.4kg/噸鋼及改質劑0.8-1.2kg/噸鋼。
本發明方法中：鋼包脫磷量大於等於0.004%時，出鋼過程中加入石灰3kg/噸鋼、螢石0.4kg/噸鋼。
本發明方法中：鋼包脫磷量小於0.004%時，出鋼過程中加入石灰2kg/噸鋼、螢石0.2kg/噸鋼。
本發明中，改製劑加入量依據轉爐終點爐渣FeO含量調整，鋼包FeO含量控制5%-10%。
本發明充分利用轉爐帶氧出鋼及鋼渣改質後，渣系含有一定量FeO及Al2O3利用脫磷反應的特點，出鋼過程中加入適量石灰、螢石及改製劑保證合理的渣系條件，出鋼結束後通過攪拌進行鋼包脫磷。脫磷處理前磷含量0.015％時，處理後磷含量可穩定達到0.012%以下。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：
本發明在不改變工藝路線前提下充分利用鋼包渣的脫磷能力，產線脫磷效率提高2-4%，穩定提高了轉爐-RH工藝的脫磷效果，降低了轉爐脫磷壓力，並避免了由於鋼包磷含量超標造成的成分降判，成本低、效率高，在煉鋼生產中極具推廣價值。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步地說明；
以下實施例中，石灰中CaO ≥85wt%，粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
螢石中CaF2 ≥85wt%，粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
改質劑粒度10mm～50mm之間的含量≥80wt%，粒度10mm以下的含量≤10wt%，粒度50mm以上≤10wt%。
實施例1
本轉爐鋼包脫磷採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]650ppm，[P]含量0.015%， 鐵水溫度[T]1705℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 55%，MgO 12%，SiO2 17%，Al2O3 1%，FeO 15%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼30%時加入石灰2kg/噸鋼、螢石0.2kg/噸鋼，出鋼結束加入改質劑0.8kg/噸鋼。出鋼結束後強攪拌氣量12L/min，攪拌3分鐘進行鋼包脫磷；改質劑質量組成為：CaO 20%，MgO 5%，SiO2 5%，Al2O3 20%，Al 50%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 40%，MgO 6%， SiO2 12%，Al2O3 37%，FeO5%。
鋼包脫磷後，[P]含量由0.015%降低至0.011%。
實施例2
本轉爐抑渣的方法採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]600ppm，[P]含量0.015%， 鐵水溫度[T]1685℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 51%，MgO 8%，SiO2 17%，Al2O3 3%，FeO 21%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼50%時加入石灰4kg/噸鋼、螢石0.4kg/噸鋼，出鋼結束加入改質劑0.8kg/噸鋼，出鋼結束後強攪拌氣量10L/min，攪拌3分鐘進行鋼包脫磷。改質劑質量組成為：CaO 30%，MgO 2%， SiO2 3%，Al2O3 20%，Al 45%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 30%，MgO 12%， SiO2 7%，Al2O3 40%，FeO 11%。
鋼包脫磷後，[P]含量由0.015%降低至0.009%。
實施例3
本轉爐抑渣的方法採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]600ppm，[P]含量0.013%， 鐵水溫度[T]1685℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 45%，MgO 12%，SiO2 17%，Al2O3 5%，FeO 21%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼30%時加入石灰4kg/噸鋼、螢石0.4kg/噸鋼，出鋼80%加入改質劑1.2kg/噸鋼，出鋼結束後強攪拌氣量8L/min，攪拌3分鐘進行鋼包脫磷。改質劑質量組成為：CaO 25%，MgO 3%，SiO2 2%，Al2O3 20%，Al 50%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 40%，MgO 10%， SiO2 6%，Al2O3 35%，FeO9%。
鋼包脫磷後，[P]含量由0.013%降低至0.009%。
實施例4
本轉爐抑渣的方法採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]600ppm，[P]含量0.012%， 鐵水溫度[T]1695℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 52%，MgO 12%，SiO2 12%，Al2O3 5%，FeO 19%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼40%時加入石灰2.5kg/噸鋼、螢石0.3kg/噸鋼，出鋼85%加入改質劑1.0kg/噸鋼，出鋼結束後強攪拌氣量6L/min，攪拌1分鐘進行鋼包脫磷。改質劑質量組成為：CaO 30%，MgO 5%， SiO2 5%，Al2O3 10%，Al 50%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 40%，MgO 12%， SiO2 12%，Al2O3 25%，FeO11%。鋼包脫磷後，[P]含量由0.012%降低至0.009%。
實施例5
本轉爐抑渣的方法採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]600ppm，[P]含量0.012%， 鐵水溫度[T]1695℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 54%，MgO 9%，SiO2 16%，Al2O3 5%，FeO 16%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼45%時加入石灰2.8kg/噸鋼、螢石0.25kg/噸鋼，出鋼95%加入改質劑1.1kg/噸鋼，出鋼結束後強攪拌氣量10L/min，攪拌2分鐘進行鋼包脫磷。改質劑質量組成為：CaO 30%，MgO 5%，SiO2 5%，Al2O3 20%，Al 40%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 35%，MgO 8%， SiO2 10%，Al2O3 39%，FeO8%。
鋼包脫磷後，[P]含量由0.012%降低至0.009%。
實施例6
本轉爐抑渣的方法採用下述具體的工藝步驟。
100噸轉爐常規冶煉；轉爐終點[C] 0.035%，[O]600ppm，[P]含量0.012%， 鐵水溫度[T]1695℃。轉爐終點渣成分的重量比：CaO 54%，MgO 8%，SiO2 17%，Al2O3 4%，FeO 17%。
轉爐帶氧出鋼，出鋼35%時加入石灰2.2kg/噸鋼、螢石0.23kg/噸鋼，出鋼90%加入改質劑0.9kg/噸鋼，出鋼結束後強攪拌氣量12L/min，攪拌2.5分鐘進行鋼包脫磷。改質劑質量組成為：CaO 28%，MgO 4%， SiO2 4%，Al2O3 16%，Al 48%。
出鋼後鋼包渣成分CaO 40%，MgO 8%， SiO2 10%，Al2O3 35%，FeO7%。
鋼包脫磷後，[P]含量由0.015%降低至0.009%。
由實施例1-6可知，本發明可實現在轉爐-RH工藝條件下，不改變工藝路線、不增加成本前提下充分利用鋼包渣的脫磷能力，脫磷處理前磷含量0.015％時，處理後磷含量可穩定達到0.012%以下，產線脫磷效率提高2-4%。