专利名称：：一种铁水脱磷方法
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-T0-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Ca0(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+3Ca0=3Ca0·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^ο
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(Ca0/Si02)为1.62.0，MgO含量为47%来配加，矿石用量为1030Kg/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.lNm3/t/min；③底部供气强度0.25-0.40Nm7t/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。本发明采用常用的铁水脱磷用辅原料，即石灰、轻烧白云石、矿石，不使用萤石。在较大矿石添加量、较少石灰用量的前提下，通过加大底吹强度搅拌实现渣、金间的充分混合，提高脱磷效率，降低炼钢过程废渣排放量。这种方法不使用萤石，渣中含有一定量的MgO，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。采用本发明的铁水脱磷方法，脱磷后按照重量百分比，碳含量>3.50%，磷含量<0.025%。本发明的技术方案采用以下步骤进行①本发明适用于铁水脱磷的转炉为大型转炉，转炉容量>200t；②采用专用的脱磷氧枪，氧枪喷头出口马赫数1.5-2.0，通过氧枪从转炉顶部向铁水表面供给氧气，采用恒枪位恒流量操作，枪位>2.8m，供氧强度在0.8-1.lNm7t/min范围内变化；③通过转炉上方设置的料斗向铁水中加入以石灰、轻烧白云石、矿石为主体的脱磷剂进行造渣。石灰、轻烧白云石用量根据目标二元炉渣碱度(Ca0/Si02)为1.62.0，Mg0含量为47%来配加。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%。石灰、轻烧白云石在氧枪开吹后一次性加入。造渣剂中矿石兼有冷却剂、化渣剂、氧源作用，矿石在总供氧量的10%-60%内分批加入，矿石用量为1030Kg/t钢。所用矿石为烧结矿或球团矿，粒径小于50mm。④在顶吹氧的同时，通过转炉炉底供气系统向钢水内部供给搅拌气体，转炉底吹搅拌气体可以为氮气、氩气或者二氧化碳中的任意一种，供气强度为0.25-0.40Nm7t/min。本发明的技术效果①利用了成熟的顶底复吹转炉吹炼技术，铁水脱磷的热力学、动力学条件得到充分发挥。②采用常用的脱磷原料，石灰、轻烧白云石、矿石造低碱度渣，低温条件下成渣快。③采用添加大量矿石，既能促进化渣，还可以向渣、金界面供氧，促进脱磷。④不使用萤石造渣，减少萤石对炉衬的侵蚀，利于提高转炉使用寿命。⑤造渣剂中采用轻烧白云石，在保证成渣快的条件下，还能保护炉衬，提高转炉使用寿命。⑥炉渣碱度低，石灰用量少，成本低，钢渣排放量少。具体实施例方式为清楚地说明本发明的冶炼要点及其实施效果，提供了210吨转炉冶炼的实施例和实施效果。根据本发明所提供的大型顶底复吹转炉铁水脱磷方法，向210吨顶底复吹转炉装入废钢和铁水，铁水条件见表1，采用本发明中的专用脱磷氧枪进行吹炼，吹炼中氧枪枪位2.8-3.0m，供氧强度为0.8-1.lNm3/t/min，具体氧枪枪位及供氧强度变化如表1所示。氧枪开吹后，将石灰、轻烧白云石一次性投入到转炉内，总供氧量的15%、30%、45%、60%内分四批加入球团矿。吹炼过程中底吹气体采用氮气，供气强度见表1。当吹炼达到目标氧耗时，关闭氧气，提氧枪。吹炼结束后，金属成份见表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>从实施例可以看出，采用本发明的转炉铁水脱磷方法，可以很容易地实现铁水中磷含量小于0.025%，碳含量大于3.50%，这种方法不使用萤石，渣中含有一定量的MgO，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，这为实现转炉少渣脱碳炼钢创造了有利条件，脱磷用渣量少，炉渣排放少，脱磷效果稳定，有广泛的推广应用价值。权利要求一种铁水脱磷方法，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。2.如权利要求1所述的一种铁水脱磷方法，其特征在于石灰中有效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。3.如权利要求1所述的一种铁水脱磷方法，其特征在于氧枪采用恒枪位恒流量操作，枪位彡2.8m。4.如权利要求1所述的一种铁水脱磷方法，其特征在于石灰、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。5.如权利要求1所述的一种铁水脱磷方法，其特征在于底部供气为氮气、氩气或者二氧化碳。全文摘要本发明提供了一种铁水脱磷方法，主要针对大型转炉铁水脱磷。采用以下步骤进行①通过氧枪从顶部向铁水表面供给氧气，供氧强度在0.8-1.1Nm3/t/min范围内变化；②通过转炉上方设置的料斗向铁水中加入以石灰、轻烧白云石、矿石为主体的造渣料进行造渣，成渣后炉渣二元碱度(CaO/SiO2)为1.6-2.0；③通过转炉炉底供气系统向钢水内部供给搅拌气体，供气强度在0.25-0.40Nm3/t/min。本发明利用低碱度炉渣熔点低，铁水温度低易成渣，通过较大矿石用量来促进成渣和供氧，利用低供氧强度吹炼来延长吹炼时间，大底吹强度搅拌实现渣、金间的充分混合，实现去磷，具有脱磷效果好，石灰用量少，脱磷用辅料消耗少，钢渣排放少的优点。文档编号C21C7/064GK101831525SQ201010183470公开日2010年9月15日申请日期2010年5月19日优先权日2010年5月19日发明者南晓东,季晨曦,崔阳,张玮,张立国,朱国森,朱立新,李承祚,李永东,王坤,王新华,王立峰,田志红,胡雄光,高圣勇申请人:首钢总公司;河北省首钢迁安钢铁有限责任公司