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转炉双联脱磷成渣工艺分析
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专利名称一种炼钢低碱度铸余渣热态应用的方法
技术领域本发明涉及一种炼钢低碱度铸余渣热态利用的方法，属于冶金技术领域。
背景技术宝钢、攀钢等一些钢厂对精炼后钢包渣处理的工艺进行过研究，通过对钢包铸余渣进行冷却、破碎、钢渣分离处理，钢粒进行回收，渣粒作为转炉炼钢助熔剂、LF精炼渣或废弃处理，可以安全、环保地将高温钢包渣进行处理。马钢等一些钢厂研究了钢包铸余渣粒化生成钢丸和渣粒的工艺方法，把钢包渣进行液化升温熔化，倾倒采用气力粒化器喷出高速气流将钢包渣流股击碎成为细小液滴，控 冷雾化器喷出气水混合流对钢包渣液滴进行强化冷却，使小液滴在飞行过程中冷却凝固分离为钢粒和小渣球，提高钢包渣的利用价值。邯钢等一些钢厂研究了一种炼钢热态浇余钢渣回收循环利用的方法，将钢包内的热态浇余钢渣倒入空钢包内，向其内出钢，然后进行精炼，缩短了高碱度炉渣的成渣时间，，有效吸收钢水中夹杂物，提高钢水的清洁度，利于脱硫，降低电耗和冷渣料消耗，降低生产成本。武钢集团昆明钢铁股份有限公司采用高磷矿配钒钛矿炼铁，为综合利用铁中钒资源，含fL钛高磷铁水提fL后进行冶炼，提fL后为磷含量0. 35-0. 80%的半钢，因此,冶炼前期低温高效脱磷显得至关重要，这就要求半钢吹炼前期必须快速实现大渣量高碱度炉渣。提钒后的半钢硅含量接近痕迹，吹炼渣中缺乏SiO2组分，对成渣不利，大部分钢厂采用加入酸性复合造渣剂的方式造渣，增加了生产成本，成渣慢，且半钢冶炼本身热量不足，加入的造渣剂熔化吸热，加剧了冶炼钢水过氧化，钢铁料消耗高，钢中氧化物夹杂增加。因此寻求经济高效的造渣材料，对半钢高效脱磷和降低生产成本具有非常重要的意义。常规钢包渣处理及应用存在的问题
I)钢包铸余渣进行冷却、破碎、钢渣分离处理，钢粒进行回收，渣粒作为转炉炼钢助熔齐U、LF精炼渣或废弃处理，没有有效利用渣中热能，废弃的余渣造成环境压力。2)钢包铸余渣经过加热、破碎、冷却分离处理，钢粒进行回收，渣粒作为转炉炼钢助熔剂、LF精炼渣或废弃处理，没有有效利用渣中热能，还增加电能消耗，废弃的余渣造成环境压力。3)将炼钢浇余热态钢渣回收倒入空钢包内，向其内出钢，然后进行精炼循环利用，可有效利用铸余渣热能，可减少石灰消耗，对精炼化渣有利，但因铸余渣硫容量接近饱和，限制了 LF精炼进一步脱硫，且铸余渣累积到一定程度必然产生废弃现象。4)精炼后钢包铸余渣处理作为转炉炼钢助熔剂可以得到有效利用，但因碱度较高，一般在2. 5以上，半钢冶炼仍需要配加酸性造渣剂进行造渣，且半钢冶炼本身热量不足，加入的冷态助熔剂和造渣剂熔化吸热，加剧了冶炼钢水过氧化，钢铁料消耗高，钢中氧化物夹杂增加。
本发明的目的是提供一种炼钢低碱度铸余渣热态利用的方法。快速实现大渣量高碱度炉渣，充分发挥转炉的脱磷优势，将半钢中的磷含量降低至钢种要求的范围内并保证
产品质量。本发明是这样实现的铸余渣主要为转炉下渣和钢水脱氧吹氩上浮产物，不经过LF精炼处理，因此碱度在2. 0以下，可在吹炼2min快速成渣，配合合理的造渣制度，选用炼钢铸余渣热态随半钢加入转炉内，实现大渣量高碱度炉渣，在冶炼周期内将铁水中的磷含量从0. 35-0. 80%降低至钢种要求的范围内。转炉冶炼高碱度热终渣全部溅干留在转炉内，可充分利用转炉冶炼高碱度热终 渣，减少石灰消耗；进半钢前加入部分石灰，利用进半钢的热力学条件和动力学条件快速熔化部分石灰成渣；根据半钢基本不含硅的特性，采用钢包低碱度铸余渣热态随半钢加入转炉内，充分利用熔融铸余渣热量，炼钢基本实现了铸余渣的全循环利用，成渣速度快；吹炼开始小批量多批次加入活性石灰，实现低温条件下快速造高碱度炉渣，快速高效脱磷最终达到钢种目标要求。本方法采用钢包低碱度热态铸余渣随半钢加入转炉内，充分利用熔融铸余渣热量，快速成渣，免除了常规半钢冶炼工艺复合造渣剂和增热剂的加入，降低生产成本。具体步骤如下1、每炉钢出钢后，将高碱度热终渣留在转炉内，加入3 3. 2 kg/ t■(指半钢，铁水经过提钒处理后称为半钢，需要再冶炼才能成为钢水)菱镁球溅渣2. 5 3. 5min (时间保证将炉渣溅干，炉渣情况不同溅干时间有所变化)，炉渣溅干全部留在转炉内；溅干后于半钢入炉前在炉底加入石灰15-18kg/tIH，然后将5-7kg/ 钢包低碱度热态铸余渣随半钢加入转炉冶炼；
2、下枪吹炼渣料开始熔化时，少量多批次加入石灰，此步石灰加入总量12-16kg/使炉渣碱度快速达到2. 8-4. 0 (炉渣碱度指渣中Ca0/Si02，是实现高效脱磷的必要条件)；
3、吹炼8 IOmin(时间要根据转炉化渣情况调整，因此是一个范围)再分批加入石灰，此步石灰加入总量20-25/tIH，炉渣熔化后一次倒炉，一次倒炉温度°C ；
4、一次倒炉后补加石灰1.5 2. 3Kg，继续吹炼脱磷升温，出钢终点温度达°C，碳含量0. 045 0. 15%，磷含量小于彡0. 035%，转炉出钢。发明与现有技术比较具有以下优点1、通过加入热态低碱度铸余渣造渣，免除了常规半钢冶炼工艺酸性复合造渣剂和增热剂的加入，降低生产费用。2、炼钢基本实现了铸余渣的全循环利用，减轻废渣排放环境压力和处理费用，环保效益明显。3、成渣速度快，易实现前期大渣量高碱度渣低温期高效脱磷目标。4、一次倒炉后钢水成份碳0. 07%-0. 15%、P彡0. 035%,点吹升温即可达到出钢要求。5、对转炉冶炼周期影响小，不影响炼钢转炉一连铸的生产周期衔接。
6、高炉可扩大低成本大储量高磷矿的应用，降低企业生产成本。7、不需要对现有装备进行改造。
具体实施方式
以下实施例用于详细阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。实施例1:
1、上炉钢出钢完毕，将高碱度热终渣加入200kg菱镁球溅渣3.5min全部溅干留于炉内(溅渣压力0. 85MPa，溅渣枪位800mm 1400mm)，溅干后于半钢入炉前在转炉底加入石灰1000kg,然后将钢包低碱度热态铸余渣350kg随半钢63t加入转炉冶炼(半钢碳含量2. 99%、磷含量0. 377%)o低碱度铸余渣主要化学成分
1.一种炼钢低碱度铸余渣热态应用方法，其特征在于采用钢包低碱度热态铸余渣随半钢加入转炉内，充分利用熔融铸余渣热量，快速成渣，具体步骤如下I)每炉钢出钢后，将高碱度热终渣留在转炉内，加入3 3. 2 kg/ t 菱镁球溅渣2. 5 .3.5min，终渣溅干全部留在转炉内；溅干后于半钢入炉前在炉底加入石灰15_18kg/t
，然后将5-7kg/ t
钢包低碱度热态铸余渣随半钢加入转炉冶炼；.2)下枪吹炼渣料开始熔化时,少量多批次加入石灰,此步石灰加入总量12-16kg/ t钢，；.3)吹炼8 IOmin再分批加入石灰，此步石灰加入总量20_25/tiH，化渣后一次倒炉，一次倒炉温度°C ；.4)一次倒炉后补加石灰1. 5 2. 3Kg，继续脱磷升温45秒，出钢终点温度达 °C，碳含量O. 045 O. 15%，磷含量小于彡O. 035%，转炉出钢。
本发明是一种炼钢低碱度铸余渣热态应用的方法。本方法为采用钢包低碱度铸余渣5-7kg/t钢热态随半钢加入转炉内，充分利用熔融铸余渣热量，可在吹炼2min后快速成渣，免除了常规半钢冶炼工艺复合造渣剂和增热剂的加入，降低生产费用。配合造渣制度实现低温条件下快速造高碱度炉渣，在正常冶炼周期内将铁水中的磷含量从0.35-0.80%快速高效脱除最终达到钢种目标要求。炼钢基本实现了铸余渣的全循环利用，减轻废渣排放环境压力和处理费用，环保效益明显。本方法不需要对原有装备进行改造，脱磷效率高，对转炉冶炼周期和产能影响小，炼铁能扩大储量大低成本高磷矿的应用，降低生产成本。
文档编号C21C5/30GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者章祝雄, 王定树, 杨春雷, 马燕龙, 赵卫东, 曹重, 苏美萍, 计洪刚 申请人:武钢集团昆明钢铁股份有限公司炼钢炉渣的化学及物理性质化学成分分析仪器|南京同普分析仪器制造有限公司
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炼钢炉渣的化学及物理性质化学成分分析仪器
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　&熔渣的化学性质主要是指熔渣的碱度、氧化性和还原性。
熔渣的物理性质主要是指炉渣的熔点和黏度。
1．炉渣的化学性质
(1)熔渣的碱度 炉渣中常见的氧化物有酸、碱性之分，
碱度是指炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值，用&R&来表示。
碱度是判断熔渣碱性强弱的指标。去磷、去硫以及防止金属液吸收气体等都和熔渣的碱度有关，因此碱度是影响渣、钢反应的重要因素。
由于熔渣中Ca0和Si02的数量最多，约为渣量的60％以上，所以在熔渣含磷不高时，常以Ca0与Si02浓度之比表示熔渣的碱度，根据碱度高低，熔渣可分为三类：
1) R&1酸性渣
2) R=1 中性渣 R&1．5低碱度渣
3) R&1碱性渣 R=1．8～2．2 中碱度渣 R&2．5高碱度渣
(2)熔渣的氧化性 炉渣的氧化性是指熔渣所具备的氧化能力的大小。它对炼钢过程中的成渣速度、去磷、去硫、喷溅、金属收得率和终点钢水含氧量等均有重大影响。
根据炉渣的分子理论，Fe0能同时存在于渣&钢之中，并在渣&钢之间建立一种平衡(FeO)/ [FeO]，所以一般认为渣中的氧是通过Fe0传递到钢液中的。因而熔渣中的FeO含量便可代表熔渣所具备的氧化能力的大小，即熔渣的氧化性通常用渣中氧化亚铁总量乏(Fe0)表示。
渣中氧化铁含量即渣的氧化性，它对熔渣的反应能力及物理性能有重要的影响。转炉熔渣Fe0过低，造渣困难，炉渣的反应能力低。熔渣Fe0过高，又会造成喷溅，增加金属损失及炉衬侵蚀。因此，渣中氧化铁的含量应适当，在转炉冶炼过程中，一般控制在10％～20％为好。
(3)熔渣的还原性 熔渣的还原性和氧化性是炉渣的同一种化学性质的两种不同说法。
在碱性电弧炉还原期操作中，要求炉渣具有高碱度、低氧化性、流动性好的特点，以达到钢液脱氧、去硫和减少合金元素烧损的目的。所以应降低渣中的Fe0，提高渣的还原性。
还原期出钢时，一般要求渣中的Fe0质量分数应小于0．5％，以满足出钢时对渣还原性的要求。
2．熔渣的物理性质
(1)熔渣的黏度 黏度是表示熔渣内部各部分质点间移动时的内摩擦力的大小。黏度的单位是泊(P)，1P=0．1Pa&S(帕&秒)。
黏度与流动性正好相反，黏度低则流动性好。
冶炼时，若熔渣的黏度过大，则物质在钢液及熔渣之间的传递缓慢，不利于炼钢反应的迅速进行；但若黏度过小，又会加剧炉衬的侵蚀。所以在炼钢时，希望获得适当黏度的炉渣。
影响熔渣黏度的主要因素是熔渣成分和温度。凡是能降低炉渣熔点的成分均可以改善熔渣的流动性，降低渣的黏度；熔池温度越高，渣的黏度越小，流动性越好。实际操作中，黏度的调节主要是靠控制渣中的Fe0、碱度和加入萤石等来实现的。
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浙ICP证020120号　经营许可证编号:浙B2-51转炉炼钢工艺流程-第10页
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51转炉炼钢工艺流程-10
加入炉内的渣料主要是石灰和白云石，还有少量的萤石；石灰用量的确定：；1）首先根据铁水的硅、磷含量和炉渣碱度计算：；（1）铁水含磷＜0.3%时，炉渣的碱度B=（%C；石灰用量（kg/t）=；式中[%Si]――炉料中硅的质量分数；；60/28――表示1kgSi氧化后可生成60/2；例1某厂的铁水含磷0.25%、硅0.5%，冶炼所；2.5%，若炉渣碱度按3.0控制
加入炉内的渣料主要是石灰和白云石，还有少量的萤石或氧化铁皮等熔剂。石灰用量的确定： 1）首先根据铁水的硅、磷含量和炉渣碱度计算： （1）铁水含磷＜0.3%时，炉渣的碱度B=（%CaO）/（%SiO2）=2.8～3.2，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算： 石灰用量（kg/t）= 式中
[%Si]――炉料中硅的质量分数； 60/28――表示1kgSi氧化后可生成60/28（=2.14）kg的SiO2。 例1 某厂的铁水含磷0.25%、硅0.5%，冶炼所用石灰含CaO：86%，SiO2：2.5%，若炉渣碱度按3.0控制，求每吨铁水的石灰用量。 解：石灰用量（kg/t）= （2）铁水含磷＞0.3%时，B=（%CaO）/（%SiO2）+（%P2O5）=3.2～3.5，所以每吨铁水的石灰加入量按下式计算： 石灰用量（kg/t）= 式中的142/62表示每氧化1kg的磷可生成142/62（=2.3）kg的P2O5。2）其次根据冷却剂用量计算应补加的石灰量 矿石含有一定数量的SiO2，每kg矿石需补加石灰的数量按下式计算：补加石灰量（kg/kg）= 白云石用量的确定: 白云石的加入量应根据炉渣要求的饱和MgO含量来确定。通常渣中MgO含量控制在8%～10%，除了加入的白云石含有外，石灰和炉衬也会带入一部分。理论用量W(kg/t)= 实际用量W/=W－W灰－W衬 熔剂的用量： 萤石用量：尽量少用或不用，部标要求≤4kg/t。 矿石用量：铁矿石及氧化铁皮也具有较强的化渣能力，但同时对熔池产生较大的冷却效应，其用量应视炉内温度的高低，一般为装入量的2～5%。 渣料的加入方法： 关于渣料的加入，关键是要注意渣料的分批和把握加入的时间。 1 ）渣料分批 目的：渣料应分批加入以加速石灰的熔化（否则，会造成熔池温度下降过多，导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣）。 批次：单渣操作时，渣料通常分成两批：1/2～2/3及白云石全部（冶炼初期炉衬侵蚀最严重）；1/2～1/3。 2）加料时间 （1）第一批渣料在开吹的同时加入。 （2）第二批渣料，一般是在硅及锰的氧化基本结束、头批渣料已经化好、碳焰初起的时候（30吨的转炉开吹6 min左右）加入（如果加入过早，炉内温度还低且头批渣料尚未化好又加冷料，势必造成渣料结团难化；反之，如果加入过晚，正值碳的激烈氧化时期，渣中的（∑FeO）较低渣料亦难化。问题的关键是正确判断炉况，头批渣料化好的标志是：火焰软且稳定，炉内发出柔和的嗡嗡声，喷出物为片状，落在炉壳上不粘贴；未化好的情况是：炉口的火焰发散且不稳定，炉内发出尖锐的吱吱声，喷出物是金属火花和石灰粒）。 有的厂二批料分小批多次加入以利熔化，但最后一小批料必须在终点前3～4分钟加入。 加速渣料的熔化。加速石灰溶解的措施： 1）适宜的炉渣成分 渣中的（FeO）是石灰溶解的基本熔剂，原因在于： （1）（FeO）可与CaO及2CaO?SiO2作用生成低熔点的盐，能有效地降低炉渣的粘度，改善石灰溶解的外部传质条件； （2）（FeO）是碱性氧化渣的表面活性物质，可以改善炉渣对石灰的润湿性，有利于熔渣向石灰表面的孔中渗透，增大二者之间的接触面积； （3）Fe2+及O2-的半径是同类中最小的，扩散能力最强； （4）有足够的（FeO）存在时，可以避免石灰表面生成C2S而有利于石灰的溶解。 因此，吹炼操作中应合理地控制枪位，始终保持较高的（FeO）含量。(MnO)对石灰溶解的影响与（FeO）类似，生产中可在渣料中配加适量锰矿。2）较高的温度 熔池温度高时，石灰入炉初形成的固态渣壳较薄；而且熔渣的粘度低溶解石灰的能力强。为此，入炉铁水的温度要尽量高，若铁水温度偏低应先低枪位提温。3）强化熔池的搅拌 加强对熔池的搅拌，可以改善石灰溶解的外部传质过程，从而可加速石灰的溶解。复吹转炉的石灰溶解速度要比顶吹转炉的快，原因就在于复吹冶炼有底吹气体搅拌。 4）改善石灰质量 （1）提高石灰的活性度：增加石灰的气孔率，增大比表面积，有利于炉渣的渗透，可加快石灰溶解速度，同时，即使石灰表面生成2CaO?SiO2外壳也不致密，易碎。 （2）减小石灰的块度并进行预热：石灰入炉初形成的固态渣壳薄甚至消失。思考题： 1名词解释：单渣法 双渣法 双渣留渣法 2造渣方法如何选用？采用双渣法时何时倒渣为好？ 3石灰用量如何计算？渣料如何加入？ 4影响石灰溶解的因素有哪些？ 5炉渣严重泡沫化的原因是什么？五、石灰溶解机理 六、造渣方法 七、温度制度 o
在吹炼一炉钢的过程中，需要正确控制温度。温度制度主要是指炼钢过程温度控制和终点温度控制。 o
转炉吹炼过程的温度控制相对比较复杂，如何通过加冷却剂和调和剂枪位，使钢水的升温和成分变化协调起来，同时达到吹炼终点的要求，是温度控制的关键。 o
热量来源：铁水的物理热和化学热，它们约各点热量来源的一半。o
热量消耗：习惯上转炉的热量消耗可分为两部分，一部分直接用于炼钢的热量，即用于加热钢水和炉渣的热量；一部分未直接用于炼钢的热量，即废气、烟尘带走的热量，炉口炉壳的散热损失和冷却剂的吸热等。 热量的消耗： o
钢水的物理热约占70%； o
炉渣带走的热量大约占10%； o
炉气物理热也约占10%； o
金属铁珠及喷溅带走热，炉衬及冷缺水带走热，烟尘物理热，生白云石及矿石分解及其他热损失共占约10%。 o
转炉热效率：是指加热钢水的物理热和炉渣的物理热占总热量的百分比。LD转炉热效率比较高，一般在75%以上。原因是LD转了上的热量利用集中，吹炼时间短，冷却水、炉气热损失低。 o
出钢温度首先取决于炼钢中的凝固温度，凝固温度则根据钢种的化学成分而定，钢液的凝固温度计算有多种经验公式： o
出钢温度需考虑从出钢到浇注各阶段的温降。 ΔT为钢液的过热度，它与钢种、坯型有关，板坯取15-20℃，低合金方坯取20-25℃； 包含各类专业文献、专业论文、中学教育、高等教育、应用写作文书、各类资格考试、幼儿教育、小学教育、51转炉炼钢工艺流程等内容。　
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22:02 先简单简述下,然后介绍下所占的比例啦,影响啦 就可以啦 满意答案 好评率:... 　炼钢工艺流程 1 炼钢厂简介炼钢厂主要将铁水冶炼成钢水,再经连铸机浇铸成合格铸坯。现有 5 座转炉, 5 台连铸机,年设计生产能力为 500 万吨,现年生产钢坯 ... 　炼钢生产工艺流程_机械/仪表_工程科技_专业资料。炼钢生产工艺流程,浅显易懂,一...当转炉需要铁水时,再从 900t 混铁炉倒 入炉下铁水罐车上的 80t 转炉铁水... 　120t转炉炼钢工艺技术规程_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。转炉炼钢工艺规程120t 转炉炼钢工艺技术规程第一章 工艺流程图及产品结构第一条 转炉炼钢工艺流程图 ... 　转炉炼钢工艺_能源/化工_工程科技_专业资料。转炉炼钢工艺绪 论 1、转炉炼钢法...吹转炉炼钢法简介 (1) 诞生的背景及简称 现代炼钢生产首先是一个氧化精炼过程,... 　炼钢工艺流程简介_信息与通信_工程科技_专业资料。123炼钢工艺流程简介炼钢厂目前共有大小转炉 11 座,其中炼钢一厂 8 座,分别为 40 吨转炉 4 座,80 吨转炉 1... 　炼钢工艺流程_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。【导读】:转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里,使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过 程中放出大量的热量 (含 1%的...