一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法。
【背景技术】
[0002]磷是绝大多数钢种中的有害元素。近年来，随着科学技术的迅速发展，低温用钢、海洋用钢、抗氢致裂纹钢和部分厚板用钢，既要有极低的硫含量，也要求钢中磷含量〈0.01%或0.005%。1980’年代以来，针对铁水预脱磷问题，开发了各种处理方法，最具代表性的有两种:一种是在盛铁水的铁水包或鱼雷罐中进行脱磷，另一种是在转炉内进行铁水脱磷预处理，这两种方法均得到了工业应用。铁水包或鱼雷罐脱磷主要有温降较大、吹氧补偿温降时喷溅又特别严重，铁水处理时间长影响生产顺行等问题，应用情况不理想。而转炉预脱磷已在日本和韩国的钢铁企业实现工业化规模生产，中国宝钢、武钢等在生产低磷钢时，采用双炉双联脱磷工艺冶炼，钢水[P]能从0.08 %降至0.003 %?0.008 %，效果优良。
[0003]攀钢等企业采用钒钛磁铁矿冶炼，铁水经脱硫处理后，硫可降至0.005%以下，但磷却无有效处理措施，转炉冶炼时脱磷处理压力大。由于攀钢铁水含有钒元素，在炼钢工序之前需对铁水进行转炉提钒处理，转炉提钒是一种成熟工艺，钒渣完全用转炉生产。提钒一炼钢流程在设备、工艺上与国内外现用的双联转炉脱磷炼钢工艺有相似性，因此，采用提钒转炉进行含钒铁水同时提钒脱磷在装备、技术上完全可能。同时脱磷提钒技术的实施，可为炼钢工序减轻脱磷负担，对炼钢流程变革意义重大。目前，攀钢自主研发的钙法提钒工艺已经成熟，其特点是钒渣CaO含量比原湿法提钒的要求宽松，这为本发明进行转炉同时脱磷提钒研究创造了条件。
[0004]中国专利CN102796840A公开了 “转炉脱磷提钒用冷却剂及生产方法、转炉脱磷提钒方法”，所述转炉脱磷提钒用冷却剂的生产方法包括以下步骤:将钠盐颗粒、氧化铁皮颗粒、铝矾土细粉及水混合，形成混合料；经过压球机将混合料压制成小球；烘烤小球以去除水分，得到冷固球团成品。本发明的优点包括:能够在转炉提钒过程中同时实现提钒和脱磷；操作简单；对现有提钒工艺及半钢质量的影响较小；脱磷效率高，能保证提钒转炉的生产效率。此外，本发明能够将炼钢转炉的部分脱磷任务前移至提钒转炉，实现半钢低成本转炉炼钢，便于得到成分、温度合格的钢水。中国专利CN101215619公开了 “从含钒铁水中提钒脱磷的方法及利用该方法的炼钢工艺”，所述从含钒铁水中提钒脱磷的方法包括:在对含钒铁水进行供氧吹炼的过程中，向所述铁水内添加提钒脱磷剂和冷却剂，所述提钒脱磷剂为Na2C03，吹炼后获得钒渣和低磷半钢。该方法能够在提取钒的同时脱磷，从而不仅能保证钒的有效提取，而且能够有效去除铁水中的磷。从上述专利可以看出，两种方法均是以钠的化合物为脱磷剂，这虽然能够起到一定的脱磷效果，但是钠的化合物加入到转炉内对炉衬侵蚀较大，影响转炉寿命。本发明完全取消钠的化合物作为脱磷剂，避免炉衬的过快侵蚀，同时能够减少钒渣中TFe含量，有利于脱磷提钒过程的钢铁料消耗。
[0005]从上述已有技术看，本含钒铁水转炉内同时脱磷提钒的方法未见报导，尚属先例。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，同时进行铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，并降低钒渣TFe含量，从而降低钢铁料消耗和为炼钢转炉提供低磷半钢。
[0007]本发明含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，包括如下步骤:
[0008]A、提f凡转炉兑完铁后，降氧枪进彳丁吹炼，全程控制氧气流量为20000?35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1?0.3Nm3/1.min ；
[0009]B、底吹氮气1?2min后枪位按1.9?2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣；
[0010]C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0?2.2m ;
[0011 ] D、吹炼结束后出半钢和钒渣；
[0012]其中，步骤B中钢渣、氧化铁和石灰的加入量为:
[0013]钢渣加入量为5?10kg/tFe ；
[0014]氧化铁加入量为15?25kg/tFe ;
[0015]石灰加入量按炉渣二元碱度1.5?1.8计。
[0016]上述技术方案中，所述氧化铁优选采用氧化铁皮。
[0017]上述技术方案中，步骤D所述吹炼结束的终点控制为:半钢温度达到1340?1400°C后，停止吹氧并出半钢。优选的，终点控制为:半钢温度达到1370?1390°C后，停止吹氧并出半钢。
[0018]本发明的关键控制操作为:在吹氧提钒过程时加入石灰与钢渣进行造渣，利用氧化铁及供氧形成高氧化性气氛，分别对钒和磷进行氧化，钒氧化后直接进入渣中，而加入石灰与钢渣后炉渣碱度可控制在1.5?1.8，P205与石灰结合进入渣中，从而实现脱磷的作用。而以往的操作是在提钒过程只加入氧化铁皮等冷却剂进行提钒，渣中没有固磷的CaO，该过程无法实现磷的脱除。现在这样操作既可以实现钒的提取，也能实现磷的部分脱除，可以缓解后工序进行转炉超低磷钢冶炼过程的压力。尽管本发明生产的钒渣CaO含量高，但本工艺只在生产超低磷钢的过程使用，所得的钒渣可以作为弱冷却剂在不生产超低磷钢时，小批量的加入到只提钒的炉次，以保证钒渣的CaO含量处于国标要求的2.5%以下。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]本发明利用了提钒炼钢厂提钒转炉与炼钢转炉成双联的特点，在提钒转炉内同时进行脱磷和提钒的操作，以减轻炼钢转炉冶炼钢水时的脱磷任务，为冶炼低磷钢和实现少渣炼钢创造条件。本发明能够有效避免常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，能将铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，同时可以降低钒渣TFe含量，对降低钢铁料消耗起到了良好的作用，为炼钢转炉提供质量优良的低磷半钢。
【具体实施方式】
[0021 ] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。
[0022]实施例1
[0023]200t提f凡转炉兑完铁后，降氧枪进彳丁吹炼，全程氧气流量控制在20000Nm3/min，底吹氮气强度按0.3Nm3/1.min控制；吹炼1?2min枪位按1.9m控制，同时加入钢渣10kg/tFe进行控制，随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按25kg/tFe进行控制，加入石灰量将炉渣二元碱度控制在1.5左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.2m ;吹炼结束后出半钢和钒渣。
[0024]铁水中钒含量为0.330 %，磷含量为0.070 %，吹炼结束后，半钢钒含量为0.062%，磷含量为 0.041%，半钢温度 1380°C，钒渣 TFe 16.32%。
[0025]实施例2
[0026]120t提f凡转炉兑完铁后，降氧枪进彳丁吹炼，全程氧气流量控制在35000Nm3/min，底吹氮气强度按0.1Nm3/1.min控制；吹炼1?2min枪位按2.0m控制，同时加入钢渣5kg/tFe,随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按20kg/tFe进行控制，加入石灰将炉渣二元碱度控制在1.8左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.lm ;吹炼结束后出半钢和钒渣。
[0027]铁水中钒含量为0.302 %，磷含量为0.081 %,吹炼结束后，半钢钒含量为0.046%，磷含量为 0.042%，半钢温度 1395°C，钒渣 TFe 13.59%。
[0028]实施例3
[0029]200t提f凡转炉兑完铁后，降氧枪进彳丁吹炼，全程氧气流量控制在23000Nm3/min，底吹氮气强度按0.2Nm3/1.min控制；吹炼1?2min枪位按1.9m控制，同时加入钢渣，钢渣的量按照8kg/tFe进行控制，随后加入氧化铁皮和石灰，氧化铁皮的量按15kg/tFe进行控制，加入石灰将炉渣二元碱度控制在1.7左右；吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.lm ;吹炼结束后出半钢和钒渣。
[0030]铁水中钒含量为0.336 %，磷含量为0.061 %,吹炼结束后，半钢钒含量为0.046%，磷含量为 0.039%，半钢温度 1392°C，钒渣 TFe 14.17%。
[0031]对比例
[0032]200t提f凡转炉兑完铁后，降氧枪进彳丁吹炼，全程氧气流量控制在22500Nm3/min，底吹氮气强度按0.15Nm3/t.min控制；吹炼1?2min枪位按1.9m控制，随后加入氧化铁皮球，氧化铁皮球的量按25kg/tFe进行控制，吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.lm ;吹炼结束后出半钢和钒渣。
[0033]铁水中钒含量为0.336 %，磷含量为0.071 %,吹炼结束后，半钢钒含量为0.042%，磷含量为 0.070%，半钢温度 1396°C，钒渣 TFe 28.32%。
【主权项】
1.含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于包括如下步骤: A、提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程控制氧气流量为20000?35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1?0.3Nm3/1.min ；B、底吹氮气1?2min后枪位按1.9?2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣； C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0?2.2m ; D、吹炼结束后出半钢和钒渣； 其中，步骤B中钢渣、氧化铁和石灰的加入量为: 钢渣加入量为5?10kg/tFe ； 氧化铁加入量为15?25kg/tFe ； 石灰加入量按炉渣二元碱度1.5?1.8计。2.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于:所述氧化铁采用氧化铁皮。3.根据权利要求1所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于:步骤D所述吹炼结束的终点控制为:半钢温度达到1340?1400°C后，停止吹氧并出半钢。4.根据权利要求3所述的含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，其特征在于:步骤D所述吹炼结束的终点控制为:半钢温度达到1370?1390°C后，停止吹氧并出半钢。
【专利摘要】本发明属于钢铁冶炼领域，具体涉及一种含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法。本发明的目的在于解决常规脱磷提钒剂对转炉炉衬侵蚀的问题，同时进行铁水中的磷进行部分脱除和钒的提取，并降低钒渣TFe含量，从而降低钢铁料消耗和为炼钢转炉提供低磷半钢。本发明含钒铁水转炉同时脱磷提钒的方法，包括如下步骤：A、提钒转炉兑完铁后，降氧枪进行吹炼，全程控制氧气流量为20000～35000Nm3/min，底吹氮气强度为0.1～0.3Nm3/t.min；B、底吹氮气1～2min后枪位按1.9～2.0m控制，同时依次加入钢渣、氧化铁和石灰造渣；C、吹炼结束前2min氧枪枪位控制到2.0～2.2m；D、吹炼结束后出半钢和钒渣。
【IPC分类】C21C5/34, C21C5/36
【公开号】CN105349728
【申请号】CN201510843774
【发明人】陈炼, 谢兵, 戈文荪, 曾建华, 王建, 蒋龙奎, 卓钧, 王二军, 黄正华, 董克平
【申请人】攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月26日