一种半钢造渣的方法
【专利摘要】本发明公开了一种半钢造渣的方法，该方法包括：将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内；再依次向所述转炉内加入硅铁合金和第二部分造渣辅料。本发明提供的半钢造渣的方法能够在较好地控制渣态的前提下使得提钒后的半钢铁水快速造渣。
【专利说明】一种半钢造渣的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金【技术领域】，具体地，涉及一种半钢造渣的方法。
【背景技术】
[0002] 我国钒钛磁铁矿床分布广泛，储量丰富，储量和开采量居全国铁矿的第三位，已探明储量98.3亿吨，远景储量达300亿吨以上，主要分布在四川攀西(攀枝花-西昌)地区、河北承德地区、陕西汉中地区、湖北郧阳、襄阳地区、广东兴宁及山西代县等地区。其中，攀西(攀枝花-西昌)地区是我国钒钛磁铁矿的主要成矿带，也是世界上同类矿床的重要产区之一，南北长约300km，已探明大型、特大型矿床7处，中型矿床6处。钒矿资源较多，总保有储量V2O5达2596万吨，居世界第3位。
[0003]钒矿主要产于岩浆岩型钒钛磁铁矿床之中，作为伴生矿产出。钒矿作为独立矿床主要为寒武纪的黑色页岩型钒矿。钒矿分布较广，在19个省(区)有探明储量，四川钒储量居全国之首，占总储量的49%。
[0004]由于攀西地区具有独特的钒钛磁铁矿资源，在高炉冶炼时常采用采自攀西地区的钒钛磁铁矿。钒钛磁铁矿的铁水经提钒后，其中的碳质量百分数较一般铁水低(3.0-3.8重量％ )，硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此攀西地区的钒钛磁铁的半钢铁水冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低。
[0005]因此，本领域亟需找到一种能够针对冶炼攀西地区的钒钛磁铁矿形成的半钢快速造渣的方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种半钢造渣的方法，该方法能够在较好地控制渣态的前提下使得提钒后的半钢铁水快速造渣。
[0007]本发明的发明人是基于以下思路完成本发明的技术方案的:面对攀西地区丰富且独特的钒钛磁铁矿资源，采用现有的炼钢方法时常在炼钢过程中加入含有Si02、Fe0等成分的造渣材料。而常规的造渣材料中含有大量的P、S等杂质，本发明的发明人认为这可能会对冶炼P、S含量较低的钢种产生不利影响。而且发明人意识到，在实践操作过程中，普通造渣剂的加入常常会降低半钢铁水的温度，从而使得造渣剂融化较慢，进而导致炼钢过程中容易出现返干现象和引起化渣困难。因此，本发明的发明人基于以上发现进行研究后得出:在转炉的半钢铁水中加入硅铁合金代替常规使用的含有Si02、FeO等成分的普通造渣剂进行半钢造渣时，硅铁合金可以快速融化，并且在吹氧后可以快速氧化为SiO2，硅铁合金氧化过程为放热过程，又可以补偿加入硅铁合金时的半钢铁水的温度，而氧化的SiO2可快速参与造渣，实现快速造渣。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种半钢造渣的方法，该方法包括:将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内；再依次向所述转炉内加入硅铁合金和第二部分造渣辅料。
[0009]本发明提供的半钢造渣的方法能够在较好地控制渣态的前提下使得提钒后的半钢铁水快速造渣。
[0010]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]在本 发明中，所述提钒后的半钢铁水是指含钒铁水经脱硫和提钒处理后得到的熔融态的铁水。
[0013]如前所述，本发明提供了一种半钢造渣的方法，该方法包括:将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内；再依次向所述转炉内加入硅铁合金和第二部分造渣辅料。
[0014]在本发明所述的方法中，优选所述硅铁合金的加入量为4-6kg/t_，即相对于每吨装入转炉的半钢铁水，所述硅铁合金的加入量为4-6kg。本发明对盛装半钢铁水的转炉的容量没有特别的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，例如在本发明中的盛装半钢铁水的转炉的容量可以为110-150t。本发明对所述硅铁合金的形态没有特别的要求，例如可以为颗粒状的娃铁合金。
[0015]在本发明所述的方法中，优选所述硅铁合金中含有70-80重量％的Si和20-30重量％的Fe。本领域技术人员可以理解的是，在本发明所述的方法中，所述硅铁合金中还可以含有少量的杂质。
[0016]优选情况下，在本发明所述的方法中，所述将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内的方法包括:先向所述转炉内加入所述第一部分造渣辅料，然后再向所述转炉内兑入所述提钒后的半钢铁水。
[0017]优选所述第一部分造渣辅料和所述第二部分造渣辅料各自均包括活性石灰和高镁石灰。在本发明中，所述第一部分造渣辅料和所述第二部分造渣辅料中的活性石灰和高镁石灰可以分别加入到转炉中，也可以将所述活性石灰和高镁石灰混合后加入到转炉中。本发明优选所述第一部分造渣辅料和第二部分造渣辅料中的活性石灰和高镁石灰分别加入到转炉中。本发明的方法对所述活性石灰和高镁石灰的形态没有特别的限定，本领域技术人员可以根据常规方法进行选择。
[0018]具体地，在本发明的方法中，优选所述活性石灰中含有85-90重量％的CaO。
[0019]优选地，在本发明的方法中，所述高镁石灰中含有48-55重量％的CaO和30_40重量％的1%0。
[0020]在本发明所述的方法中，优选所述第一部分造渣辅料的用量使得所述活性石灰的用星为5-9kg/t钢。
[0021]在本发明所述的方法中，优选所述第一部分造渣辅料的用量使得所述高镁石灰的量为9_13kg/t钢。
[0022]优选地，在本发明所述的方法中，优选所述第二部分造渣辅料的加入量使得炉渣碱度为3-4。[0023]更优选情况下，所述第二部分造渣辅料的用量使得所述活性石灰的用量为5_9kg/t,H,所述高镁石灰的量为9-13kg/t,H。
[0024]在本发明中，所述第一部分造渣辅料和第二部分造渣辅料的加入顺序和加入量控制在前述范围有利于加速活性石灰的熔化。若加入量过多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；加入量过少则达不到脱磷效果。
[0025]在本发明所述的方法中，优选在顶吹氧过程中，控制总的吹炼原则为:快速化渣，早化渣，炉渣活跃，过程不返干、不喷溅。
[0026]在本发明所述的方法中，该方法还包括在向所述转炉内加入硅铁合金之前开始向转炉内供氧，所述供氧的方法为顶吹氧，所述顶吹氧优选包括以下三个阶段:
[0027]第一阶段:开始进行顶吹氧0-90s ；
[0028]第二阶段:顶吹氧90s至半钢铁水中的含碳量为0.40-0.80重量％ ；
[0029]第三阶段:半钢铁水中的含碳量为0.40-0.80重量％至吹炼终点。
[0030]本发明中，优选所述顶吹氧在第一部分造渣辅料加入转炉后开始进行。
[0031]本发明优选所述第二阶段的供氧强度比第一阶段的供氧强度大至少0.3m3/(min.t钢)，优选大 0.3-2.0m3/(min.t钢)，更优选为 0.5-1.8m3/(min.t钢)。
[0032]在本发明所述的方法中，优选所述第二阶段的氧枪枪位比第一阶段的氧枪枪位低至少0.2m,优选低0.2-0.8m,更优选为0.3-0.4m。
[0033]在本发明所述的方法中，优选所述第一阶段顶吹氧枪的供氧强度为1.5-2.5m3/(min.t.)，氧枪枪位为1.8-2.5m。由于开始吹炼时，转炉内碳氧反应还不是很剧烈，消耗的氧气量较小，此时采用“低供氧强度、较高枪位”的方案一方面是可以提高渣的氧化性，防止前期脱碳升温剧烈，导致熔池温度升高过快不利于脱磷；另一方面还可以防止前期由于枪位过低的吹炼造成返干。
[0034]在本发明所述的方法中，优选所述第二阶段顶吹氧枪的供氧强度为2.5-3.5m3/(min.t.)，氧枪枪位为1.5-2.5m。该阶段中，因半钢铁水中碳含量已较低，影响脱碳反应速度的因素出现转换，从取决于供氧强度转变到取决于碳的扩散速度，此阶段中供氧强度对脱碳速度已不起明显作用，这种情况下，增大气泡-金属界面(如吹入气体)和/或增加熔池搅拌强度，可以提高脱碳速度。
[0035]在本发明所述的方法中，优选所述第三阶段顶吹氧枪的供氧强度为1.5-2.0m3/(min.tm),氧枪枪位为 1.4-2.0m。
[0036]在本发明所述的方法中，优选所述提钒后的半钢铁水的成分以质量百分比计，包括 C:3.2-4.1 重量％，S1:0.015-0.030 重量％，Mn:0.020-0.040 重量％，P:0.06-0.08 重
量％，S≤0.015重量％。
[0037]在本发明所述的方法中，优选提钒后的半钢铁水的温度为1300_1360°C。
[0038]在本发明中，优选所述造渣的工艺过程包括:
[0039]在吹炼第一炉时按常规方法操作，吹炼结束溅渣护炉后留渣。从冶炼第二炉开始，在向转炉内兑入提钒后的半钢铁水前，先加入本发明所述的第一部分造渣辅料。利用上一炉吹炼转炉余温和溅渣护炉后的留渣余温将加入的所述第一部分造渣辅料温度提升，并使加入的第一部分造渣辅料和上一炉的留渣混合；
[0040]然后向转炉内兑入提钒后的半钢铁水，兑完半钢铁水后再依次加入硅铁合金和第二部分造渣辅料；
[0041]然后采用如上所述的方法和参数开始顶吹氧过程直至冶炼终点；
[0042]冶炼终点出完钢后不进行倒渣或者只倒出一部分炉渣，将炉渣或剩余的炉渣留在转炉内，并重复如上所述的半钢造渣方法进行下一炉次的冶炼。本发明优选向留有炉渣的转炉内加入3-5kg/t [0043]如前所述，本发明的方法的主要改进在于从第二炉造渣过程开始进行的改进，第一炉的造渣方法可以参考现有技术进行，本发明对此无特殊要求。
[0044]本发明所述的常规方法为现有技术提供的各种方法，例如可以为向转炉内加入普通造渣剂，然后将提钒后的半钢铁水兑入转炉内；并向所述转炉内加入造渣辅料(该造渣辅料可以与本发明所述的第一部分造渣辅料和/或第二部分造渣辅料相同)。
[0045]具体地，本发明所述的普通造渣剂中可以包括:52-60重量％的Si02、5_8重量％的〇&0、15重量％的了?6、5-8重量％的]^0、0.06重量％的？和0.08重量％的5，0.5重量％的H2O,及其它不可避免的杂质。
[0046]本发明对所涉及的“余温”的具体温度没有特别的限定，本领域技术人员可以根据本发明的方法中所述的余温的作用以及现场实际操作情况进行选择，例如在本发明中，优选转炉余温的温度不低于1200°C，留渣余温的温度不低于1300°C。
[0047]本发明对所述留渣的量没有特别的限定，本领域技术人员可以根据转炉的容量以及下一炉冶炼半钢铁水的量进行选择，例如在本发明所述的方法中，相对于110-150t的转炉，每一炉所述留渣的量可以为l-15t。
[0048]采用上述造渣工艺具有以下优点:
[0049]①前期加入硅铁氧化一方面可增加炼钢热源，另一方面氧化产物SiO2可参与快速造洛。
[0050]②在上一炉溅渣护炉后留渣，再加入活性石灰和高镁石灰，可使前期辅料温度升高，氧化性增强，更利于化渣。
[0051]③留渣炼钢辅料消耗较正常冶炼炉次降低20-30%。
[0052]根据本发明的一种优选的实施方式，采用如下所述的工艺过程进行半钢造渣:
[0053]利用110_150t转炉进行半钢炼钢，其中，提钒后的半钢铁水包括C:3.2-4.1重fi%, Si:0.015-0.030 重量％，Mn:0.020-0.040 重量％，P:0.06-0.08 重量％，S ≤0.015重量％，所述半钢铁水的入炉温度为1300-1360°C。
[0054]在转炉第一炉冶炼时采用常规操作，即将如上所述的提钒后的半钢铁水兑入转炉内，然后向转炉内加入第二部分造渣辅料，吹炼结束溅渣护炉后留渣l_15t，用于下一炉冶炼。
[0055]从第二炉冶炼开始，采用如下具体方法:
[0056]在向转炉兑入提钒后的半钢铁水之前，先加入第一部分造渣辅料，包括5_9kg/t.的活性石灰和9-13kg/t?的高镁石灰；然后向转炉内兑入提钒后的半钢铁水，兑完半钢铁水后加入4-6kg/tiH5i铁合金,再依次向转炉内加入5-9kg/t.的活性石灰、9-13kg/tif^3高镁石灰(第二部分造渣辅料)。下枪顶吹氧，开始进行顶吹氧，在顶吹氧进行0-90s内顶吹氧枪供氧强度为1.5-2.5m3/ (min.t.)，氧枪枪位为1.8-2.5m ;在吹氧进行90s至钢水碳含量为0.40-0.80重量％时，顶吹氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/(min.t.)，氧枪枪位为1.5-2.5m ;从钢水碳含量为0.40-0.80重量％至吹炼终点，控制顶吹氧枪的供氧强度为
1.5-2.0m3/ (min.tiH)，氧枪枪位为1.4-2.0m。吹炼终点出完钢后将l_15t炉渣留在转炉内，并加入3-5kg/t ?的活性石灰将炉渣裹干，准备下一炉冶炼，如此反复，从第二炉开始记录每一炉的化渣时间。
[0057]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，在没有特别说明的情况下，所述材料均来自商购。
[0058]以下实施例中:
[0059]活性石灰中含有90重量％的CaO ；
[0060]高镁石灰中含有55重量％的CaO和30重量％的MgO ；
[0061]硅铁合金中含有75重量％的Si和25重量％的Fe。
[0062]实施例1
[0063]利用120t转炉进行半钢炼钢，其中，提钒后的半钢铁水的成分含量如下表1所示，所述半钢铁水的入炉温度为1300°C。
[0064]表1
[0065]
【权利要求】
1.一种半钢造渣的方法，其特征在于，该方法包括:将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内；再依次向所述转炉内加入硅铁合金和第二部分造渣辅料。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，硅铁合金的加入量为4-6kg/tiH。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硅铁合金中含有70-80重量％的Si和20-30重量％的Fe。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述将提钒后的半钢铁水、第一部分造渣辅料加入转炉内的方法包括:先向所述转炉内加入所述第一部分造渣辅料，然后再向所述转炉内兑入所述提钒后的半钢铁水； 优选所述第一部分造渣辅料和所述第二部分造渣辅料各自均包括活性石灰和高镁石灰； 更优选所述活性石灰中含有85-90重量％的CaO，所述高镁石灰中含有48-55重量％的CaO 和 30-40 重量 ％ 的 MgO。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一部分造渣辅料的用量使得所述活性石灰的用量为5-9kg/ t?，所述高镁石灰的用量为9-13kg/tiH。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二部分造渣辅料的加入量使得炉渣碱度为 3-4 ； 优选所述第二部分造渣辅料的用量使得所述活性石灰的用量为5-9kg/t?，所述高镁石灰的用量为9_13kg/t,H。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在向所述转炉内加入硅铁合金之前开始向转炉内供氧，所述供氧的方法为顶吹氧，所述顶吹氧包括以下三个阶段: 第一阶段:开始进行顶吹氧0-90s ； 第二阶段:顶吹氧90s至半钢铁水中的含碳量为0.40-0.80重量％ ； 第三阶段:半钢铁水中的含碳量为0.40-0.80重量％至吹炼终点。
8.根据权利要求7所述的方法，其中， 所述第二阶段的供氧强度比第一阶段的供氧强度大至少0.3m3/(min.t.)，所述第二阶段的氧枪枪位比第一阶段的氧枪枪位低至少0.2m。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中， 所述第一阶段顶吹氧枪的供氧强度为1.5-2.5m3/ (min.tiH),氧枪枪位为1.8-2.5m ； 所述第二阶段顶吹氧枪的供氧强度为2.5-3.5m3/(min.t.),氧枪枪位为1.5-2.5m ； 所述第二阶段顶吹氧枪的供氧强度为1.5-2.0m3/(min.t,H)，氧枪枪位为1.4-2.0m。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提钒后的半钢铁水的成分以重量百分比计，包括 C:3.2-4.1 重量 ％，Si:0.015-0.030 重量 ％，Mn:0.020-0.040 重量 ％，P:.0.06-0.08重量％，S≤0.015重量％ ;所述提钒后的半钢铁水的温度为1300_1360°C。
【文档编号】C21C5/32GK103993119SQ201410250194
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】陈路, 常军, 曾建华, 梁新腾, 杨森祥, 黄德胜, 杜丽华, 张彦恒 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司