一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法
【专利摘要】本发明公开了一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法，其包括：1）在转炉熔池中存在炉渣的条件下，向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，当转炉中的熔池温度为1350-1450℃、炉渣的碱度为1.4-2.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为12-16重量%时，倒出40-80重量%的炉渣A；2）在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，当转炉中的熔池温度为1650-1690℃、炉渣的碱度为3.3-4.2、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15-28重量%时，留渣出钢；3）出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B；其中，步骤1）中，在加入造渣材料前，存在于转炉熔池中的炉渣为步骤3）得到的全部炉渣B。通过该炼钢方法，能够提高脱磷效果，使磷含量下降到0.007重量%以下。
【专利说明】一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法。
【背景技术】
[0002]对于采用钒钛矿资源进行冶炼生产的企业来说，为了确保对钒资源的有效利用，需要在炼钢之前进行提钒和脱硫。含钒钛铁水经脱硫提钒后得到的通常称为半钢，在该半钢中，碳的质量百分含量为3.4-4.0%，硅、锰等发热成渣元素含量均为痕量，且半钢中硫的质量百分含量控制在0.015%以内。然而，由于未进行脱磷处理，半钢中磷元素的质量百分含量通常为0.060-0.080%，这导致采用传统的转炉冶炼工艺对该半钢完成冶炼之后，转炉炼钢终点磷元素含量波动在0.008-0.020%之间。由此可见，在现有技术中，由于半钢转炉冶炼工艺具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、并且热量不足等特点，因此，与普通铁水转炉冶炼工艺相比，普通的半钢转炉冶炼工艺具有化渣困难、脱磷效果不显著等特点。
[0003]并且，在现有的半钢炼钢方法中，存在炼钢需要的辅料较多、生产高品质低磷钢时成本较高的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的需要的辅料较多、成本较高的问题，提供一种脱磷效果较好，且成本低的炼钢方法。
[0005]本发明的发明人经过深入的研究发现，将上一炉终点炉渣用于下一炉次的前期脱磷冶炼，这样高氧化的炉渣将有利于改善前期炉渣的冶金性能，即有利于前期炉渣的快速形成、改善炉渣的流动性、有益于脱磷反应的进行，而且前期炉渣量增大，更有利于增大磷在钢渣中的分配量，提高脱磷效果。`此外，能够较少造渣材料的用量，降低成本。
[0006]由此，本发明提供了一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法，其中，该方法还包括以下步骤:
[0007]I)在转炉熔池中存在炉渣的条件下，向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，当转炉中的熔池温度为1350-1450°C、炉渣的碱度为1.4-2.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为12-16重量％时，倒出40-80重量％的炉渣A ；
[0008]2)在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，当转炉中的熔池温度为1650-1690°C、炉渣的碱度为3.3-4.2、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15-28重量％时，留洛出钢；
[0009]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到存在于转炉中的炉渣B ；
[0010]4)循环进行步骤1)_3)，其中，步骤I)中存在于转炉熔池中的炉渣为步骤3)得到的全部炉渣B。
[0011]根据本发明的炼钢方法，能够有效地利用上一炉终点炉渣，并且使用这样的炉渣有利于改善前期炉渣的冶金性能，有益于脱磷反应的进行，提高脱磷效果，使磷含量下降到0.007重量％以下。
【具体实施方式】
[0012]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013]本发明提供的炼钢方法包括以下步骤:
[0014]I)在转炉熔池中存在炉渣的条件下，向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，当转炉中的熔池温度为1350-1450°C、炉渣的碱度为1.4-2.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为12-16重量％时，倒出40-80重量％的炉渣A ;
[0015]2)在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，当转炉中的熔池温度为1650-1690°C、炉渣的碱度为3.3-4.2、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15-28重量％时，留洛出钢；
[0016]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到存在于转炉中的炉渣B ；
[0017]4)循环进行步骤1)_3)，其中，步骤I)中存在于转炉熔池中的炉渣为步骤3)得到的全部炉渣B。
[0018]根据本发明的方法，由于本发明主要涉及将上一炉终点炉渣全部用于下一炉次的前期脱磷冶炼，对炼钢过程中的脱碳升温等的步骤没有特别的要求，可以参照本领域的常规条件进行。
[0019]根据本发明的方法，优选情况下，步骤I)中，向转炉熔池中加入造渣材料进行造渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为28-42kg/t钢；优选为30-39kg/t钢。
[0020]根据本发明的方法，优选情况下，步骤I)中，当转炉中的熔池温度为1380-1420°C、炉渣的碱度为1.5-1.8、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为13-15重量％时，倒出50-75
重量％的炉渣A。
[0021]根据本发明的方法，步骤I)中，所述在转炉熔池中存在炉渣为采用本发明的方法所得到的炉渣B。也就是说本发明的方法是将上一炉得到的炉渣B直接用于下一炉的生成，是一种连续进行双渣留渣的炼钢方法。虽然本发明的方法能够连续循环多次，但从抑制转炉内磷含量的累积上来考虑，优选循环次数为10次以下；更优选循环3-5次。
[0022]另外，对于本发明中的初始炉渣可以为采用常规的半钢炼钢方法获得的终点炉渣，其组成可以与步骤3)中的炉渣B相同。这样的初始炉渣加入量为28-42kg/t钢；优选为 30-39kg/t 钢。
[0023]根据本发明的方法，步骤I)中，所述造渣材料包括活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，所述造洛材料的加入量为:所述活性石灰的加入量为10-22kg/t钢，高镁石灰加入量为10-22kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为5-12kg/t钢。优选情况下，所述活性石灰的加入量为11.5-19.5kg/t钢，高镁石灰加入量为11.5-15.5kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为
6-9.5kg/1 钢
[0024]在本发明中，步骤I)中采用顶吹氧气进行吹炼造渣，所述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行。顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为2.5-3.8Nm3/(t钢.π?η)，吹炼时间为4-8min，脱磷氧枪的枪位为1.4~2m ;优选供氧强度为2.8-3.2Nm3/ (t钢.π?η)，吹炼时间为5_7min,脱磷氧枪的枪位为1.5-1.8m。[0025]在本发明中，单位“Nm3/(t钢.π?η) ”是指相对于每吨钢水，每分钟的氧气流量(以标准体积计)。
[0026]根据本发明的方法，优选的情况下，步骤2)中，当转炉中的熔池温度为1670-1680°C、炉渣的碱度为3.5_4、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为18-25重量％时，留渣出钢。
[0027]根据本发明的方法，步骤2)中，所述造渣材料包括活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，所述造渣材料的加入量为:所述活性石灰的加入量为5_13kg/t钢，高镁石灰加入量为5-13kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为5-13kg/t钢。优选所述活性石灰的加入量为
7-12kg/t钢，高镁石灰加入量为7-12kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为7-llkg/t钢。
[0028]在本发明中，所述活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂可以为本领域在炼钢中所常用的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂。所述活性石灰主要含有CaO，且以所述活性石灰的总重量为基准，CaO的含量为85-90重量％。所述高镁石灰主要含有MgO和CaO，以所述高镁石灰的总重量为基准，MgO的含量为30-40重量％，CaO的含量为48-55重量％。所述复合造渣剂的主要成分是SiO2，从而弥补了提钒后的半钢中发热元素不足的缺陷。所述复合造渣剂可以为Si02含量为40-90%的酸性炼钢造渣材料；优选情况下，所述复合造渣剂中Si02的含量为50-60重量％，通常使用的复合造渣剂例如可以为石英砂。
[0029]在本发明中，在步骤2)中采用顶吹氧气进行吹炼造渣时，所述顶吹氧气所使用的氧枪可以为步骤I)中采用顶吹氧气进行吹炼造渣时所使用的脱磷氧枪，也可以使用与该脱磷氧枪所不同的氧枪进行。但优选步骤I)和步骤2)中采用同一只氧枪进行吹炼，这是因为在步骤I)和步骤2)中采用同一只氧枪进行吹炼，不需要来回切换不容易造成设备故障，有利于操作的便利性以及生产的顺利进行，从而提高效率。
[0030]步骤2)中采用顶吹氧气进`行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3_4Nm3/(t钢.min)，吹炼时间为6-10min，氧枪的枪位为1.4~2m ;优选供氧强度为3.5-3.8Nm3/(t钢.min),吹炼时间为7_8min,氧枪的枪位为1.5-1.8m。
[0031]根据本发明的方法，步骤3)中，所述溅渣护炉操作可以采用本领域所公知的方法来进行，例如通过采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.25-3.0m，溅渣时间为2-5min，氮气的供气强度为3.5-4.5Nm3/ (t钢.min)。
[0032]根据本发明的方法，所述熔池中待脱磷的钢原料为钒钛磁铁矿经提钒和脱硫工艺后的半钢。所述钒钛磁铁矿经提钒和脱硫工艺后得到半钢的方法和条件可以采用本领域所通用的方法和条件，在此，不在累述。
[0033]优选的情况下，所述半钢中各组分含量为:C:3.2-4.0重量％ ；Fe:95_97重量％ ；P:
0.04-0.06 重量 % ；Si:0.01-0.03 重量 % ；Mn:0.01-0.03 重量 % ；V:0.01-0.04 重量 % ；Ti:
0.01-0.02 重量 ％。
[0034]以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例
[0035]以下实施例中起始工序中所使用的初始炉渣为半钢炼钢中获得的终点炉渣。
[0036]以下实施例中的半钢为钒钛磁铁矿经提钒和脱硫工艺后得到半钢。
[0037]实施例1
[0038]起始工序(下述活性石灰中CaO的含量为88重量％ ;高镁石灰中MgO的含量为30重量％，CaO的含量为52重量％ ;复合造渣剂中SiO2的含量为55重量％。)[0039]I)在转炉熔池中加入初始炉渣和半钢120吨(成分及含量见表1)，其中初始炉渣加入量为38.46Kg/t钢。然后向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，在转炉中的熔池温度为1420°C、炉渣的碱度为1.7、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15重量％时，倒出75重量％的炉渣A，此时经过吹炼后的半钢中的各成分及含量见表1。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为19.23kg/t钢，高镁石灰加入量为15.38kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为9.23kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为2.8Nm3/(t钢.min),脱磷氧枪的枪位为1.5m,吹炼时间为7min。
[0040]2)然后，在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，在转炉中的熔池温度为1670°C、炉渣的碱度为4、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为18重量％时，进行出钢(钢水中的各成分及含量见表1)。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为11.54kg/t钢，高镁石灰加入量为11.54kg/t钢,所述复合造渣剂的加入量为10.77kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.7Nm3/(t钢.min)，脱磷氧枪(与步骤I)中的氧枪相同)的枪位为1.5m，吹炼时间为7min。
[0041]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B。溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.5m，溅渣时间为3min，氮气的供气强度为3.8Nm3/(t钢.min)。
[0042]一次循环(下述活性石灰中CaO的含量为90重量％ ;闻镁石灰中MgO的含量为36重量％，CaO的含量为49重量％ ;复合造渣剂中SiO2的含量为58重量％。)
[0043]I)完成上述步骤3)后，不到出炉渣B，直接将半钢(成分及含量见表1)加入到转炉熔池中(相对于加入的半钢，炉渣B为30.77Kg/t钢)，然后向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，在转炉中的熔池温度为1380°C、炉渣的碱度为1.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为13重量％时，倒出50重量％的炉渣A，此时经过吹炼后的半钢中的各成分及含量见表1。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为11.54kg/t钢，高`镁石灰加入量为11.54kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为6.15kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3Nm3/ (t钢.min),脱磷氧枪的枪位为1.7m,吹炼时间为6min。
[0044]2)然后，在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，在转炉中的熔池温度为1680°C、炉渣的碱度为3.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为22重量％时，进行出钢(钢水中的各成分及含量见表1)。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为7.69kg/t钢，高镁石灰加入量为7.69kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为7.69kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.5Nm3/ (t钢.min)，脱磷氧枪(与步骤I)中的氧枪相同)的枪位为1.6m，吹炼时间为8min。
[0045]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B。溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为lm，溅渣时间为5min，氮气的供气强度为4.2Nm3/(t钢.π?η)。
[0046]二次循环(下述活性石灰中CaO的含量为85重量％ ;闻镁石灰中MgO的含量为40重量％，高镁石灰中CaO的含量为55重量％ ;复合造渣剂中SiO2的含量为51重量％。)[0047]I)完成上述一次循环的步骤3 )后，不到出炉渣B，直接将半钢(成分及含量见表1)加入到转炉熔池中(相对于加入的半钢，炉渣B为34Kg/t钢)，然后向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，在转炉中的熔池温度为1400°C、炉渣的碱度为1.8、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为14重量％时，倒出65重量％的炉渣A，此时经过吹炼后的半钢中的各成分及含量见表1。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为15kg/t钢，高镁石灰加入量为13kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为7.5kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.2Nm3/ (t钢.min),脱磷氧枪的枪位为1.8m,吹炼时间为5min。
[0048]2)然后，在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，在转炉中的熔池温度为1670°C、炉渣的碱度为3.75、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为25重量％时，进行出钢(钢水中的各成分及含量见表1)。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造洛剂组成，所述活性石灰的加入量为9kg/t钢，高镁石灰加入量为9kg/t钢,所述复合造洛剂的加入量为9kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.8Nm3/ (t钢.π?η)，脱磷氧枪(与步骤I)中的氧枪相同)的枪位为1.8m,吹炼时间为7min。
[0049]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B。溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为lm，溅渣时间为5min，氮气的供气强度为4.2Nm3/(t钢.π?η)。 [0050]三次循环(下述活性石灰中CaO的含量为88重量％ ;闻镁石灰中MgO的含量为30重量％，CaO的含量为52重量％ ;复合造渣剂中SiO2的含量为55重量％。)
[0051 ] I)完成上述二次循环的步骤3 )后，不到出炉渣B，直接将半钢(成分及含量见表1)加入到转炉熔池中(相对于加入的半钢，炉渣B为38.46Kg/t钢)，然后向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，在转炉中的熔池温度为1420°C、炉渣的碱度为1.7、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15重量％时，倒出75重量％的炉渣A，此时经过吹炼后的半钢中的各成分及含量见表1。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为19.23kg/t钢，高镁石灰加入量为15.38kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为9.23kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.4Nm3/ (t钢.min),脱磷氧枪的枪位为1.5m,吹炼时间为5min。
[0052]2)然后，在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，在转炉中的熔池温度为1670°C、炉渣的碱度为4、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为17重量％时，进行出钢(钢水中的各成分及含量见表1)。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为11.54kg/t钢，高镁石灰加入量为11.54kg/t钢,所述复合造渣剂的加入量为10.77kg/t钢；上述顶吹氧气采用脱磷氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3.3Nm3/(t钢.min)，脱磷氧枪(与步骤I)中的氧枪相同)的枪位为1.5m，吹炼时间为9min。
[0053]3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B。溅渣护炉的操作采用脱碳升温氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为lm，溅渣时间为5min，氮气的供气强度为4.2Nm3/(t 钢.min)。
[0054]表1
[0055]
【权利要求】
1.一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤: I)在转炉熔池中存在炉渣的条件下，向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，当转炉中的熔池温度为1350-1450°c、炉渣的碱度为1.4-2.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为12-16重量％时，倒出40-80重量％的炉渣A ; 2 )在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，当转炉中的熔池温度为1650-1690°C、炉渣的碱度为3.3-4.2、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15-28重量％时，留洛出钢； 3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到存在于转炉中的炉渣B; 4)循环进行步骤1)_3)，其中，步骤I)中存在于转炉熔池中的炉渣为步骤3)得到的全部炉渣B。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤I)中，向转炉熔池中加入造渣材料进行造渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为28-42kg/t钢。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤I)中，所述造渣材料包括活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，所述造渣材料的加入量为:所述活性石灰的加入量为10-22kg/t钢，高镁石灰加入量为10_22kg/t钢,所述复合造洛剂的加入量为5-12kg/t钢。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤I)中，顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为2.5-3.8Nm3/ (t钢.min)，吹炼时间为4_8min，氧枪的枪位为1.4_2m。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，所述造渣材料包括活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，所述造渣材料的加入量为:所述活性石灰的加入量为5-13kg/t钢，高镁石灰加入量为5-13kg/t钢`,所述复合造洛剂的加入量为5-13kg/t钢。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中顶吹氧气进行吹炼造渣的条件包括:供氧强度为3-4Nm3/ (t钢.min),吹炼时间为6_10min,氧枪的枪位为1.4_2m。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述熔池中待脱磷的钢原料为钒钛磁铁矿经提钒和脱硫后的半钢。
8.根据权利要求3或5所述的方法，其中，所述复合造渣剂为SiO2含量为40、0%的酸性炼钢造潘材料。
【文档编号】C21C5/36GK103866077SQ201210544071
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2012年12月14日
【发明者】陈永, 梁新腾, 曾建华, 陈均, 李桂军, 杨森祥, 李盛, 张龙超, 杨晓东 申请人:攀钢集团研究院有限公司, 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团西昌钢钒有限公司