专利名称：一种电弧炉深脱磷工艺及其深脱磷剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金工艺的炼钢技术领域，尤其涉及一种电弧炉深脱磷工艺及其 深脱磷剂。
背景技术：
随着电弧炉炼钢逐渐普及，超高功率、炉壁吹氧和高效连铸是电弧炉发展的方 向，还有部分钢厂采用铁水与废钢混合使用，都缩短了电弧炉的冶炼周期，使在电弧炉 冶金功能更加紧凑，需要在很短时间内完成脱碳、脱磷功能；另外，电弧炉冶炼的钢种日 趋向着高精尖的方向发展，对钢中有害元素及夹杂物要求更加严格，因此，在低磷钢种 (P ^ 0. 008% )及极低磷钢种(P ^ 0. 004% )要求下，电弧炉出钢磷要求小于0. 0030%甚 至更低。传统的电弧炉脱磷相对较慢，脱硅、脱磷、脱碳各工序分布比较明显，尤其是深脱 磷，会明显的增加冶炼时间，首先进行钢水脱硅，然后开始脱磷，脱磷剂主要是使用石灰、萤 石和普通的氧化铁皮。随着超高功率电弧炉和炉壁氧枪的使用，脱硅和脱磷的界限已经不 是很清晰了，因此，对于超高功率电弧炉，传统的脱磷工艺及脱磷剂已经不能满足要求，必 须开发新的脱磷工艺及其脱磷剂满足高效生产的要求，尤其满足深脱磷的要求。现有技术中的一种电炉钢水炉内脱磷棒剂，申请号200610020189. 6，它由氧化铁 粉、镁橄榄石粉、碳酸钙粉、粘土粉、硼酸、淀粉按一定重量比混合搅拌均勻后加5%的水，用 模具制成不同重量规格的中空棒剂产品，脱磷效果仅仅是使钢水的限磷量按国际标准提高 一个等级；另外，在大工业条件下，该棒剂的使用受到了明显的限制。现有技术中的一种转炉脱磷剂及其制备方法，申请号200610026164.7，其特 征在于该转炉脱磷剂由下列按重量百分比组分组成氧化铁(Fe2O3) 40% 60%、氧化 钙(CaO) 30% 50%、三氧化铝(Al2O3)I^ 10%、二氧化硅(SiO2) 1 % 10 %、氧化镁 (MgO)O. 10%，将上述转炉脱磷剂的组分粉碎、混合均勻，经1000°C 1550°C预熔，生 成铁铝酸钙，冷却后加工成3 50mm粒状转炉脱磷剂。本发明提供的是转炉用脱磷剂，该 脱磷剂未必适合电弧炉冶炼要求，从成分要求看，含有三氧化铝(Al2O3)I^ 10%、二氧化 硅(SiO2) 10%、氧化镁(MgO)O. 10%，势必影响炉渣碱度，降低脱磷效率。现有技术中的一种使用脱磷剂的转炉冶炼工艺，申请号=200910077085. 2，是在同 一座转炉中，利用前期低温和高氧化铁等良好的热力学和复吹动力学条件，并使用含少量 CaCl2的CaO基脱磷剂进行脱磷，前期铁水预处理，倒掉50_70%脱硅、脱磷渣，后期重新造 渣，进行脱碳处理，脱碳渣留渣利用，可作为下炉的脱磷用渣。该冶炼工艺利用CaCl2与CaO 二元系的低共熔点性质，将其添加到CaO基脱磷剂中，加快了 CaO的熔化速度，提高了石灰 的利用率，同时脱碳渣的留渣操作，既充分利用了渣所带来的物理热，又为前期脱磷提供了 高氧化铁，加速脱磷反应。该工艺采用的两次造渣，实际上是“双渣法”，与本发明不同，电弧 炉上造渣没有明确的界限，另外，该工艺对脱磷效果没有明确。由于电弧炉与转炉相比，供 氧能力较弱，需要高氧化铁物质进行脱磷，该工艺没有添加高氧化铁物质。
发明内容
本发明的目的是提供一种电弧炉深脱磷工艺及其深脱磷剂，针对电弧炉冶炼特 点，实现深脱磷，终点磷达到0. 0030%以下。为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，其特征在于，在加完废 钢后至废钢完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰18 22kg/t ·钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放 掉炉内渣的50 80%，放渣后再加入石灰18 22kg/t ·钢和深脱磷剂6 8kg/t ·钢；2)炉内废钢完全熔化前3 5min再次加入石灰18 22kg/t 钢和深脱磷剂2 4kg/1 ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量 3 10kg/t ·钢，吹氧强度1. 5 5Nm7min · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深 脱磷结束。上述电弧炉深脱磷工艺用深脱磷剂，由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰25% 40%氧化铁 60% 75%所述石灰中的有效成分CaO彡93%，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98% ；其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1200°C 1550°C高温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分要求，CaO 30% 45%，Fe203+Fe0 55% 70 %，其余为不可避免杂 质。与现有技术相比，本发明的有益效果是1)在超高功率电弧炉上采用深脱磷工艺 和深脱磷剂进行深脱磷，加料前不加石灰，在加料后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷 剂，补充大量高氧化铁物质，强化脱磷效果，使出钢磷降低至0. 0030%甚至更低；2)影响炉 渣碱度的杂质更少，对碱度的影响非常微弱，提高了脱磷效率，通过此脱磷工艺，能有效降 低石灰消耗，降低氧耗，节约电能，缩短冶炼时间。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明以内有5只炉壁氧枪的IOOt超高功率电弧炉为例实施例1一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰18kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰18kg/t ·钢和深脱磷剂6kg/t ·钢；2)炉内废钢完全熔化前3min再次加入石灰18kg/t ·钢和深脱磷剂2kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量3kg/t ·钢，吹氧强度2. ONmVmin · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰25% ；氧化 铁75 %，所述石灰中的有效成分CaO > 93 %，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 23%, Fe203+Fe0 :73%，其 余为不可避免杂质。实施例2一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰20kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰20kg/t ·钢和深脱磷剂6kg/t ·钢；2)炉内料完全熔化前3min再次加入石灰20kg/t ·钢和深脱磷剂2kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量 3kg/t ·钢，吹氧强度2. 5Nm3/min · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰28% ；氧化 铁72%，所述石灰中的有效成分CaO ^ 93%，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 26%, Fe203+Fe0 :70%，其 余为不可避免杂质。实施例3一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰22kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰22kg/t ·钢和深脱磷剂6kg/t ·钢；2)炉内料完全熔化前3min再次加入石灰22kg/t ·钢和深脱磷剂2kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量 5kg/t ·钢，吹氧强度2. ONmVmin · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰30% ；氧化 铁70 %，所述石灰中的有效成分CaO > 93 %，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 28%, Fe203+Fe0 :67%，其 余为不可避免杂质。实施例4一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰18kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰18kg/t ·钢和深脱磷剂8kg/t ·钢；2)炉内料完全熔化前3min再次加入石灰18kg/t ·钢和深脱磷剂4kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操 ，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量5kg/t ·钢，吹氧强度2. 5Nm3/min · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰32% ；氧化 铁68 %，所述石灰中的有效成分CaO > 93 %，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 30%, Fe203+Fe0 :67%，其 余为不可避免杂质。实施例5一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰20kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰20kg/t ·钢和深脱磷剂8kg/t ·钢；2)炉内料完全熔化前3min再次加入石灰20kg/t ·钢和深脱磷剂4kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量 4kg/t ·钢，吹氧强度2. ONmVmin · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰35% ；氧化 铁65 %，所述石灰中的有效成分CaO > 93 %，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 33%, Fe203+Fe0 :62%，其 余为不可避免杂质。实施例6一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，加废钢前不加石灰，在 加完废钢后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰22kg/t 钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内 渣的50%，放渣后再加入石灰22kg/t ·钢和深脱磷剂8kg/t ·钢；2)炉内料完全熔化前3min再次加入石灰22kg/t ·钢和深脱磷剂4kg/t ·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量 4kg/t ·钢，吹氧强度2. 5Nm3/min · t，当钢水内磷含量达到0. 0030%以下时，深脱磷结束；本发明用深脱磷剂，是由石灰、氧化铁粉按照重量百分比组成石灰40% ；氧化 铁60 %，所述石灰中的有效成分CaO > 93 %，活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98%;其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1250°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分，CaO 38%, Fe203+Fe0 :57%，其 余为不可避免杂质。上述实施例中，在加完废钢前不加石灰，在加废钢后至废钢完全熔化前分次加入 石灰和深脱磷剂，补充大量高氧化铁物质，强化脱磷效果，使出钢磷降低至0. 0030%甚至更 低，脱磷效果对比如下表1 表1 脱磷效果对比 同时本发明相比现有技术，冶炼时间降低6min，电耗降低34度/t ·钢，氧耗降低 14Nm3/t ·钢，石灰降低31kg/t ·钢，有效降低了石灰消耗，降低了氧耗，节约了电能，缩短了 冶炼时间，经济效果显著。
权利要求
一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，其特征在于，在加完废钢后至废钢完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果，其操作步骤如下1)在加完所有废钢后，加入石灰18～22kg/t·钢，待炉内渣面上废钢熔化后，放掉炉内渣的50～80％，放渣后再加入石灰18～22kg/t·钢和深脱磷剂6～8kg/t·钢；2)炉内废钢完全熔化前3～5min再次加入石灰18～22kg/t·钢和深脱磷剂2～4kg/t·钢；3)炉料熔清后全程进行泡沫渣操作，采用喷碳粉和吹氧进行造泡沫渣，喷碳粉量3～10kg/t·钢，吹氧强度1.5～5Nm3/min·t，当钢水内磷含量达到0.0030％以下时，深脱磷结束。
2.权利要求1所述的一种电弧炉深脱磷工艺用深脱磷剂，其特征在于，由石灰、氧化铁 粉按照重量百分比组成石灰 25% 40% 氧化铁 60% 75%所述石灰中的有效成分CaO ^ 93%,活性大于300mol/L，氧化铁中的有效成分 Fe2O3 ^ 98% ；其制备方法为将上述原料经破碎至100 150目，混合均勻后，在1200°C 1550°C高 温下预熔，在其冷却后，加工成3 50mm颗粒；预熔后成分要求，CaO 30% 45%，Fe203+Fe0 55% 70%，其余为不可避免杂质。
全文摘要
本发明涉及一种电弧炉深脱磷工艺及其深脱磷剂，一种电弧炉深脱磷工艺，包括流渣化钢、深脱磷、造泡沫渣，其特征在于，在加完废钢后至废钢完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化深脱磷效果。所述深脱磷剂，由石灰、氧化铁粉按重量百分比组成石灰25～40％，氧化铁60～75％；其制备方法为上述原料破碎至100～150目，混匀，在1200～1550℃高温下预熔，冷却后加工成3～50mm颗粒。与现有技术相比，本发明的有益效果是采用深脱磷工艺和深脱磷剂进行深脱磷，加料前不加石灰，在加料后至完全熔化前分次加入石灰和深脱磷剂，强化脱磷效果，使出钢磷降低至0.0030％甚至更低。
文档编号C21C7/064GK101892352SQ20101023683
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者陈云天, 马世德 申请人:辽宁天和矿产有限公司