半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝的製作方法

2023-09-21 04:27:35 2

專利名稱：半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝的製作方法
半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝，一種鋼鐵冶金新工藝。
公知的釩鈦磁鐵礦或含釩鐵礦煉鋼的工藝流程如說明書附

圖1所示即高爐煉鐵得到含釩鐵水，經混鐵爐均勻成份和溫度並儲存，含釩鐵水兌入轉爐吹氧使釩氧化進入熔渣，提釩後的鐵水含碳量比普通鐵水低，含矽量也極低這種鐵水稱半鋼，半鋼進入轉爐煉鋼得到成品鋼。
上述公知過程系統存在如下問題(1)由於國內外低磷鐵礦越來越少，高爐煉鐵不能脫除磷，原料中有害元素磷全部進入鐵水，提釩過程也沒有脫磷能力，磷全部進入半鋼。至使煉鋼過程要承擔全部脫磷任務，轉爐煉鋼脫磷負擔繁重；(2)隨著生產、科技的發展，市場對鋼材質量提出越來越高的要求，對鋼中有害元素磷、硫含量要求越來越低，例如按以往的標準，許多鋼種含磷0.03～0.45％都是合格的，而現在要求低於0.025％。煉含磷小於等於0.01％的超低磷鋼和含磷低於0.003％的純淨鋼已成發展方向，是國內鋼鐵企業急待解決的重要課題，鐵水(或半鋼)含磷增高，鋼材含磷又要求越來越低，更加重了煉鋼脫磷任務，3、由於用含釩鈦鐵礦煉鐵須採用較低溫度操作，高爐鐵水溫度較低如國內某大廠只有1180～1300℃，平均約1250℃，鐵水物理熱量較普通鐵礦煉出的鐵水為低。鐵水含矽只有0.05～0.2％，平均0.1％，比普通鐵水含矽0.4～0.8％低得多。經提釩後，半鋼含碳由平均約4.4％，下降到平均約3.6～3.7％，含矽已是痕跡，轉爐煉鋼是靠半鋼中一些元素如碳、矽、錳、鐵、氧化發熱的自熱過程，碳、矽是主要氧化發熱元素。碳、矽含量少鐵水化學熱量少。所以半鋼煉鋼比用普通鐵水煉鋼熱量就顯得緊張，煉高碳鋼時尤為突出。
矽氧化後生成二氧化矽(SiO2)，與煉鋼時加入的造渣材料石灰(主要成分為氧化鈣)結合成熔點較低的化合物形成多組分的熔渣，即造渣過程，由於半鋼含矽低，煉鋼吹煉初期(即通常認為熔池溫度低於1500℃，金屬液中碳未大量快速氧化的時期，熔池溫度較低)，化渣困難。而脫磷反應主要靠初期快速形成反應性良好的熔渣，所以半鋼煉鋼初期化渣慢，初期脫磷效率低，總的煉鋼脫磷率低(脫除磷濃度與初始磷濃度的百分比)，採用普通鐵水煉鋼總脫磷率可達90％，而用半鋼煉鋼只有70～80％，煉高碳鋼時則更低。
煉鋼時採用往轉爐內分批加入固體造渣物料，至今國內外都未找到解決初期化渣慢，煉鋼脫磷率低的好辦法，成了技術難題。
我國攀鋼和俄羅斯下塔吉爾鋼鐵廠是國內外最大，最具代表性的轉爐提釩，轉爐半鋼煉鋼企業。攀鋼半鋼平均含磷為0.065％，還有上升趨勢。下塔吉爾廠平均含磷0.035～0.040％，煉鋼初期化渣慢，冶煉超低磷鋼和純淨鋼用公知流程和煉鋼工藝都存在極大困難。
因此，要在半鋼進入轉爐煉鋼之前儘可能脫去磷、硫，成了煉出超低磷鋼，超低硫鋼或純淨鋼的技術關鏈。
本發明的目的是在上述公知流程中增加半鋼脫磷、硫工藝，流程如說明書附圖2、該過程的功能是根據需要脫除半鋼中的磷、硫，減輕轉爐煉鋼脫磷、硫負擔；促進初期化渣脫磷硫和提高半鋼煉鋼總的脫磷率，確保含磷一般要求鋼種100％合格率，創造經濟地生產超低磷鋼和純淨鋼的技術條件。
本發明是通過以下的技術方案來實現的。
1、工藝流程如說明書附圖2所示，即在轉爐煉鋼前加一個半鋼脫磷、硫過程，高爐鐵水經脫硫處理，再經提釩之後得半鋼，半鋼經脫磷，硫處理，進入轉爐煉鋼，最後產出低磷鋼。
2、脫磷、硫劑的組成、配方以氧化鈣-氧化鐵-氟化鈣為基礎的三元系外加添加劑(蘇打或錳礦組成；其配方是氧化鈣(CaO)≥38％、氟化鈣(CaF2)≥15％、氧化鐵(FeO)≥20％、氧化鎂(MgO)≤6％、硫(S)＜0.15％、磷(P)＜0.1％，添加劑2～6％3、工藝條件半鋼脫磷、硫過程溫度1350～1410℃脫磷、硫劑的加入量是半鋼總量的0.3～3.0％脫磷、硫劑的主要原料可以用石灰、螢石、氧化鐵皮、轉爐爐塵。其製造方法可以用機械混合法、機械混合壓球法和予熔法，脫磷、硫劑的加入方法可以在出半鋼過程中隨半鋼衝入罐內的簡單加入法或將其噴吹入半鋼中的噴吹法。
4、將半鋼脫磷、硫後的熔渣連同半鋼一起兌入煉鋼轉爐、使熔渣參與煉鋼過程反應。
5、所獲得的技術經濟指標1)半鋼原始含磷0.035～0.10％，脫磷後半鋼含磷小於0.04％，脫磷率為10～60％；2)鐵水原始含硫0.05％～0.15％，通過鐵水予脫硫可以把硫降到0.01％以下，經半鋼脫磷、硫處理，可再降低10～40％。
3)將脫磷、硫生成的熔渣兌入煉鋼轉爐參與煉鋼反應過程，使得在煉鋼轉爐中所需加入的渣料不僅有固體料、還有一開始就加入的液態熔渣，促進了初期化渣，對改善轉爐煉鋼，在進一步脫除磷、硫，提高總脫磷率、煉出低磷鋼和純淨鋼打下良好的技術基礎。
4)本發明還適用於低矽鐵水(含矽＜0.2％)和經過鐵水予脫矽的煉鋼工藝系統圖1是公知技術的工藝流程圖，圖2是本發明的工藝流程圖6、本技術與現有技術相比所具有的優點及積極效果(1)完善了從高爐鐵水到煉鋼過程系統的結構和功能，從結構上在煉鋼前增加了予脫磷環節，增加了予脫磷功能，解決了公知流程煉鋼前沒有脫磷能力的問題，可按不同要求程度減輕轉爐煉鋼脫磷負擔；(2)使脫磷工作在煉鋼之前就完成了一部分或全部，可充分發揮煉鋼轉爐快速脫碳，提溫的冶金優勢，為煉鋼製造良好的條件，降低煉鋼成本；(3)加入半鋼脫磷、硫後的熔渣的量變化，可作為冶煉不同含磷要求鋼種的靈活的技術調節手段；(4)簡單衝入法予脫磷工藝方法，投資少，見效快，佔地少，不佔用過多操作時間；
(5)予脫磷過程還可以脫部分硫，也減輕了煉鋼脫硫負擔；(6)將脫磷熔渣兌入轉爐參與煉鋼過程，加快了煉鋼初期反應性良好的初期渣形成的速度，提高了半鋼煉鋼脫磷、硫率；降低了煉鋼成本；(7)為煉超低磷鋼和純淨鋼，開發新品種奠定了技術基礎。
實施例冶煉攀鋼半鋼，共煉鋼5萬噸，轉爐容量120噸，半鋼罐容量140噸，煉鋼轉爐兌入半鋼137噸，半鋼初始含磷Po＝0.061％。
1、工藝流程提釩轉爐出半鋼，出半鋼過程中向半鋼罐加入脫磷、硫劑，用量為2.2％，脫磷硫後不除渣、將半鋼罐吊到煉鋼轉爐，將帶脫磷、硫熔渣的半鋼一起兌入煉鋼轉爐，最後吹氧煉鋼至出鋼。
2、脫磷、硫劑的組成配方用氧化鈣、氧化鐵、氟化鈣為基礎的三元系外加蘇打為添加劑；其配方是氧化鈣45％、氟化鈣30％、氧化鐵30％、氧化鎂2％、硫0.1％以下，磷0.08％，添加劑2％。
3、工藝條件溫度1330～1400°，脫磷、硫劑的用量2.2％(22kg/t半鋼)。
4、取得的技術經濟指標煉鋼終點(吹氧煉鋼至出鋼)磷含量P終＝0.0051％，總脫磷率91.64％，初期化渣時間縮短1′40″鍾，煉鋼吹煉時間縮短4′鍾，總渣料用量75.56kg/t鋼比公知技術減少34.44kg/t鋼
權利要求
1.一種半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝，其工藝流程是高爐鐵水經脫硫處理後得半鋼，半鋼進入轉爐吹煉得成品鋼，其特徵是在上述工藝流程轉爐煉鋼前增加一個半鋼脫磷、硫過程，高爐鐵水經脫硫處理，再經提釩之後得到半鋼、半鋼經脫磷、硫處理，進入轉爐煉鋼，最後得低磷成品鋼。1)脫磷、硫劑的組成和配方脫磷、硫劑是以氧化鈣——氧化鐵——氟化鈣為基礎的三元素及添加劑(蘇打或錳礦)組成；其配方是氧化鈣(CaO)≥38％、氟化鈣(CaF2)≥15％、氧化鐵(FeO)≥20％、氧化鎂(MgO)≤6％、硫(S)＜0.15％、磷(P)＜0.1、添加劑(蘇打或錳礦)2～6％；2)工藝條件半鋼脫磷、硫溫度1330～1410℃；脫磷碳劑的加入量為半鋼總量的0.3～3.0％；3)將半鋼脫磷、硫後的熔渣連同半鋼一起兌入煉鋼轉爐、使熔渣參與煉鋼過程反應。
2.根據權利要求1所述的半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝，其特徵是脫磷硫劑的主要原料是石灰、螢石、氧化鐵皮、轉爐爐塵。
3.根據權利要求1所述的半鋼脫磷硫煉鋼新工藝其特徵是脫磷硫劑的製造方法有機械混合法、機械混合壓球法和予熔法。
4.根據權利要1所述的半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝，其特徵是脫磷硫劑的加入方法是在出半鋼過程中隨半鋼流衝入煉鋼罐內的簡單加入法，或將磷硫劑噴吹入半鋼中的噴吹法。
5.根據權利要求1、2、3、4所述的半鋼脫磷脫硫煉鋼新工藝，其特徵是其也適用於低矽鐵水和經過予脫矽的煉鋼工藝系統。
全文摘要
半鋼脫磷、硫煉鋼新工藝,一種鋼鐵冶金新工藝。在公知的含釩鐵礦煉鋼工藝流程中增加半鋼脫磷、硫工藝,即在提釩之後的半鋼中加入脫磷、硫劑,該脫磷、硫劑是以氧化鈣－氧化鐵－氟化鈣等基礎的三元系及蘇打、猛礦為添加劑。在進入轉爐煉鋼之前先預脫除磷、硫,然後將半鋼脫磷後的熔渣連同半鋼一起兌入煉鋼轉爐使熔渣參與煉鋼反應,促進初期化渣脫磷、硫和提高半鋼煉鋼總的脫磷率,創造生產超低磷鋼和純淨鋼的技術條件。
文檔編號C21C7/064GK1275625SQ0011300
公開日2000年12月6日 申請日期2000年6月7日 優先權日2000年6月7日
發明者謝蘊國, 李曼玲, 鄧嘉光, 班志新, 朱紅波, 普靖中, 何秋昆 申請人:昆明理工大學