专利名称：半钢脱磷脱硫炼钢新工艺的制作方法
半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，一种钢铁冶金新工艺。
公知的钒钛磁铁矿或含钒铁矿炼钢的工艺流程如说明书附
图1所示即高炉炼铁得到含钒铁水，经混铁炉均匀成份和温度并储存，含钒铁水兑入转炉吹氧使钒氧化进入熔渣，提钒后的铁水含碳量比普通铁水低，含硅量也极低这种铁水称半钢，半钢进入转炉炼钢得到成品钢。
上述公知过程系统存在如下问题(1)由于国内外低磷铁矿越来越少，高炉炼铁不能脱除磷，原料中有害元素磷全部进入铁水，提钒过程也没有脱磷能力，磷全部进入半钢。至使炼钢过程要承担全部脱磷任务，转炉炼钢脱磷负担繁重；(2)随着生产、科技的发展，市场对钢材质量提出越来越高的要求，对钢中有害元素磷、硫含量要求越来越低，例如按以往的标准，许多钢种含磷0.03～0.45％都是合格的，而现在要求低于0.025％。炼含磷小于等于0.01％的超低磷钢和含磷低于0.003％的纯净钢已成发展方向，是国内钢铁企业急待解决的重要课题，铁水(或半钢)含磷增高，钢材含磷又要求越来越低，更加重了炼钢脱磷任务，3、由于用含钒钛铁矿炼铁须采用较低温度操作，高炉铁水温度较低如国内某大厂只有1180～1300℃，平均约1250℃，铁水物理热量较普通铁矿炼出的铁水为低。铁水含硅只有0.05～0.2％，平均0.1％，比普通铁水含硅0.4～0.8％低得多。经提钒后，半钢含碳由平均约4.4％，下降到平均约3.6～3.7％，含硅已是痕迹，转炉炼钢是靠半钢中一些元素如碳、硅、锰、铁、氧化发热的自热过程，碳、硅是主要氧化发热元素。碳、硅含量少铁水化学热量少。所以半钢炼钢比用普通铁水炼钢热量就显得紧张，炼高碳钢时尤为突出。
硅氧化后生成二氧化硅(SiO2)，与炼钢时加入的造渣材料石灰(主要成分为氧化钙)结合成熔点较低的化合物形成多组分的熔渣，即造渣过程，由于半钢含硅低，炼钢吹炼初期(即通常认为熔池温度低于1500℃，金属液中碳未大量快速氧化的时期，熔池温度较低)，化渣困难。而脱磷反应主要靠初期快速形成反应性良好的熔渣，所以半钢炼钢初期化渣慢，初期脱磷效率低，总的炼钢脱磷率低(脱除磷浓度与初始磷浓度的百分比)，采用普通铁水炼钢总脱磷率可达90％，而用半钢炼钢只有70～80％，炼高碳钢时则更低。
炼钢时采用往转炉内分批加入固体造渣物料，至今国内外都未找到解决初期化渣慢，炼钢脱磷率低的好办法，成了技术难题。
我国攀钢和俄罗斯下塔吉尔钢铁厂是国内外最大，最具代表性的转炉提钒，转炉半钢炼钢企业。攀钢半钢平均含磷为0.065％，还有上升趋势。下塔吉尔厂平均含磷0.035～0.040％，炼钢初期化渣慢，冶炼超低磷钢和纯净钢用公知流程和炼钢工艺都存在极大困难。
因此，要在半钢进入转炉炼钢之前尽可能脱去磷、硫，成了炼出超低磷钢，超低硫钢或纯净钢的技术关链。
本发明的目的是在上述公知流程中增加半钢脱磷、硫工艺，流程如说明书附图2、该过程的功能是根据需要脱除半钢中的磷、硫，减轻转炉炼钢脱磷、硫负担；促进初期化渣脱磷硫和提高半钢炼钢总的脱磷率，确保含磷一般要求钢种100％合格率，创造经济地生产超低磷钢和纯净钢的技术条件。
本发明是通过以下的技术方案来实现的。
1、工艺流程如说明书附图2所示，即在转炉炼钢前加一个半钢脱磷、硫过程，高炉铁水经脱硫处理，再经提钒之后得半钢，半钢经脱磷，硫处理，进入转炉炼钢，最后产出低磷钢。
2、脱磷、硫剂的组成、配方以氧化钙-氧化铁-氟化钙为基础的三元系外加添加剂(苏打或锰矿组成；其配方是氧化钙(CaO)≥38％、氟化钙(CaF2)≥15％、氧化铁(FeO)≥20％、氧化镁(MgO)≤6％、硫(S)＜0.15％、磷(P)＜0.1％，添加剂2～6％3、工艺条件半钢脱磷、硫过程温度1350～1410℃脱磷、硫剂的加入量是半钢总量的0.3～3.0％脱磷、硫剂的主要原料可以用石灰、萤石、氧化铁皮、转炉炉尘。其制造方法可以用机械混合法、机械混合压球法和予熔法，脱磷、硫剂的加入方法可以在出半钢过程中随半钢冲入罐内的简单加入法或将其喷吹入半钢中的喷吹法。
4、将半钢脱磷、硫后的熔渣连同半钢一起兑入炼钢转炉、使熔渣参与炼钢过程反应。
5、所获得的技术经济指标1)半钢原始含磷0.035～0.10％，脱磷后半钢含磷小于0.04％，脱磷率为10～60％；2)铁水原始含硫0.05％～0.15％，通过铁水予脱硫可以把硫降到0.01％以下，经半钢脱磷、硫处理，可再降低10～40％。
3)将脱磷、硫生成的熔渣兑入炼钢转炉参与炼钢反应过程，使得在炼钢转炉中所需加入的渣料不仅有固体料、还有一开始就加入的液态熔渣，促进了初期化渣，对改善转炉炼钢，在进一步脱除磷、硫，提高总脱磷率、炼出低磷钢和纯净钢打下良好的技术基础。
4)本发明还适用于低硅铁水(含硅＜0.2％)和经过铁水予脱硅的炼钢工艺系统图1是公知技术的工艺流程图，图2是本发明的工艺流程图6、本技术与现有技术相比所具有的优点及积极效果(1)完善了从高炉铁水到炼钢过程系统的结构和功能，从结构上在炼钢前增加了予脱磷环节，增加了予脱磷功能，解决了公知流程炼钢前没有脱磷能力的问题，可按不同要求程度减轻转炉炼钢脱磷负担；(2)使脱磷工作在炼钢之前就完成了一部分或全部，可充分发挥炼钢转炉快速脱碳，提温的冶金优势，为炼钢制造良好的条件，降低炼钢成本；(3)加入半钢脱磷、硫后的熔渣的量变化，可作为冶炼不同含磷要求钢种的灵活的技术调节手段；(4)简单冲入法予脱磷工艺方法，投资少，见效快，占地少，不占用过多操作时间；
(5)予脱磷过程还可以脱部分硫，也减轻了炼钢脱硫负担；(6)将脱磷熔渣兑入转炉参与炼钢过程，加快了炼钢初期反应性良好的初期渣形成的速度，提高了半钢炼钢脱磷、硫率；降低了炼钢成本；(7)为炼超低磷钢和纯净钢，开发新品种奠定了技术基础。
实施例冶炼攀钢半钢，共炼钢5万吨，转炉容量120吨，半钢罐容量140吨，炼钢转炉兑入半钢137吨，半钢初始含磷Po＝0.061％。
1、工艺流程提钒转炉出半钢，出半钢过程中向半钢罐加入脱磷、硫剂，用量为2.2％，脱磷硫后不除渣、将半钢罐吊到炼钢转炉，将带脱磷、硫熔渣的半钢一起兑入炼钢转炉，最后吹氧炼钢至出钢。
2、脱磷、硫剂的组成配方用氧化钙、氧化铁、氟化钙为基础的三元系外加苏打为添加剂；其配方是氧化钙45％、氟化钙30％、氧化铁30％、氧化镁2％、硫0.1％以下，磷0.08％，添加剂2％。
3、工艺条件温度1330～1400°，脱磷、硫剂的用量2.2％(22kg/t半钢)。
4、取得的技术经济指标炼钢终点(吹氧炼钢至出钢)磷含量P终＝0.0051％，总脱磷率91.64％，初期化渣时间缩短1′40″钟，炼钢吹炼时间缩短4′钟，总渣料用量75.56kg/t钢比公知技术减少34.44kg/t钢
权利要求
1.一种半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，其工艺流程是高炉铁水经脱硫处理后得半钢，半钢进入转炉吹炼得成品钢，其特征是在上述工艺流程转炉炼钢前增加一个半钢脱磷、硫过程，高炉铁水经脱硫处理，再经提钒之后得到半钢、半钢经脱磷、硫处理，进入转炉炼钢，最后得低磷成品钢。1)脱磷、硫剂的组成和配方脱磷、硫剂是以氧化钙——氧化铁——氟化钙为基础的三元素及添加剂(苏打或锰矿)组成；其配方是氧化钙(CaO)≥38％、氟化钙(CaF2)≥15％、氧化铁(FeO)≥20％、氧化镁(MgO)≤6％、硫(S)＜0.15％、磷(P)＜0.1、添加剂(苏打或锰矿)2～6％；2)工艺条件半钢脱磷、硫温度1330～1410℃；脱磷碳剂的加入量为半钢总量的0.3～3.0％；3)将半钢脱磷、硫后的熔渣连同半钢一起兑入炼钢转炉、使熔渣参与炼钢过程反应。
2.根据权利要求1所述的半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，其特征是脱磷硫剂的主要原料是石灰、萤石、氧化铁皮、转炉炉尘。
3.根据权利要求1所述的半钢脱磷硫炼钢新工艺其特征是脱磷硫剂的制造方法有机械混合法、机械混合压球法和予熔法。
4.根据权利要1所述的半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，其特征是脱磷硫剂的加入方法是在出半钢过程中随半钢流冲入炼钢罐内的简单加入法，或将磷硫剂喷吹入半钢中的喷吹法。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，其特征是其也适用于低硅铁水和经过予脱硅的炼钢工艺系统。
全文摘要
半钢脱磷、硫炼钢新工艺,一种钢铁冶金新工艺。在公知的含钒铁矿炼钢工艺流程中增加半钢脱磷、硫工艺,即在提钒之后的半钢中加入脱磷、硫剂,该脱磷、硫剂是以氧化钙－氧化铁－氟化钙等基础的三元系及苏打、猛矿为添加剂。在进入转炉炼钢之前先预脱除磷、硫,然后将半钢脱磷后的熔渣连同半钢一起兑入炼钢转炉使熔渣参与炼钢反应,促进初期化渣脱磷、硫和提高半钢炼钢总的脱磷率,创造生产超低磷钢和纯净钢的技术条件。
文档编号C21C7/064GK1275625SQ0011300
公开日2000年12月6日 申请日期2000年6月7日 优先权日2000年6月7日
发明者谢蕴国, 李曼玲, 邓嘉光, 班志新, 朱红波, 普靖中, 何秋昆 申请人:昆明理工大学