專利名稱：：一種轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與少渣脫碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)方法，特別涉及一種轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與少渣脫碳的方法。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼領(lǐng)域，主要涉及轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與轉(zhuǎn)爐脫碳處理。磷在鋼中是一種易偏析元素，當(dāng)鋼中磷含量大于0.015%時(shí)，磷的偏析急劇增加，并促使偏析帶硬度增加，同時(shí)，磷還惡化焊接性能，顯著降低鋼的低溫沖擊韌性，提高鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。目前國(guó)內(nèi)寬厚板生產(chǎn)領(lǐng)域生產(chǎn)的管線鋼、海洋平臺(tái)用鋼、油井管鋼、低溫容器用鋼等均需要低磷含量。隨著金融危機(jī)對(duì)鋼鐵行業(yè)的影響及中國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能增加幅度連續(xù)多年超過5000萬噸，在市場(chǎng)供求規(guī)律作用下，產(chǎn)能過快增長(zhǎng)必然導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)業(yè)供求關(guān)系失衡，加大了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)險(xiǎn)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)重復(fù)建設(shè)多且投產(chǎn)時(shí)間較為集中如果產(chǎn)能在短時(shí)間內(nèi)突然釋放，必將導(dǎo)致供需矛盾轉(zhuǎn)化，使鋼鐵行業(yè)的利潤(rùn)被進(jìn)一步壓縮。國(guó)內(nèi)幾大鋼廠不約而同的將提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力、加大成本控制力度作為企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。因此經(jīng)濟(jì)與高質(zhì)量鋼的冶煉成為鋼鐵行業(yè)的必然選擇。上世紀(jì)90年代神戶制鋼、新日鐵、住友金屬、NKK等紛紛開展類似工藝技術(shù)研究，并取得巨大經(jīng)濟(jì)效益，近年來日本愈來愈多的鋼鐵廠開始采用該工藝，住友金屬和歌山鋼鐵廠在其新改建的煉鋼廠，在車間的不同跨間分別設(shè)置脫磷專用轉(zhuǎn)爐和脫碳煉鋼轉(zhuǎn)爐，將脫磷和脫碳吹煉時(shí)間縮短，實(shí)現(xiàn)了非常低成本、高效率的煉鋼生產(chǎn)。但需要分別設(shè)置脫磷專用轉(zhuǎn)爐和脫碳煉鋼轉(zhuǎn)爐。傳統(tǒng)三脫技術(shù)首先對(duì)鐵水進(jìn)行脫硅預(yù)處理，在高爐出鐵溝或鐵水罐、魚雷車內(nèi)進(jìn)行，然后在鐵水罐或魚雷車內(nèi)分別進(jìn)行脫硫和脫磷預(yù)處理或同時(shí)脫磷脫硫處理，最后再對(duì)"三脫"后鐵水在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行少渣吹煉?；谵D(zhuǎn)爐外鐵水預(yù)處理的工藝流程存在的問題鐵水同時(shí)脫磷脫硫的反應(yīng)容器小，不利于渣金反應(yīng)的進(jìn)行；混鐵車的脫磷脫硫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件不好，存在死區(qū)；處理場(chǎng)所分散，處理時(shí)間長(zhǎng)；處理過程溫降大，處理后溫降大于IO(TC;Si、P氧化的熱量沒被完全利用；同時(shí)脫磷脫硫兩者的熱力學(xué)條件相反，不利于深度脫磷或深度脫硫。其次目前國(guó)內(nèi)也有采用轉(zhuǎn)爐脫磷、脫碳工藝，但脫碳時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于脫磷周期，導(dǎo)致脫磷脫碳周期不匹配。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是克服上述問題，提供一種轉(zhuǎn)爐脫磷與少渣脫碳方法，在現(xiàn)有同一轉(zhuǎn)爐或不同轉(zhuǎn)爐里分別進(jìn)行脫磷、脫碳處理工藝，有效解決了脫磷脫碳周期不匹配，不利于深度脫磷或深度脫硫的問題。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與少渣脫碳的方法，以具有頂?shù)讖?fù)吹功能的轉(zhuǎn)爐為處理容器，采用底吹氬氣、氮?dú)?，頂吹氧氣、少渣脫碳的工藝，其特征?1)在同一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫磷然后出鐵后再兌入該轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳，或在一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫磷然后在另外一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳；(2)采用脫磷渣、脫碳渣分別由脫磷渣系A(chǔ)、C與脫碳渣系B組成，也可以A、B同時(shí)混合使用；渣系A(chǔ)的主要組成質(zhì)量百分比為Ca035%-60%、Fe05%-25%、Si025%-15%、MgO5%-10%、CaF2《5%，渣系B組成質(zhì)量百分比為Ca045%-55%、Fe015%-25%、Si025%-15%、MgO5%-10%、CaF2《10%，C的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為CaO70%-90%，SiO2+CaF2+MgO《30%;(3)脫磷期結(jié)束溫度在1350°C-1400°C;脫碳期結(jié)束溫度在1650°C-1750°C;(4)頂吹供氧氣強(qiáng)度1.2-1.5Nm3/min.t;(5)底部供氣至頂吹供氧70%之前，底吹供氮?dú)鈴?qiáng)度0.03-0.3Nm3/min.t;后頂吹供氧30%，底吹供氬強(qiáng)度0.03-0.3Nm3/min.t，在頂吹供氧30%-60%期間內(nèi)，采用低供氣強(qiáng)度，其他時(shí)間采用高供氣強(qiáng)度；(6)要求入轉(zhuǎn)爐鐵水溫度高于1250°C，鐵水[Si]含量在0.60%以下；(7)脫磷期礦石加入量在20kg/t-40kg/t，廢鋼比在5%-9%;(8)脫磷期結(jié)束碳含量控制在2.8%-3.2%。在同一個(gè)轉(zhuǎn)爐中時(shí)，將脫磷期鐵水倒出，將爐渣留于爐內(nèi)后倒在渣罐里，然后在將鐵水返回同一個(gè)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳處理；在不同轉(zhuǎn)爐中時(shí)，將脫磷期鐵水倒出后，兌入另一座轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳處理。A與C化學(xué)成分中高CaO含量與低CaO含量的混合使用，混合質(zhì)量比比例按照質(zhì)量比l:3-1:4，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)自然混合。氧化鈣可以來自熟石灰也可以是熟石灰與輕燒白云石混合物，混合質(zhì)量比例按照4:1-2:i。脫磷期結(jié)束爐渣堿度《3，白灰加入量減少18-20kg/t。脫碳渣系B經(jīng)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)锳，其制作工藝可以采用添加含有CaO的改制劑后吹氮，吹氮強(qiáng)度在3-5Nm3/min.t，并倒出含F(xiàn)eO的稀渣，使之轉(zhuǎn)變?yōu)檎扯雀?、熔點(diǎn)低的A渣系。脫碳期采用常規(guī)冶煉時(shí)的供氧強(qiáng)度，滿足脫碳周期與脫磷周期相匹配。本發(fā)明的有益效果是采用該方法后有效解決了脫磷脫碳周期不匹配，不利于深度脫磷或深度脫硫的問題，半鋼磷含量在0.012%-0.015%，脫碳期脫磷率在80%，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)磷含量在0.003%-0.004%。具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用脫碳出鋼后爐渣留在爐內(nèi)，并進(jìn)行濺渣護(hù)爐，對(duì)爐渣加入C后，將爐渣留到下一爐。脫磷期采用低供氧強(qiáng)度，采用噸鋼20kg-40kg的礦石進(jìn)行化渣，脫磷期結(jié)束碳含量控制在2.8%-3.2%，達(dá)到脫磷周期與脫碳周期相匹配的效果。鐵水溫度控制在1250°C-13501:左右，鐵水硅含量控制在0.30-0.60%，總鐵水裝入量108噸左右，輕薄料廢鋼5-9噸左右。脫磷期加入白灰2-6噸，爐渣堿度控制在1.8-3.0，脫磷結(jié)束溫度控制在1350°C-14001:左右，氧槍槍位1.2米-1.5米，供氧流量9000m3/h，冶煉3-4分，倒?fàn)t出半鋼后，重新兌入轉(zhuǎn)爐，脫碳期加入白灰2噸，控制堿度在5.0以上，氧氣流量保持在22000m3/11，底吹氬氣流量保持在400mVh-1200m3/11，拉碳溫度在1660-168(TC之間，采用該工藝節(jié)省白灰噸鋼20kg/t左右，并將轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)鋼水磷控制在40ppm左右的水平。實(shí)施例本次試驗(yàn)要求裝入量在100噸左右，輕薄廢鋼7-8噸，廢鋼比6-8%，由于輕薄料有限，部分采用了軋板切邊；鐵水情況如下表所示。表1鐵水成分(質(zhì)量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2脫磷期副原料加入量(噸)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>試驗(yàn)采用吹煉時(shí)間9-10分鐘，供氧量為1.30-1.42左右，下表為脫磷預(yù)處理后結(jié)果。表3脫磷結(jié)束后鐵水成分(質(zhì)量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表4脫磷結(jié)束后A渣系成分(質(zhì)量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>[OO34]表5脫碳期結(jié)束后B渣系成分(質(zhì)量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>脫碳期采用流量22000Nm3/min.t，吹煉時(shí)間8-9分鐘，脫碳周期與脫磷周期完全匹配。采用該工藝的優(yōu)勢(shì)如下1、白灰消耗減少較常規(guī)工藝，白灰消耗減少近四分之一。2、周期更加匹配雙渣周期在45min以上，正常情況下，轉(zhuǎn)爐是冶煉周期限制性環(huán)節(jié)，針對(duì)設(shè)備狀況與冶煉周期匹配的問題，我們采用一座脫磷爐供一座脫碳爐的方式，類似于住友金屬和歌山制鐵所，另外一臺(tái)轉(zhuǎn)爐采用正常工藝，脫磷爐、脫碳爐周期均控制在22分鐘左右，冶煉周期較雙渣時(shí)間短。3、脫磷期結(jié)束后磷含量更低傳統(tǒng)雙渣半鋼結(jié)束后磷含量在0.035-0.045%左右，采用該工藝半鋼磷含量在0.012%-0.015%左右，脫碳期脫磷率在80%左右，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)磷含量在0.003%-0.004%左右。權(quán)利要求一種轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與少渣脫碳的方法，以具有頂?shù)讖?fù)吹功能的轉(zhuǎn)爐為處理容器，采用底吹氬氣、氮?dú)?，頂吹氧氣、少渣脫碳的工藝，其特征?1)在同一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫磷然后出鐵后再兌入該轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳，或在一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫磷然后在另外一個(gè)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳；(2)采用脫磷渣、脫碳渣分別由脫磷渣系A(chǔ)、C與脫碳渣系B組成，也可以A、B同時(shí)混合使用；渣系A(chǔ)的主要組成質(zhì)量百分比為CaO35％-60％、FeO5％-25％、SiO25％-15％、MgO5％-10％、CaF2≤5％，渣系B組成質(zhì)量百分比為CaO45％-55％、FeO15％-25％、SiO25％-15％、MgO5％-10％、CaF2≤10％，C的主要化學(xué)成分質(zhì)量百分比為CaO70％-90％，SiO2+CaF2+MgO≤30％；(3)脫磷期結(jié)束溫度在1350℃-1400℃；脫碳期結(jié)束溫度在1650℃-1750℃；(4)頂吹供氧氣強(qiáng)度1.2-1.5Nm3/min.t；(5)底部供氣至頂吹供氧70％之前，底吹供氮?dú)鈴?qiáng)度0.03-0.3Nm3/min.t；后頂吹供氧30％，底吹供氬強(qiáng)度0.03-0.3Nm3/min.t，在頂吹供氧30％-60％期間內(nèi)，采用低供氣強(qiáng)度，其他時(shí)間采用高供氣強(qiáng)度；(6)要求入轉(zhuǎn)爐鐵水溫度高于1250℃，鐵水[Si]含量在0.60％以下；(7)脫磷期礦石加入量在3kg/t以上，廢鋼比在7％以下；(8)脫磷期結(jié)束碳含量控制在質(zhì)量百分含量為2.8％-3.2％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于將一爐鋼水分階段處理，在同一個(gè)轉(zhuǎn)爐或不同轉(zhuǎn)爐里分別進(jìn)行處理，在同一個(gè)轉(zhuǎn)爐中時(shí)，將脫磷期鐵水倒出，將爐渣留于爐內(nèi)后倒在渣罐里，然后在將鐵水返回同一個(gè)爐內(nèi)進(jìn)行脫碳處理；在不同轉(zhuǎn)爐中時(shí)，將脫磷期鐵水倒出后，兌入另一座轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于A與C化學(xué)成分中高CaO含量與低CaO含量的混合使用，混合比例按照質(zhì)量比l:3-1:4，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)自然混合。4.根據(jù)權(quán)利要求1和3所述的方法，氧化鈣可以來自熟石灰也可以是熟石灰與輕燒白云石混合物，混合比例按照質(zhì)量百分比4:l-2:i。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫磷期結(jié)束爐渣堿度《3，白灰加入量質(zhì)量百分比減少18-20kg/t。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫碳渣系B經(jīng)處理后轉(zhuǎn)變?yōu)锳，其制作工藝可以采用添加含有CaO的改制劑后吹氮，吹氮強(qiáng)度在3-5Nm3/min.t，并倒出含F(xiàn)eO的稀渣，使之轉(zhuǎn)變?yōu)檎扯雀?、熔點(diǎn)低的A渣系。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫碳期采用常規(guī)冶煉時(shí)的供氧強(qiáng)度，滿足脫碳周期與脫磷周期相匹配。全文摘要本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐脫磷預(yù)處理與少渣脫碳的方法，屬于轉(zhuǎn)爐煉鋼領(lǐng)域，主要涉及在同一轉(zhuǎn)爐或在不同轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行脫磷預(yù)處理與少渣脫碳，采用頂吹氧氣與底吹氮、氬工藝。在脫磷期使用低熔點(diǎn)脫磷劑。脫磷期頂吹采用低流量控制，通過加大礦石加入量，減少廢鋼裝入量，結(jié)束溫度控制在1350℃-1400℃左右，在短期內(nèi)將碳含量控制在2.8％-3.2％左右，脫碳期采用正常頂吹供氣流量即可滿足周期要求，脫碳結(jié)束溫度控制在1650℃-1720℃左右，采用此種創(chuàng)新工藝，可以使脫磷周期與脫碳期周期相匹配。達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、深脫磷目的。文檔編號(hào)C21C5/28GK101691622SQ200910093659公開日2010年4月7日申請(qǐng)日期2009年9月25日優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日發(fā)明者劉洋,危尚好,呂延春,姜中行,朱志遠(yuǎn),李戰(zhàn)軍,王東柱,王文軍,石樹東,金茹申請(qǐng)人:首鋼總公司