一种电弧炉炼钢脱磷方法与流程

本发明主要属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种电弧炉炼钢脱磷方法。

背景技术：
随电弧炉炼钢铁水热装技术的发展，脱磷操作成为电弧炉冶炼过程的重要工序之一，其关键在于在电弧炉冶炼前期快速造渣脱磷同时提供良好的熔池动力学条件、冶炼后期防止钢液“回磷”。随着电弧炉炼钢过程供氧的不断强化和底吹搅拌技术的应用，电弧炉炼钢节奏不断加快，如何在电弧炉冶炼过程中快速高效脱磷已成为目前电弧炉洁净高效化冶炼的关键和突出问题。现有电弧炉炼钢脱磷通常采用向炉内加入Cao系脱磷剂造较高碱度氧化性炉渣的方法，要求熔化渣必须有一定含量的FeO，磷的氧化物与FeO和CaO反应形成稳定的磷酸钙进入炉渣而被去除。目前，为提高电弧炉炼钢过程脱磷，通常采用电弧炉炼钢自动流渣操作，辅以炉壁喷吹氧气射流和底吹惰性气体强化熔池搅拌的方法。然而，传统电弧炉炼钢造渣脱磷过程存在化渣速度较慢，熔池搅拌强度不足，渣钢间传质及脱磷反应速度慢等问题，冶炼过程脱磷效果差，难以满足冶炼过程高效脱磷的要求。同时，电弧炉冶炼后期钢水“回磷”严重，终点钢水磷含量偏高。

技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出一种电弧炉炼钢高效脱磷方法，冶炼过程利用喷枪直接向电弧炉熔池内部输送载气-脱磷粉剂高速粉气流，可根据冶炼工艺要求在线动态切换4种喷吹工作模式，根据所用炉料含磷量的高低来改变4种喷吹工作模式的切换方式，以提高电弧炉炼钢过程脱磷效率，降低脱磷剂等造渣料消耗，提升冶炼过程脱磷率和终点钢水质量，降低生产成本。本发明是通过以下技术方案实现的：一种电弧炉炼钢脱磷方法，所述方法用于电弧炉炼钢脱磷步骤中，其特征在于，在所述步骤中，利用同一喷枪直接向电弧炉熔池内部输送氧气、保护性气体以及载气-脱磷粉剂，所述载气-脱磷粉剂为由载气携带的脱磷粉剂。进一步地，所述喷枪整体安装在电弧炉炉壁耐火材料内部，喷枪出口在电弧炉中钢液面以下0~1.0m，与水平面夹角为0~80°，所述钢液面指炉料熔融后的钢液液面。以保证高速粉气流直接输入钢液内部同时延长喷枪使用寿命。进一步地，炼钢脱磷过程中，根据冶炼工艺要求所述喷枪在线动态切换4种喷吹工作模式：空吹防堵模式、冶炼保护模式、高效脱磷模式、快速脱碳模式；并且根据电弧炉炼钢炉料初始磷含量，将所述4种喷吹工作模式的切换分为低磷含量炉料冶炼和高磷含量炉料冶炼两种切换方式；所述低磷含量炉料是指电弧炉炼钢炉料初始磷含量≤0.15%，所述高磷含量炉料是指电弧炉炼钢炉料初始磷含量>0.15%,磷含量是指磷在炉料中的质量比重。进一步地，针对电弧炉炼钢低磷含量炉料冶炼，在冶炼前期喷枪采用高效脱磷模式喷吹，降低钢液磷含量。所述低磷含量炉料冶炼切换方式为：（1）在电弧炉出钢后至加入炉料前，喷枪采用空吹防堵模式进行喷吹；（2）在炉料加入过程中，喷枪采用冶炼保护模式进行喷吹；（3）在冶炼前期，喷枪采用高效脱磷模式进行喷吹，以使钢液高效脱磷；（4）在冶炼中期，喷枪采用快速脱碳模式进行喷吹，以使钢液快速脱碳；（5）在冶炼后期，喷枪采用高效脱磷模式进行喷吹，以防止钢液“回磷”；（6）在电弧炉出钢过程中，喷枪采用冶炼保护模式进行喷吹。进一步地，针对电弧炉炼钢高磷含量炉料冶炼。由于初始炉料磷含量高，冶炼过程脱磷任务重，为降低钢液磷含量，冶炼前期和中期两阶段喷枪采用高效脱磷模式进行冶炼，改善脱磷效果。所述高磷含量炉料冶炼切换方式为：（1）在电弧炉出钢后至加入炉料前，喷枪采用空吹防堵模式进行喷吹；（2）在炉料加入过程中，喷枪采用冶炼保护模式进行喷吹；（3）在冶炼前期，喷枪采用高效脱磷模式进行喷吹，以使钢液高效脱磷；（4）在冶炼中期Ⅰ阶段，喷枪采用快速脱碳模式进行喷吹，以使钢液快速脱碳；（5）在冶炼中期Ⅱ阶段，喷枪采用高效脱磷模式进行喷吹，以使钢液高效脱磷；（6）在冶炼中期Ⅲ阶段，喷枪采用快速脱碳模式进行喷吹，以使钢液快速脱碳；（7）在冶炼后期，喷枪采用高效脱磷模式进行喷吹，以防止钢液“回磷”；（8）在电弧炉出钢过程中，喷枪采用冶炼保护模式进行喷吹。进一步地，所述喷枪为一环缝套管，所述环缝套管包括一中心管以及一环缝管；所述中心管采用直管喷嘴，中心管用于喷吹氧气或载气-脱磷粉剂，所述环缝管用于喷吹保护性气体。喷枪选用...