[发明专利]一种转炉低成本冶炼工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种转炉冶炼工艺，具体涉及一种生产低磷钢的转炉低成本冶炼工艺，属于转炉炼钢领域。

背景技术

转炉以铁水和废钢为原料，以石灰、轻烧白云石等原辅料为造渣剂，向炉内吹氧进行冶炼。转炉冶炼的主要目的是脱磷、脱碳、升温。转炉过程的脱磷反应可以用式<1>表示，该反应是放热反应，低温有利于脱磷反应的正向进行。利用转炉吹炼初期的低温环境营造一定碱度的氧化性炉渣高效脱磷，然后倒炉去除大部分的富磷炉渣，降低整体系统的磷含量，有利于提高后期炉渣的脱磷能力并降低回磷的几率。

2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO·P₂O₅)+[Fe]+Q   <1>

碳元素是转炉炼钢最主要的热量来源，在吹炼初期为了追求较高的脱磷率，常常加入大量的冷却剂减缓熔池的快速升温，却损失较多的碳元素，导致吹炼后期熔池温度不能达到钢水要求。这是铁水“三脱”预处理及双联转炉的缺点，即：兑入转炉脱碳时的铁水（或半钢）温度低、碳含量低，需要在脱碳阶段加入一定量的增碳剂或者发热剂补充温度。因而，在吹炼初期提高脱磷效率的同时减少碳元素的氧化，是节省炼钢成本的一个重要方面。

此外，由脱磷反应式可知，增大炉渣碱度（提高CaO含量）和提高炉渣氧化性（提高渣中FeO含量）是促进反应正向进行的两个重要因素。提高炉渣碱度、增大渣量，在增加了转炉石灰消耗的同时，也增加了铁损，增加了钢铁料的消耗。

因此，有必要开发一种低磷含量低成本的少渣冶炼工艺。

发明内容

本发明目的在于提供一种转炉低成本冶炼工艺，利用上一炉终点留渣操作实现吹炼第一阶段高效脱磷，通过脱磷结束的倒渣操作实现了吹炼第二阶段的少渣脱碳，达到了降低转炉石灰、轻烧白云石和钢铁料消耗，降低炼钢生产成本的目的，同时冶炼终点钢水磷含量控制在0.013%以下。

为实现本发明目的：本发明采用了如下技术方案：

一种转炉低成本冶炼工艺，包括第一阶段吹氧脱硅脱磷，吹氧结束倒出部分富磷渣，第二阶段吹氧少渣脱碳，吹炼结束留渣出钢，其特征在于：第一阶段吹氧量为13～18Nm³/吨铁时氧枪停止供氧，在氧枪停止供氧并提枪的同时加入吨铁3～5kg污泥球团压渣，压渣后执行倒渣操作，倒渣率为40%～80%；第二阶段顶吹供氧强度为3.5～3.7Nm³/min·t，炉渣碱度控制在2.8～3.5，出钢温度在1630℃以上。

进一步讲，所述的污泥球团以重量百分比计成分为：T.Fe：48～55%，MgO：2～7%，CaO：8～12%，SiO₂<2%，P₂O₅<0.2%，Al₂O₃<0.5%，S<0.7%，P<0.07%，以及余量不可避免的杂质。

该工艺的主要特征在于：（1）第一阶段吹氧结束，在停吹提枪的同时加入3～5kg/t_铁水污泥球团进行压渣，能够快速降低渣层厚度，从而顺利执行倒炉操作，缩短放渣时间，并减少温降。尤其是当铁水初始硅含量较高时，泡沫渣层较高接近炉口，此时倒炉比较危险，倒渣带出的金属液比较多，必须进行压渣处理。现有技术中，倒渣前通常采用矿石作为压渣剂，与之相比采用污泥球团压渣加入量较少且效果明显、成本较低。（2）研究了吹炼初期熔池磷含量与转炉吹氧量的关系，根据吹氧量控制倒渣时机，由此得出转炉吹炼初期执行倒渣的最佳选择时机：吨铁供氧量为13～18Nm³时，倒渣后采用低碱度少渣量冶炼，辅料消耗较低、终点钢水磷含量稳定。（3）转炉吹炼终点采用留渣出钢，出于安全兑铁考虑，研究了转炉终点炉渣自出钢至溅渣护炉结束这段时间里的温度变化规律，根据该结果以及吹炼终点的炉渣成分制定了终渣调渣方案：出钢后加入2～4kg/t轻烧白云石和1～2kg/t溅渣剂，溅渣护炉结束先加废钢摇匀后再兑铁水。