本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法。
背景技术：
我国拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，国内攀钢、承钢、昆钢、威钢等钢铁企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼。转炉炼钢主要原料是提钒后的半钢，其中碳含量为3.4～4.0％，硅、锰等发热成渣元素含量均为痕迹，硫含量在0.015％以内，磷含量为0.060％～0.080％。因此，半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、热量不足等缺点。因此，半钢炼钢条件下形成初期渣所需时间长，脱磷率低、且辅料消耗较大。
为提高脱磷效果，现有技术一般采用双渣法，即脱磷期采用高枪位快速提高渣中feo促进化渣，然后倒渣进行二次造渣冶炼。该方法存在的主要问题为：前期高枪位化渣后渣中feo含量快速升高，到倒炉放渣时，炉渣过于发泡，倒炉慢、炉渣仅能倒出30％左右，且温降大，未能倒出的炉渣在二次造渣升温后回磷严重，导致钢水终点磷波动较大，影响钢的品质。
申请号为201310259446.1的专利公开了一种双渣法冶炼半钢的方法，包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80％时，结束第一次吹炼，倒渣；向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.4～2m；吹炼结束后，出钢。该方法能够在保证转炉冶炼过程干法除尘不泄爆、具有更高的脱磷效率且煤气回收量大。
申请号为201210051975.8公开了一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，步骤为：按照一定的铁水比向转炉内装入铁水和废钢；转炉冶炼第一阶段以2.8nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，采用较大底吹流量搅拌；转炉吹炼前期以标准枪位开吹，后逐渐提高枪位；摇炉倒掉部分炉渣；转炉吹炼第二阶段以3.3nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂；后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；在总吹炼氧耗的80～90％内，多批少量加入矿石和萤石；转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；转炉出钢。该方法的优点在于，克服了出钢过程产生较严重回磷、生产效率低等不足。
申请号为200610166514.x公开了一种双渣法生产高碳低磷钢水的转炉工艺，该技术方案包括将高硅高磷铁水送入转炉中采用变枪变氧流量操作进行吹炼，吹炼前期大量去磷，结束时倒去富磷渣；吹炼中期重新造渣抑制回磷并进一步去磷；吹炼后期再次脱磷并调整熔池终点温度和终点碳。该发明方法设备投资小、生产成本低，转炉吹炼后期结束时的终点碳含量达到0.3％～0.8％，同时终点磷含量小于0.015％。
申请号为201210544071.9公开了一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法，其步骤包括：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。
上述公开的方法中，存在初期炉渣发泡不易倒出、倒渣时间长、温降大、金属损失大等问题，并且冶炼成本高。
技术实现要素：
本发明是为了解决半钢双渣冶炼时初期炉渣发泡不易倒出、倒渣时间长、温降大、金属损失大、脱磷效果波动大等问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法。该方法包括以下步骤：
a、在半钢炼钢转炉中兑入半钢后，加入高镁石灰、活性石灰，顶吹氧气，开吹的同时加入刚玉渣和复合造渣剂，调节初期渣碱度为1.5～2.5，待温度达到1400～1500℃时，倒掉70～90％的炉渣；
b、步骤a倒渣后，向冶炼炉中加入高镁石灰、活性石灰和复合造渣剂，控制终渣碱度为3.5～4.5，继续顶吹氧气，开吹的同时加入硅铁1～2kg/t钢，直至冶炼终点，出钢，得到炉渣a。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a、b中所述的活性石灰为cao含量≥85wt％的石灰，高镁石灰为mgo含量≥40wt％的石灰。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的活性石灰和高镁石灰的添加量均为10～15kg/t钢。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的酸性复合造渣剂中sio2含量≥40wt％。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤a中所述的刚玉渣组成为：按重量百分比计，al2o3：40～55％，cao:5～10％，mgo:10～15％，v2o5:1～4％，余量为杂质。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤a中所述的刚玉渣加入量为1～4kg/t钢。
进一步的，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤a所述的刚玉渣粒度为10～50mm。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤a中所述氧枪高度为1.4～1.6m，供氧强度为3～4m3/t·min。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤b中所述氧枪高度为1.4～1.8m，供氧强度为3～4m3/t·min。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤b中所述的活性石灰和高镁石灰的添加量均为5～10kg/t钢。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤b之后还包括将炉渣a返回步骤a，与高镁石灰、活性石灰一起加入半钢中的步骤，同时调整步骤a中高镁石灰和活性石灰加入量为5～10kg/t钢。
本发明的有益效果为：本发明在半钢冶炼时采用刚玉炉渣促进快速成渣，其中的al2o3，可将炉渣中的cao熔点最低降至1395℃，并与造渣剂中sio2，通过3cao+sio2＝3cao·sio2反应，形成大量的低熔点的化合物，促进炉渣熔化，从而缩短初期渣形成时间，提高脱磷效率。采用刚玉炉渣进行冶炼后，在转炉冶炼初期能快速成渣，并快速倒掉70～90％的富磷炉渣，减少二次造渣升温后的回磷，使转炉终点钢水磷含量稳定受控，转炉终点钢水中磷含量降低至0.006％以下。本发明方法操作简单，成本低廉，便于推广实施。
具体实施方式
本发明提供了一种快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法，包括以下步骤：
a、在半钢炼钢转炉中兑入半钢后，加入10～15kg/t钢高镁石灰、10～15kg/t钢活性石灰，顶吹氧气，氧枪高度为1.4～1.6m，供氧强度为3～4m3/t·min，开吹的同时加入1～4kg/t钢刚玉渣和复合造渣剂，调节初期渣碱度为1.5～2.5，待温度达到1400～1500℃时，倒掉70～90％的炉渣；
b、步骤a倒渣后，向冶炼炉中加入5～10kg/t钢高镁石灰、5～10kg/t钢活性石灰和复合造渣剂，控制终渣碱度为3.5～4.5，继续顶吹氧气，氧枪高度为1.4～1.8m，供氧强度为3～4m3/t·min，开吹的同时加入硅铁1～2kg/t钢，直至冶炼终点，出钢，得到炉渣a。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a、b中所述的活性石灰为cao含量≥85wt％的石灰，高镁石灰为mgo含量≥40wt％的石灰。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的酸性复合造渣剂中sio2含量≥40wt％。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤a中所述的刚玉渣组成为：按重量百分比计，al2o3：40～55％，cao:5～10％，mgo:10～15％，v2o5:1～4％，余量为杂质。
刚玉渣粒度过大不易熔化，达不到快速降低炉渣熔点成渣的目的；粒度过小容易被风机抽走，且加入后不易穿透炉渣，熔化慢。为了快速成渣，本发明使用的刚玉渣粒度为10～50mm。
其中，上述快速倒炉放渣的半钢双渣冶炼方法中，步骤b所得的炉渣a返回步骤a，与高镁石灰、活性石灰一起加入半钢中，同时调整步骤a中高镁石灰和活性石灰加入量为5～10kg/t钢。
本发明利用刚玉渣中al2o3能与炉渣中的cao形成低熔点物质，渣中al2o3含量每增加1％，炉渣熔化温度降低10℃左右，从而加速前期成渣。相比现有技术的利用高枪位提高渣中feo来成渣，不会存在渣中feo含量高，倒渣时炉渣发泡，流动性不好等问题，炉渣更容易倒出。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例和对比例所用的刚玉渣组成组分为：按重量百分比计，al2o3：50％，cao：10％，mgo：12％，v2o5：2％，其余为杂质；粒度为10～50mm。
实施例1用本发明的半钢双渣冶炼方法进行钢水冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.085％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢5kg、活性石灰吨钢10kg，并来回摇炉将炉渣裹干，开吹时加入刚玉渣吨钢1kg，并加入复合造渣剂控制初期渣碱度在1.5，前期枪位控制在1.4m保持不变，温度达到1400℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性较好，不发泡，倒掉炉渣总量的70％仅用时0.5min，倒炉时钢水磷含量仅为0.025％。第一次倒渣倒掉炉渣总量的70％。倒渣后进行二次造渣，加入高镁石灰吨钢5kg、活性石灰吨钢10kg，并加入复合造渣剂控制终渣碱度在3.5，氧枪枪位控制为16m，供氧强度为3m3/t·min，开吹的同时加入硅铁吨钢1kg促进化渣，直至冶炼终点，终点钢水磷含量为0.006％，出钢后留渣用于下一炉初期脱磷，如此循环。
实施例2用本发明的半钢双渣冶炼方法进行钢水冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢10kg、活性石灰吨钢5kg，并来回摇炉将炉渣裹干，开吹时加入刚玉渣吨钢4kg，并加入复合造渣剂控制初期渣碱度在2.5，前期枪位控制在1.5m保持不变，温度达到1500℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性较好，不发泡，倒掉炉渣总量的90％仅用时1.5min，倒炉时钢水磷含量仅为0.027％。倒渣后进行二次造渣。加入高镁石灰吨钢10kg、活性石灰吨钢5kg，并加入复合造渣剂控制终渣碱度在4.5，氧枪枪位控制为1.8m，供氧强度为4m3/t·min，开吹的同时加入硅铁吨钢2kg促进化渣，直至冶炼终点，终点钢水磷含量为0.007％，出钢后留渣用于下一炉初期脱磷，如此循环。
实施例3用本发明的半钢双渣冶炼方法进行钢水冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.080％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢8kg、活性石灰吨钢8kg，并来回摇炉将炉渣裹干，开吹时加入刚玉渣吨钢2kg，并加入复合造渣剂控制初期渣碱度在2，前期枪位控制在1.6m保持不变，温度达到1450℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性较好，不发泡，倒掉炉渣总量的80％仅用时1min，倒炉时钢水磷含量仅为0.024％。倒渣后进行二次造渣。加入高镁石灰吨钢8kg、活性石灰吨钢8kg，并加入复合造渣剂控制终渣渣碱度在4，氧枪枪位控制为1.8m，供氧强度为3m3/t·min，开吹的同时加入硅铁吨钢1.5kg促进化渣，直至冶炼终点，终点钢水磷含量为0.006％，出钢后留渣用于下一炉初期脱磷，如此循环。
采用本发明提供的方法后，能快速倒出大部分炉渣，并稳定控制终点钢水磷含量在0.008％以内。
对比例1不添加刚玉渣和硅铁进行双渣冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.085％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢5kg、活性石灰吨钢10kg，并来回摇炉将炉渣裹干，加入复合造渣剂控制初期渣碱度在1.5，开吹时不加刚玉渣，通过控制前期枪位在1.6～1.8m之间波动以提高渣中feo促进化渣，温度达到1400℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性不好，炉渣发泡，不易倒炉，倒掉炉渣总量的20％用时4min，倒炉时钢水磷含量仅为0.025％。倒渣后进行二次造渣。加入高镁石灰吨钢5kg、活性石灰吨钢10kg，并加入复合造渣剂控制终渣渣碱度在3.5，开吹时不加硅铁促进化渣，直至冶炼终点，由于大部分炉渣未倒出，且二次造渣后化渣难使得终点钢水磷含量达到0.021％。
对比例2不添加刚玉渣和硅铁进行双渣冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢10kg、活性石灰吨钢5kg，并来回摇炉将炉渣裹干，开吹时不加入刚玉渣，并加入复合造渣剂控制初期渣碱度在2.5，前期枪位控制在1.6～1.8m之间波动以提高渣中feo促进化渣，温度达到1500℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性不好，炉渣发泡，不易倒炉，倒掉炉渣总量的30％用时5min，倒炉时钢水磷含量仅为0.027％。倒渣后进行二次造渣。加入高镁石灰吨钢10kg、活性石灰吨钢5kg，并加入复合造渣剂控制终渣渣碱度在4.5，开吹时不加硅铁促进化渣，直至冶炼终点，由于大部分炉渣未倒出，且二次造渣后化渣难使得终点钢水磷含量达到0.025％。
对比例3不添加刚玉渣和硅铁进行双渣冶炼
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.080％。采用本发明进行冶炼，上一炉留渣后向转炉内加入高镁石灰吨钢8kg、活性石灰吨钢8kg，并来回摇炉将炉渣裹干，开吹时不加入刚玉渣，并加入复合造渣剂控制初期渣碱度在2，前期枪位控制在1.6～1.8m之间波动以提高渣中feo促进化渣，温度达到1450℃时直接倒炉放渣，倒炉时炉渣流动性不好，炉渣发泡，不易倒炉，倒掉炉渣总量的25％用时4.5min，倒炉时钢水磷含量仅为0.028％。倒渣后进行二次造渣。加入高镁石灰吨钢8kg、活性石灰吨钢8kg，并加入复合造渣剂控制终渣渣碱度在4，开吹时不加硅铁促进化渣，直至冶炼终点，由于大部分炉渣未倒出，且二次造渣后化渣难使得终点钢水磷含量达到0.023％。
对比例中通过前期高枪位快速形成feo成渣，虽然前期能脱掉钢水中的磷，但是由于炉渣发泡不易倒出(时间长，钢铁料损失大)，二次造渣后成渣慢脱磷效果差导致终点钢水磷含量均在0.020％以上，难以保证品种钢磷含量的控制要求。实施例通过加入硅铁和刚玉渣进行冶炼，能促进前期快速成渣，缩短初期渣形成时间，提高脱磷效率。