本发明涉及冶金
技术领域：
，特别涉及一种含硫钢增硫的方法。
背景技术：
：随着机械加工业的发展，切削加工高速、精密、自动化程度不断提高，对钢材的可切削性能提出了更高的要求。易切削钢与普通钢相比主要有几个优点：加工产品表面光洁度好、切削加工时易断屑、加工道具受力小及能耗小、刀具寿命长。含硫钢因其良好的可切削性能，作为易切削钢已得到广泛使用。由于含硫钢是通过加入硫这种易切削元素来达到提高钢切削性能的目的，因此，含硫钢中的硫含量需要控制在较高的范围内(0.08～0.40％)，最高可达0.60％。然而对于绝大多数钢种来说，硫在钢种以铁的硫化物形式存在，会造成钢的热脆性，降低钢的焊接性能，恶化钢的耐腐蚀性，影响钢的电磁性能等，是钢中的有害元素，因此，脱硫是炼钢的基本任务之一。为满足多种非精炼钢种的需求，多座转炉生产企业都将高炉生产铁水的硫含量按照低硫钢种入炉铁水的要求控制，尽量做到硫含量最低。在此情况下，为保证钢水硫含量符合要求，需加入硫铁合金或喂入硫铁线来增硫。但是由于硫铁合金和硫铁线需要制备或购买，这种先控硫后增硫方式不符合可持续发展和循环经济的理念。通过配加铁水预脱硫产物或LF炉精炼回收渣，即将废钢和铁水预脱硫产物或回收渣一起加入炉底，也可以增加钢水冶炼终点硫含量。但该方法不足之处是：CaO基脱硫方法脱硫产物中含有CaF，加入炉内后会侵蚀炉衬；Mg基脱硫法脱硫产物产量少，不能满足大批量冶炼含硫钢种需要；精炼回收渣硫含量(0.4％左右)低，且容易粉化，和废钢一起加入炉底时产生的扬尘恶化作业环境。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种含硫钢增硫的方法。本发明提供的含硫钢增硫的方法的原料产量大，对炉体无腐蚀，且能够有效增硫。本发明提供了一种含硫钢增硫的方法，在转炉冶炼时，将高炉风冷渣加入炉底，所述高炉风冷渣的含硫量为0.85wt％以上；并且补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。优选的，所述高炉风冷渣的加入量由式Ⅰ所示公式计算得到：其中，M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M渣量为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼渣量均值；M出钢量为未使用高炉风冷渣时转炉出钢量均值；R为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣碱度控制均值；S1为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点硫含量均值；S2为出钢目标硫含量；S3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣硫含量均值；S4为转炉终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量；S5为高炉风冷渣中硫含量均值；S6为白灰中硫含量均值；C1为高炉风冷渣中CaO含量均值；C2为白灰中CaO含量均值；C3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO含量均值；B1为高炉风冷渣中SiO2含量均值；B2为白灰中SiO2含量均值；B3未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值。优选的，所述白灰的补加量由式Ⅱ所示公式计算得到：其中，M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M渣量为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼渣量均值；C1为高炉风冷渣中CaO含量均值；C2为白灰中CaO含量均值；C3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO含量均值；B1为高炉风冷渣中SiO2含量均值；B2为白灰中SiO2含量均值；B3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值。优选的，所述镁球的补加量由式Ⅲ所示公式计算得到：其中，M镁球补加量为使用高炉风冷渣时镁球的补加量；M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；m1为转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值；m2为镁球中MgO的含量。优选的，所述转炉冶炼过程中与未使用高炉风冷渣时相比减少废钢加入量。优选的，所述废钢的减少量由式Ⅳ所示公式计算得到：其中，M废钢减少量为使用高炉风冷渣时废钢的减少量；M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；M镁球补加量为使用高炉风冷渣时镁球的补加量；λ为废钢与白灰的冷却效应换算值。优选的，所述转炉冶炼过程中与未使用高炉风冷渣时相比增加铁水的加入量。优选的，所述铁水的增加量由式Ⅴ所示公式计算得到：其中，M铁水增加量为使用高炉风冷渣时的入炉铁水的增加量；M废钢减少量为使用高炉风冷渣时入炉废钢的减少量；η1为废钢中铁元素的收得率；η2为铁水中铁元素的收得率。优选的，所述高炉风冷渣、白灰和镁球的冷却效果与废钢减少量和铁水增加量的热量产生的差值通过增减含铁冷料进行调整。优选的，所述含铁冷料包括PB块矿、南非块矿、烧结矿和球团矿中的一种或多种。本发明提供了一种含硫钢增硫的方法，在转炉冶炼时，将高炉风冷渣加入炉底，所述高炉风冷渣的含硫量为0.85wt％以上；并且补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。本发明在转炉冶炼时配加含硫量为0.85wt％以上的高炉风冷渣作为原料提高硫含量，高炉风冷渣为钢铁企业的固体废弃物，产量大，且不会腐蚀炉衬；通过在炉底加入不占用高位料仓，同时避免了高炉风冷渣粒度波动大导致下料管堵塞，并且可以利用炉膛的温度进行烘干；通过补加造渣料弥补高炉风冷渣碱度低的不足；提高了转炉系统硫含量，从而提高转炉出钢硫含量。实验结果表明，本发明提供的含硫钢增硫的方法能够满足转炉冶炼热平衡，且转炉冶炼终点钢水硫含量能稳定达到原工艺出钢硫含量2倍以上水平。具体实施方式本发明提供了一种含硫钢增硫的方法，在转炉冶炼时，将高炉风冷渣加入炉底，所述高炉风冷渣的含硫量为0.85wt％以上；并且补加造渣料，所述造渣料包括白灰和镁球。本发明将高炉风冷渣加入炉底，所述高炉风冷渣的含硫量为0.85wt％以上，优选为0.9～0.95wt％。在本发明中，所述高炉风冷渣的成分及碱度优选如表1所示。在本发明中，所述高炉风冷渣为熟料，是重熔相，熔化温度低，重新熔化时液相形成早、流动性好，对冶炼成渣没有影响，对炉体无腐蚀；硫含量较高，磷含量低，MgO含量与转炉渣基本相当，能够提高转炉系统硫含量，进而提高转炉出钢硫含量，同时可以实现钢铁企业固体废弃物中有用元素的回收利用。表1高炉风冷渣成分及碱度CaO％SiO2％S％MgO％Al2O3+TiO2+MnO+FeO等碱度R33.54～38.4627.87～33.07≥0.85≥0.65余量1.17～1.33本发明对所述含硫钢的冶炼的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的含硫钢转炉冶炼的技术方案即可。本发明优选根据现有含硫钢生产的原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度确定高炉风冷渣的加入量。在本发明中，所述高炉风冷渣的加入量优选由式Ⅰ所示公式计算得到：其中，M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M渣量为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼渣量均值；M出钢量为未使用高炉风冷渣时转炉出钢量均值；R为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣碱度控制均值；S1为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点硫含量均值；S2为出钢目标硫含量；S3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣硫含量均值；S4为转炉终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量；S5为高炉风冷渣中硫含量均值；S6为白灰中硫含量均值；C1为高炉风冷渣中CaO含量均值；C2为白灰中CaO含量均值；C3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO含量均值；B1为高炉风冷渣中SiO2含量均值；B2为白灰中SiO2含量均值；B3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值。本发明对所述未使用高炉风冷渣时转炉出钢量均值M出钢量、未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣碱度控制均值R、未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点硫含量均值S1、出钢目标硫含量S2、未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣硫含量均值S3、高炉风冷渣中硫含量均值S5、白灰中硫含量均值S6、高炉风冷渣中CaO含量均值C1、白灰中CaO含量均值C2、未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO含量均值C3、高炉风冷渣中SiO2含量均值B1、白灰中SiO2含量均值B2和未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值B3的选择没有特殊的限定，根据所用原料及现有技术中的生产情况进行确定即可。本发明对所述未使用高炉风冷渣时转炉渣量均值M渣量的计算方法没有特殊的限定，根据本领域常规的计算方法进行计算即可。在本发明中，所述M渣量优选根据原料中的锰平衡进行计算。本发明对所述转炉冶炼终点钢水硫含量达到目标值时渣中所需要硫含量S4的方法没有特殊的限定，根据本领域技术人员熟知的硫含量计算方法进行确定即可。在本发明中，所述S4的确定优选包括以下步骤：建立转炉渣硫分配系数Ls与转炉冶炼终点精炼渣的目标碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程①Ls＝α+β×R-ξ×FeO％，α、β和ξ为常数；根据所述线性回归方程①计算Ls；根据所述Ls和转炉冶炼终点渣分配系数式计算S4。本发明优选建立转炉渣硫分配系数Ls与转炉冶炼终点精炼渣的目标碱度R和FeO含量FeO％的线性回归方程①Ls＝α+β×R-ξ×FeO％，α、β和ξ为常数。本发明对所述线性回归方程①建立的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的数据分析软件建立即可。在本发明中，所述线性回归方程①的建立优选基于现有含硫钢生产原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度。得到线性回归方程①后，本发明优选根据所述线性回归方程①计算Ls。在本发明对所述线性回归方程①中的R和FeO％的值的选择没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方法根据所用原料进行调整即可。得到Ls后，本发明优选根据所述Ls和转炉冶炼终点渣分配系数式计算S4。在本发明中，对所述转炉冶炼终点渣分配系数式优选为式Ⅵ其中，(S)％为转炉冶炼终点渣中硫含量，[S]％为转炉冶炼终点钢水中硫含量。在本发明中，所述式Ⅵ中(S)％的值即为S4。本发明提供的方法在所述转炉冶炼时补加造渣料，所述造渣料优选包括白灰和镁球。本发明对所述造渣料的补加时机没有特殊的限定，与未使用高炉风冷渣时造渣料的加入时机相同即可。在本发明中，由于高炉风冷渣碱度低，所述白灰的补加可以保证终渣的碱度；所述镁球的补加可以保证渣中的MgO含量。本发明优选根据现有含硫钢生产的原料条件、装料制度、造渣制度和终点制度以及高炉风冷渣的加入量确定白灰和镁球的补加量。在本发明中，所述白灰的补加量优选由式Ⅱ所示公式计算得到：其中，M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M渣量为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼渣量均值；C1为高炉风冷渣中CaO含量均值；C2为白灰中CaO含量均值；C3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO含量均值；B1为高炉风冷渣中SiO2含量均值；B2为白灰中SiO2含量均值；B3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值。本发明对所述白灰的成分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼的白灰即可。在本发明中，所述白灰的成分优选如表3。表3白灰成分CaO％SiO2MgO％S％杂质89.36～94.660.64～1.210.98～2.230.019～0.028余量在本发明中，所述镁球的补加量优选由式Ⅲ所示公式计算得到：其中，M镁球补加量为使用高炉风冷渣时镁球的补加量；M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；m1为转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值；m2为镁球中MgO的含量。本发明对所述转炉冶炼终点渣中MgO的控制均值m1和镁球中MgO的含量m2的选择没有特殊的限定，根据现有技术中的原料及生产状况进行选择即可。本发明对所述镁球的成分没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼的镁球即可。在本发明中，所述白灰的成分优选如表4。表4镁球成分MgO％SiO2％杂质60.01～65.073.08～5.72余量为了满足转炉热量需求，本发明中优选在所述转炉冶炼过程中与未使用高炉风冷渣时相比减少废钢加入量。在本发明中，所述废钢的减少量优选由式Ⅳ所示公式计算得到：其中，M废钢减少量为使用高炉风冷渣时废钢的减少量；M高炉风冷渣为高炉风冷渣的加入量；M白灰补加量为使用高炉风冷渣时白灰的补加量；M镁球补加量为使用高炉风冷渣时镁球的补加量；λ为废钢与白灰的冷却效应换算值。在本发明中，所述高炉风冷渣、镁球的冷却效果优选与白灰的冷却效果相同。本发明对所述λ的选择没有特殊的限定，根据现有技术中的原料进行确定即可。在本发明中，所述λ优选为0.7～1.6。本发明对所述废钢的种类没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的用于转炉冶炼用废钢即可。在本发明中，所述废钢优选包括轻薄废钢、重型废钢、生铁块和铸铁件中的一种或多种。为避免因出钢量波动的变化给生产顺行带来影响，以及降低导致钢水硫含量波动幅度，本发明优选在所述转炉冶炼过程中与未使用高炉风冷渣时相比增加铁水的加入量。在本发明中，所述铁水的增加量优选由式Ⅴ所示公式计算得到：其中，M铁水增加量为使用高炉风冷渣时的入炉铁水的增加量；M废钢减少量为使用高炉风冷渣时入炉废钢的减少量；η1为废钢中铁元素的收得率；η2为铁水中铁元素的收得率。本发明对所述η1、η2的选择没有特殊的限定，根据现有技术中的原料进行确定即可。在本发明中，所述η1优选为0.95、η2优选为0.92。在本发明中，所述高炉风冷渣、白灰和镁球的冷却效果与废钢减少量和铁水增加量的热量产生的差值优选通过增减含铁冷料进行调整。本发明对所述含铁冷料的的增减量的确定没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的含铁冷料增减量的确定方法即可。在本发明中，所述含铁冷料优选包括PB块矿、南非块矿、烧结矿和球团矿中的一种或多种。为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的含硫钢增硫的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。对比例:转炉装入量为88t，其中铁水量为84t、废钢量为4t；冶炼过程冷铁料使用PB块矿，加入量为3.2～3.8t，均值为3.5t；造渣料种类为白灰、镁球、生白云石，其中，白灰加入量3034～3690kg，均值为3280kg、镁球加入量410～492kg，均值为451kg、生白云石加入量为1558～2050kg，均值1886kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.015～0.025％，均值为0.020％，P含量为0.130～0.150％，均值为0.140；Si含量为0.20～0.40％，均值为0.30％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.015～0.025％，均值为0.021％；冶炼终点C含量为0.04～0.05％，均值为0.045％，P含量为0.012～0.018％，均值为0.015％，S含量为0.009～0.021％，均值为0.016％；转炉终渣CaO含量为29.52～35.80％，均值为32.46％；SiO2含量为7.91～10.73％，均值为9.58％；MgO含量为6.58～8.41％，均值为7.43％；FeO含量为16～25％，均值为20％，S含量为0.029～0.052％，均值为0.040％；碱度R2.78～3.23，均值为3.0；Ls为2.13～2.85，均值为2.5；本对比例的上述数据为多炉次数据的范围及均值，通过上述多组数据利用SPASS软件得到的线性回归方程①为：Ls＝1.36+0.80×R-0.063×FeO％。实施例1:根据锰平衡计算出M渣量为8.5t；转炉终点目标碱度为3.0，FeO目标含量为20％，结合线性回归方程①得出终渣Ls为2.5；根据式Ⅵ得出S4为0.080％；根据对比例中的现有技术，根据式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ进行计算：因铁水增加量与废钢减少量对渣量的影响不大，镁球加入量较少，为便于计算仅考虑高炉风冷渣、白灰对渣量以及S带入量对渣碱度、渣中S含量的影响。M渣量为8.5t；M出钢量为81t；R为转炉冶炼终点渣碱度控制均值，按照3.0考虑；S1为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点钢水硫含量均值，按照0.016％考虑；转炉冶炼终点出钢硫含量按照0.032％考虑，即S2为0.032％；S3为未使用高炉风冷渣是时转炉冶炼终点渣硫含量均值，按照0.040％考虑；S5为高炉风冷渣中S含量，按照为0.85％考虑；S6为白灰中S％含量，按照0.019％考虑；C1为高炉风冷渣中CaO含量均值，按照37.36％考虑；C2为白灰中CaO含量，按照91.53％考虑；C3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中CaO％含量均值，按照32.46％考虑；B1为高炉风冷渣中SiO2含量均值，按照29.51％考虑；B2为白灰中SiO2含量，按照0.085％考虑；B3为未使用高炉风冷渣时转炉冶炼终点渣中SiO2含量均值，按照9.58考虑；m1为转炉冶炼终点渣中MgO控制均值，按照7.43％考虑；m2镁球中MgO含量，按照考虑64％考虑；通过式Ⅰ、式Ⅱ和式Ⅲ可以计算出：高炉风冷渣的加入量为：2223kg，白灰的补加量为：1247kg；镁球的补加量为：110kg。根据调整前后高炉风冷渣加入量，白灰、镁球补加量，根据式Ⅳ计算出入炉废钢的减少量：λ取1.1；得出废钢的减少量为3.15t；为避免因出钢量的变化给生产顺行带来影响以及降低钢水硫含量波动幅度，废钢减少量与铁水的增加量应满足关系式Ⅴ，η1取0.95、η2取0.92，得出入炉铁水的增加量为3.26t。热量通过调整所用含铁冷料PB块矿用量满足出钢温度要求，含铁冷料PB块实际用量为3450kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.022％，P含量为0.140％，Si含量为0.30％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.020％；转炉终渣CaO含量为32.47％；SiO2含量为10.82％；MgO含量为7.40％；碱度R为3.0；FeO含量为20％，S含量为0.079％；冶炼终点C含量为0.045％，P含量为0.014％，S含量为0.032％，出钢温度为1610℃。实施例2:转炉装入量为88t，其中铁水量为87t、废钢量为1t；PB块加入量3400kg，高炉风冷渣加入量2230kg，白灰的额外补加量1180kg，镁球的补加量100kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.017％，P含量为0.127％，Si含量为0.19％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.015％；转炉终渣CaO含量为29.72％，SiO2含量为9.97％，MgO含量为6.48％，碱度R为2.98，FeO含量为16％，S含量为0.083％；冶炼终点C含量为0.04％，P含量为0.012％，S含量为0.034％，温度为1608℃。实施例3:转炉装入量为88t，其中铁水量为87t、废钢量为1t；PB块加入量3520kg，高炉风冷渣加入量2300kg；白灰的补加量1255kg，镁球的补加量140kg；入炉铁水实际成分：S含量为0.029％，P含量为0.153％，Si含量为0.43％；废钢种类为轻薄废钢，S含量为0.029％；转炉终渣CaO含量为34.59％，SiO2含量为10.98％，MgO含量为8.32％，碱度R为3.15，FeO含量为24％，S含量为0.82％；冶炼终点C含量为0.05％，P含量为0.016％，S含量为0.031％，温度为1611℃。由以上实施例可以看出，本发明提供的含硫钢增硫的方法能够满足转炉冶炼热平衡，且转炉冶炼终点硫含量较以往增加2倍以上。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3