[发明专利]转炉气化脱磷渣循环脱磷炼钢的方法

说明书

一种转炉气化脱磷渣循环脱磷炼钢的方法，该方法的第一阶段溅渣护炉气化脱磷：第二阶段兑铁加料：倾斜转炉兑入废钢和铁水提高转炉废钢比，之后转炉降枪吹氧，加入头批造渣料，冶炼前期采用较低枪位，增加转炉石灰石用量；第三阶段吹氧造渣冶炼：转炉冶炼前期低温高效脱除钢水中磷，冶炼中后期继续吹氧造渣深脱磷；第四阶段拉碳倒渣：终点拉碳时倒出部分高磷渣；第五阶段终点控制并出钢：终点钢水成分和钢水温度合适后出钢；如此循环多炉次。本发明加大溅渣前留渣比例，溅渣后不排渣，利用留渣及溅渣层热量，增加废钢比，提高废钢使用量，以石灰石替代部分石灰炼钢，降低石灰消耗；炉渣铁损减少，金属收得率高。

技术领域

本发明属于转炉炼钢新技术及其应用领域，提供了一种充分利用气化脱磷渣循环冶炼提高转炉渣利用率、降低冶炼成本的转炉气化脱磷渣循环脱磷炼钢的方法。

背景技术

中国钢铁工业近20年来发展迅速，对国民经济快速增长发挥了重要作用，但在节省资源、能源和减少炉渣等固体废弃物排放等方面，目前面临着巨大的压力和挑战。以占中国产钢量90％以上氧气转炉炼钢为例，每年生产约6.2亿t粗钢，要产生6000万t以上炉渣，消耗3000万t以上石灰和700万t以上轻烧白云石，而用于生产炼钢石灰和轻烧白云石的石灰石与生白云石矿产均为重要的不可再生资源。目前应用或正在探索中转炉渣的综合利用或减少排放的方法有很多种，大致分为两类，一种是在炉渣从转炉排放为固体物以后再加以处理和利用，比较成熟的是回收金属铁，以后用于烧结矿添加剂、合成渣原料、磷肥或转炉渣水泥，即所谓“末端治理”，但是有效利用价值较低；另一种是炉渣在熔融状态，乃至在转炉内就加以循环利用，即所谓“源头治理”，这种方法是目前转炉渣的发展方向，符合无废或少废冶金的生态工业发展方向，比较成熟的有转炉溅渣护炉留渣操作等冶炼工艺。

20世纪后期，深冲钢和高级别管线钢等钢种对磷含量要求苛刻，传统的单渣法炼钢脱磷率低，脱磷效果较差。90年代中期，日本各大钢厂进行了转炉铁水脱磷的试验研究，并在取得成功后迅速推广，解决了超低磷钢的生产难题。双联法是采用两座转炉联合作业，一座转炉脱磷，另一座转炉接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳，典型的双联法工艺流程为：高炉铁水→铁水预脱硫→转炉脱磷→转炉脱碳→二次精炼→连铸。日本各钢铁厂转炉双联法主要工艺技术参数对比，如表1所示。日本转炉采用双联法脱磷炼钢工艺的主要有JFE福山制铁所的LD-NRP法、住友金属的SRP法、神户制钢的H炉法、新日铁的LD-ORP法，我国宝钢、鞍钢、首钢京唐公司等也都选用了双联法炼钢工艺。

表1日本钢铁厂转炉双联法主要技术工艺参数

转炉双联法脱磷在大批量生产纯净钢时，转炉容量大，有充分的反应空间，反应动力学条件优越，铁水中磷可脱到0.010％以下，为少渣冶炼创造了条件；转炉双联法为生产超低磷钢、管线钢及优质宽厚板铸坯提供了有利的条件；双联法成本相对较低，转炉脱碳渣用于另一座转炉脱磷的双联法，生产1t铁水的钢铁料消耗比传统方法减少25kg，石灰消耗减少40％。但转炉双联法炼钢基建成本较高，需合理调度两座转炉设备，炉渣及钢水互相反倒，操作较复杂。

新日铁室兰制铁所(两座270t LD-OB转炉)和大分制铁所(3座370t复吹转炉)受设备和产品的限制，采用了MURC技术，在同一转炉进行铁水脱磷预处理和脱碳吹炼，类似传统炼钢的双渣法。MURC工艺操作中将转炉冶炼分为两个阶段，在第1阶段主要进行脱硅、脱磷，结束后倒出部分炉渣，然后进行第2阶段吹炼，吹炼结束后出钢但将炉渣保持在炉内，下一炉在炉内留渣情况下装入废钢、铁水，然后进行第1和第2阶段吹炼，并以此循环往复。室兰制铁所和大分制铁所全部采用MURC工艺，前期脱磷渣一般倒出50％，脱碳渣直接留在炉内用于下一炉脱磷吹炼，MURC工艺冶炼周期约33～35min。2001年Ogawa等报道了新日铁开发的MURC转炉炼钢新工艺及其在8t转炉的试验情况。近年来，新日铁陆续报道了MUCR工艺相关情况，新日铁公司的大分、八幡、室兰、君津等钢厂采用了该工艺，产钢占新日铁总产钢量55％左右，转炉炼钢石灰消耗减少40％以上。