[发明专利]一种铁水脱磷方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁水脱磷方法，特别是涉及一种利用大型顶底复吹转炉的铁水脱磷方法。

背景技术

近年来，钢铁产品对磷含量的要求日趋严格。为了满足钢铁品质的要求，需要在铁水预处理阶段尽可能地高效除去铁水中的磷。铁水脱磷一般在铁水运送容器(如鱼雷罐)或者转炉中进行。在利用运送容器进行铁水脱磷过程中，由于运送容器上部空间小，为了避免喷溅，精炼渣选用高碱度且全铁含量低的顶渣，这就限定了脱磷前必须脱硅，导致了石灰用量的增加(例如，TETSU-TO-HAGANE，69(1983)，p.1818)。此外，高碱度渣存在着化渣难的问题，限制了顶渣脱磷能力的发挥。转炉具有炉容比大以及脱磷动力学好的优点，对于传统的转炉吹炼过程，废钢、铁水及造渣用辅原料被装入转炉，然后顶吹氧气氧化除去铁水中的Si、P和C等，但是由于吹炼末期钢水温度高，不利于磷的去除，因此需要使用大量石灰，增加炉渣碱度来提高去磷效果，过量石灰的使用会导致钢渣排放量增加。

另一方面，从环境保护的观点出发，必须要减少炼钢过程中的废渣排放量，减少萤石等含氟物的使用。中国专利申请号97116979.9公开了“铁水预脱磷方法”，该方法利用转炉且使用合成渣进行铁水预脱磷。所用合成渣组成为CaO(50-70％)-铁氧化物(15-35％)-CaF₂(5-15％)或者CaO(55-70％)-铁氧化物(15-30％)-CaF₂(4-10％)-Na₂CO₃(4-9％)，通过该发明，铁水脱磷率能够达到85-90％。该发明采用合成渣脱磷，生产成本高，合成渣中CaO含量高，炉渣化渣难，采用CaF₂化渣和Na₂CO₃化渣，而且CaF₂和Na₂CO₃的用量较大，较大的CaF₂和Na₂CO₃用量对转炉炉内耐火材料的腐蚀会很严重，而且Na₂CO₃的添加可能导致炉渣溢出。中国专利申请号200680041842公开了“铁水的脱磷处理方法”，该方法通过将氧气、石灰基脱磷剂和固体氧源通过两个不同的供气系统一同吹入转炉内进行铁水脱磷，石灰基脱磷剂中不含有CaF₂，采用这种方法铁水中磷含量能够从0.105-0.124％降到0.012-0.02％，且石灰用量在3.3-9.6kg/t范围内。但是，该方法固体氧源主要为烧结矿、轧钢铁鳞、含铁粉尘、铁矿石、铁矿砂等，这些固体氧源需要加工成粒度小于1mm，需要干燥，并且增加喷吹设备，因此这种方法生产投资大，设备维护要求高，很难在多数钢厂推广应用。

铁水磷一般通过氧化反应除去，其简单化学反应式如式(1)所示。

2[P]+5[O]+3CaO＝3CaO·P₂O₅                       (1)

热力学表明，低温具有脱磷的绝对有利条件，相对钢水而言铁水温度低，在铁水温度，造流动性好的渣子，保证渣、金界面氧的供应，渣、金混合充分，可以获得良好的脱磷效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁水脱磷方法，利用成熟的顶底复吹转炉吹炼技术，采用常用的脱磷原料造流动性好的渣子，保证渣、金界面氧的供应，渣、金混合充分，石灰用量少，在保碳的同时可以获得良好的脱磷效果。同时该方法不使用萤石，既减少了萤石对炉衬的侵蚀和环境污染，又大大提高转炉的寿命。

本发明的技术方案是：采用顶底复吹转炉，其特征在于：①采用石灰、轻烧白云石和矿石作脱磷剂，石灰、轻烧白云石用量根据目标二元炉渣碱度(CaO/SiO₂)为1.6～2.0，MgO含量为4～7％来配加，矿石用量为10～30Kg/t钢；②氧枪喷头出口马赫数：1.5-2.0，顶部供氧强度：0.8-1.1Nm³/t/min；③底部供气强度：0.25-0.40Nm³/t/min。

石灰中有效CaO含量≥92％，轻烧白云石中有效CaO含量≥48％，有效MgO含量≥35％。矿石为烧结矿或球团矿，烧结矿粒径小于50mm。

氧枪采用恒枪位恒流量操作，枪位≥2.8m。

石灰、轻烧白云石在氧枪开吹后一次性加入，矿石在总供氧量的10％-60％内分批加入。

底部供气为氮气、氩气或者二氧化碳。