一种基于高硅高磷铁水转炉低渣料消耗冶炼低磷钢的方法

技术领域

本发明涉及钢铁工艺流程冶炼控制方法，具体是指一种基于高硅高磷铁水转炉低渣料消耗冶炼低磷钢的方法。

背景技术

高炉冶炼过程属还原性气氛，高炉原料(铁矿石、烧结矿、球团、焦炭、石灰等)中的磷被还原进入铁水，高炉冶炼过程并不能脱磷。在无铁水“三脱”预处理条件下，铁水中的磷主要靠转炉进行氧化去除。高炉铁水直接进入转炉进行吹炼，由于铁水中含有较高的Si、P等元素，转炉不仅要脱碳升温，而且还要承担脱硅、脱磷的任务。铁水硅含量高，需要加入大量的石灰造高碱度的渣，转炉渣量增大；而且高硅高磷铁水的加入常常需要借助副枪以及其他测温、测成分设备进行辅助分析，以确保将钢中的磷含量降低到钢种要求水平，对转炉工操作提出严峻考验。这种大渣量吹炼方法造成金属收得率低、溶剂消耗高、粘枪和喷溅严重。这些问题的存在，使炼钢成本大幅增加。目前，由市场为导向的钢铁行业已将降低炼钢成本作为优先考虑和亟待解决的问题。

对于单渣的转炉冶炼工艺，通过枪位控制和辅料加入时机的调整以及留渣操作弥补石灰化渣慢的不足，在转炉吹炼前期低温的有利脱磷条件下提高前期碱度，提高前期脱磷率；同时通过尾渣的重复利用和合理的工艺优化可以实现辅料消耗的进一步降低。因此，可以在满足终点出钢磷含量要求的条件下，合理调整辅料种类的加入比例，以保证终点炉渣碱度，降低石灰和白云石消耗，保证终点脱磷率，降低吨钢渣料量消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高硅高磷铁水转炉低渣料消耗冶炼低磷钢的方法。其充分利用上炉终点留渣，并加入工业废物尾渣，进一步优化过程操作，在促进下炉转炉尽快成渣的同时，降低渣料消耗。

一种基于高硅高磷铁水转炉低渣料消耗冶炼低磷钢的方法，其特征在于：工艺步骤为：未经铁水“三脱”预处理的高硅高磷铁水→顶底复吹转炉单渣冶炼→转炉出钢后终点留渣→溅渣护炉；顶底复吹转炉采用单渣留渣操作，在低渣料消耗的前提下，实现转炉出钢时钢液磷含量小于0.012％。

具体操作步骤如下：

S01，采用单渣操作，入炉铁水0.55％≤Si≤0.8％，0.17％≤P≤0.22％；

S02，采用少渣料加入冶炼模型控制辅料加入量：石灰、白云石、尾渣、污泥球总加入量≤70kg/t；

S03,铁水入炉温度大于1250℃，废钢比>25％；

S04，顶吹枪位：将枪位降至1900-1910mm开始吹炼，保持2.8-3.2分钟，快速化渣；脱碳期间采用2100-2110mm枪位，保持该枪位5.5-6.5分钟，此后保持1895-1900mm枪位2-2.5分钟，在压枪约30秒后提枪，测温，出钢。

S05,底吹强度：前期控制底吹强度为0.05m³/(min·t)，中期为0.03m³/(min·t)，后期为0.05m³/(min·t)；

S06,炉渣控制：冶炼前期炉渣碱度控制在2.0左右，保证前期脱脱磷率在60％以上；终点炉渣碱度在3.2左右，终渣氧化铁为14％-20％；

S07,终点控制目标：出钢碳含量>0.065％,出钢磷<0.012％，

S08,出钢留渣：留渣量根据终点P₂O₅％含量选择性留渣，可以采用全留渣、半留渣、不留渣操作；当终点P₂O₅％＞3.8％，采用不留渣；当终点3.0％≤P₂O₅％＜3.8％，渣量大于10吨时，采用半留渣，渣量小于8吨时，采用全留渣。

进一步地，步骤S02具体包括以下步骤：

S021,在开吹同时，向转炉中加入由石灰、白云石、尾渣混合而成的一次渣料，加入量为每吨钢铁料(铁水+废钢)45kg，即45kg/t；其中白云石、尾渣在开吹时全部加入，根据炉温、上炉留渣情况以及铁水条件适当调整石灰加入量；

S022,在吹氧30％之后，根据化渣情况，适量向转炉中加入石灰和污泥球，加入量为15-20kg/t。

进一步地，开吹的同时加入白云石15-18kg/t，尾渣8-10kg/t；在开吹1分钟之内，石灰加入12-17kg/t；在吹氧30％之后根据实际转炉炉渣温度，黏度具体情况补加石灰8-13kg/t，球团矿加入3-8kg/t。

进一步地，石灰中五氧化二磷含量≤0.034％，白云石中五氧化二磷含量≤0.034％，尾渣中五氧化二磷含量≤1.39％，污泥球中五氧化二磷含量≤0.033％。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明操作简便易于掌握，在无铁水“三脱”预处理及转炉双联法脱磷的情况下，根据高硅高磷入炉铁水条件，采用单渣操作，冶炼过程中不倒炉，实现转炉石灰消耗小于40kg/t，总渣料消耗小于70kg/t的控制要求。相较于双联及双渣法，本发明中途不倒炉，生产节奏快，操作简单，易于掌握，同时废钢比高。

(2)本发明废钢比>25％。为提高转炉废钢加入量提供了一种方法，有利于提高金属收得率，降低生产成本。

(3)本发明辅料中加有尾渣和污泥球，有利于工业废物再利用，特别是尾渣。尾渣是转炉渣经过磁选之后全铁含量为15％的渣料；污泥球为转炉烟尘经过回收再次制球使用。

(4)本发明能实现转炉冶炼终点[C]≥0.065％时，[P]<0.012％，且转炉渣料加入量低，金属收得率高，可以有效降低吨钢成本。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

铁水105t，加入废钢32t。铁水Si含量为0.6591％，铁水P含量为0.179％，铁水温度1373℃，采用单渣留渣法配加尾渣操作。同时该炉次留有上炉终渣5t左右，开吹同时加入29.4kg/t石灰，白云石18kg/t，尾渣12kg/t，在吹氧30％之前加入石灰10kg/t。共计渣料69.4kg/t。终点P为0.0129％。

主要按照以下步骤进行处理：

(1)上一炉次留渣+单渣法冶炼低磷钢，出钢后留5t左右终点高氧化性炉渣在炉内；

(2)入炉铁水条件控制在0.55％≤Si≤0.8％，0.18％≤P≤0.22％；

(3)辅料的加入，开吹同时加入29.4kg/t石灰，白云石18kg/t，尾渣12kg/t，在吹氧30％之前加入石灰10kg/t。共计渣料69.4kg/t.

(4)过程枪位控制：开吹先将枪位降至1905mm进行吹炼，保持3分钟，快速化渣，脱碳期间使用2107mm枪位，保持该枪位6分钟，此后保持1897mm枪位2分钟，在压强30秒后提枪，测温，出钢；

(5)底吹流量控制：脱磷期N₂底吹流量0.05Nm>3/h，脱碳期N₂底吹流量0.03Nm³/h左右，冶炼后期Ar控制底吹0.05Nm³/h；

(6)终点控制：出钢碳含量0.08％，出钢磷0.012％，终点炉渣碱度3.1，终渣氧化铁在16％；

通过上述控制，在冶炼符合成分要求的钢水的同时，采用留渣+单渣法操作，将吨钢渣料量控制在了70kg/t。

实施例2

铁水104.5t，加入废钢32t。本实施例同实施例1相比，不同点进在于冶炼渣料加入量和出钢温度及终点碳含量的不同。铁水Si含量为0.59％，终点P含量为0.1879％，铁水温度为1360℃，采用留渣+单渣法进行操作。同时该炉次留有上炉次终渣5t左右，开吹同时加入16kg/t石灰，白云石16.6kg/t，吹氧30％之前加入石灰18kg/t，白云石16.6kg/t，球团矿2kg/t，终点C为0.09％，终点P为0.012％。共计渣料69.2kg/t。

实施例3

铁水104.66t，加入废钢31t。本实施例同实施例1相比，不同点进在于冶炼渣料加入量和出钢温度及终点碳含量的不同。铁水Si含量为0.5788％，终点P含量为0.170％，铁水温度为1360℃，采用留渣+单渣法进行操作。同时该炉次留有上炉次终渣5t左右，开吹同时加入33kg/t石灰，白云石11.8kg/t，尾渣12kg/t；吹氧30％之前加入白云石5kg/t，球团矿8kg/t，终点C为0.09％，终点P为0.0119％。共计渣料69.8g/t。

如上所述，便可较好的实现本发明。

以上具体实施方式为本发明的随机实施例，并不能对本发明的权利要求进行限定，其它的任何背离本发明的技术方案二所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

本发明公开一种基于高硅高磷铁水转炉冶炼低磷钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用单渣操作，控制入炉铁水0.55％≤Si≤0.8％，0.17％≤P≤0.22％；(2)采用采用少渣料加入冶炼模型控制辅料加入量：石灰、白云石、尾渣、污泥球总加入量≤70kg/t；(3)在整个吹炼途中不使用副枪等测温、测成分设备，“一枪到底”，提高炼钢效率；(4)顶吹枪位：开吹先将枪位降至1905mm进行吹炼，保持3分钟，快速化渣，脱碳期间使用2107mm枪位，保持该枪位6分钟，此后保持1897mm枪位2分钟，在压强30秒后提枪，测温，出钢。(5)底吹寿命及强度：(6)前期控制目标：控制冶炼前期碱度在2.0左右，脱磷率在60％以上；(7)终点控制目标：出钢碳含量>0.065％,出钢磷<0.012％，终点炉渣碱度在3.2左右，终渣氧化铁在14％-20％；(8)出钢留渣：留渣量根据终点P₂O₅％含量选择性留渣，可以采用全留渣、半留渣、不留渣操作；

为了更充分的说明本发明的效果，现在以实际测试数据进行相关说明，120t顶底复吹转炉单渣留渣法配加尾渣冶炼低磷钢，不同炉次转炉渣料消耗如表1所示。

表1转炉渣料量消耗

以上各炉次，转炉石灰小于40kg/t，总渣料小于70kg/t，实现了转炉渣料少量化的控制目标。

本发明工艺流程简单操作方便，能有效实现转炉渣料加入量的减少目的。