一种复吹转炉铁水脱钛方法
【专利摘要】一种复吹转炉铁水脱钛方法，属于钢铁冶金领域。采用复吹转炉作为铁水脱钛容器，其特点是利用顶吹氧枪向熔池吹入氧气，利用转炉配置的高位料仓加入矿石、烧结矿、球团矿和氧化铁皮等固体氧化剂。转炉底部配备2～8支底吹喷枪，向熔池吹入氮气或氩气，对铁水熔池进行搅拌。当冶炼开始后，顶枪吹入的氧气和料仓加入的固体氧化剂开始与铁水中的钛发生氧化反应，钛元素被氧化为二氧化钛等各类氧化物，进入炉渣并与炉渣中的二氧化硅等结合成复杂氧化物，实现铁水中的钛元素的脱除并进入炉渣，然后进行转炉的倒渣操作，把含钛炉渣倒出炉外，整个脱钛过程就结束了。优点在于，实现工业化的高效率、低成本、快节奏的铁水脱钛生产。
【专利说明】一种复吹转炉铁水脱钛方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁水脱钛【技术领域】，特别是提供了一种复吹转炉铁水脱钛方法
【背景技术】
[0002]以复吹转炉作为铁水预处理的工艺技术被普遍采用，特别是在脱硅、脱磷方面取得了明显效果。其技术特征主要表现为:一是解决了脱磷与脱碳在热力学上的矛盾问题(如两者在反应温度上要求相反)；二是通过出钢或倒渣操作进行渣钢分离，避免了被脱除元素发生还原反应。钛的氧化反应同样具有与脱碳反应相矛盾的特征，即低温阶段有利于脱钛反应进行，1350°C时铁水中元素发生氧化反应的顺序是T1、S1、Mn、C;随着炉内温度升高，碳氧化反应开始，脱钛反应被抑制甚至会发生钛的还原反应，1620°C时发生氧化反应的顺序是C、T1、S1、Mn。根据此原理，本发明首先计算了脱钛和脱碳需要的不同反应温度，尝试将转炉吹炼前期作为铁水预处理脱钛阶段，使用固体氧化剂加入铁水中，通过控制熔池温度来避免脱碳反应发生，通过顶吹氧气和底吹氮气的方式使钛发生氧化反应，达到铁水脱钛的目的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种复吹转炉铁水脱钛方法，实现工业化的高效率、低成本、快节奏的铁水脱钛生产。
[0004]本发明采用复吹转炉作为铁水脱钛容器，其特点是利用顶吹氧枪向熔池吹入氧气，利用转炉配置的高位料仓加入矿石、烧结矿、球团矿和氧化铁皮等固体氧化剂。转炉底部配备2~8支底吹喷枪，向熔池吹入氮气或氩气，对铁水熔池进行搅拌。当冶炼开始后，顶枪吹入的氧气和料仓加入的固体氧化剂开始与铁水中的钛发生氧化反应，钛元素被氧化为二氧化钛等各类氧化物，进入炉渣并与炉渣中的二氧化硅等结合成复杂氧化物，实现铁水中的钛元素的脱除并进入炉渣，然后进行转炉的倒渣操作，把含钛炉渣倒出炉外，整个脱钛过程就结束了。
[0005]顶吹供氧强度设计为:1.20~3.50Nm3.t-1.min—1，氧枪马赫数2.0~2.5，底吹氮气或IS气流量 0.10 ~0.40Nm3.mirT1.if1。
[0006]固体氧化剂脱钛剂为矿石、烧结矿、球团矿和氧化铁，加入量为一种或几种的组合，加入量一般为5~50kg/t，粒度为5~40mm。
[0007]复吹转炉铁水脱钛的技术体现在钛氧化而碳不氧化，避开了两者相互矛盾的问题，到渣结束后可以继续进行脱碳炼钢。
[0008]控制复吹转炉熔池温度小于1450°C。
[0009]脱钛结束后，铁水碳含量大于4.0重量％。
[0010]与现有技术相比，本发明的技术特点
[0011](I)采用复吹转炉铁水脱钛工艺，与现有工艺的最大不同是脱钛与脱碳分开进行，以往的冶炼模式是一吹到底，中途不停，整个过程同时完成脱钛和脱碳任务，结果是脱钛要求低温、脱碳要求高温，两者相互矛盾，脱碳反应开始后铁水中的脱钛反应受到抑制，钛无法进一步脱除。本发明工艺首先通过热力学计算了脱钛和脱碳反应所需的不同温度条件，在脱钛时，由于控制熔池温度，只发生脱钛反应，不发生脱碳反应，实现了单独脱钛的工艺技术。
[0012](2)加入的固体氧化剂如矿石、烧结矿、球团矿和氧化铁等，即作为脱钛剂使用，同时还有另一个重要作用，就是利用它们的吸热反应降低熔池温度，保证熔池温度控制在脱碳反应温度以下，直至脱钛反应结束。
[0013](3)采用复吹转炉铁水脱钛工艺，脱钛后采用倒渣操作，解决了现有工艺存在的因脱碳反应造成的“回钛”问题，使铁水中钛含量进一步降低。
【具体实施方式】
[0014](I)将需要脱钛的铁水和废钢兑入转炉内，铁水的平均成分如表1所示，铁水平均温度1357°C (实施例中不能再给范围，应该是以
【发明内容】
为基础，具体实验点的记录)，根据铁水的硅含量和铁水温度条件，选择烧结矿作为固体氧化剂，吹氧时间控制在4min。
[0015](2)顶吹供氧强度为:2.0Nm3.t—1.mirT1，氧枪马赫数2.0，底吹氮气流量
0.20Nm3.mirT1.t—1。
[0016](3)脱钛剂烧结矿的加入量为18kg/t。烧结矿成分如表2所示。
[0017](4)脱钛处理结果如表3所示。
[0018]表1生铁和钛铁化学成分/%
[0019]Table I Chemical composit1n of pig iron and titanium alloy
[0020]
【权利要求】
1.一种复吹转炉铁水脱钛方法，其特征在于:工艺步骤及控制的技术参数如下: (I)采用复吹转炉作为铁水脱钛容器，利用顶吹氧枪向熔池吹入氧气，利用转炉配置的高位料仓加入固体氧化剂；转炉底部配备2~8支底吹喷枪，向熔池吹入氮气或氩气，对铁水熔池进行搅拌；当冶炼开始后，顶枪吹入的氧气和料仓加入的固体氧化剂开始与铁水中的钛发生氧化反应，钛元素被氧化为二氧化钛，进入炉渣并与炉渣中的二氧化硅结合成复杂氧化物，实现铁水中的钛元素的脱除并进入炉渣，然后进行转炉的倒渣操作，把含钛炉渣倒出炉外，整个脱钛过程就结束了。
2.根据权利要求1所述的脱钛方法，其特征在于，顶吹供氧强度1.20~3.50Nm3.t—1.mirT1，氧枪马赫数2.0~2.5，底吹氮气或氩气流量0.10~0.40Nm3.mirT1.t'
3.根据权利要求1或2所述的脱钛方法，其特征在于，所术的固体脱钛剂为矿石、烧结矿、球团矿和氧化铁中的一种或几种的组合，加入量为5~50kg/t，粒度为5~40mm。
4.根据权利要求2所述的脱钛方法，其特征在于，控制复吹转炉熔池温度小于1450°C。
5.根据权利要求1所述的脱钛方法，其特征在于，脱钛结束后，铁水碳含量大于4.0重量％。
【文档编号】C21C1/04GK104164528SQ201410361651
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月26日 优先权日:2014年7月26日
【发明者】吴巍 申请人:钢铁研究总院