本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种利用脱磷后的钢渣炼钢的方法，更具体为针对半钢冶炼的一种对转炉钢渣脱磷再利用的炼钢方法。
背景技术：
为降低转炉冶炼辅料消耗，多数转炉炼钢企业采用“留渣”操作，随着留渣炉数的不断累积，钢渣中磷含量越来越高，导致转炉脱磷效率降低。同时，攀钢采用钒钛磁铁矿进行冶炼，转炉炼钢主原料是经过专用转炉提钒后的半钢，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量为3.4％～4.0％，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，因此半钢冶炼具有成渣时间晚、脱磷效果不佳，热量不足等特点。如何对钢渣进行更好的利用成为本领域技术人员关注的焦点。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用脱磷后的钢渣炼钢的方法，本发明提供的方法利用脱磷后的钢渣进行炼钢，能够去除钢水磷，降低炼钢辅料消耗，减少钢渣排放量。
本发明提供了一种利用脱磷后的钢渣炼钢的方法，包括：
对钢渣进行脱磷，得到脱磷后的钢渣；
采用脱磷后的钢渣进行炼钢。
优选的，所述对钢渣脱磷的方法包括：
将钢渣和石墨类物质混合，顶吹氮气以及底吹氮气。
优选的，所述钢渣中的磷含量高于1.0wt％。
优选的，所述石墨类物质中的碳含量≥90wt％。
优选的，所述石墨类物质的加入量为1～2.5kg/t钢渣。
优选的，所述顶吹氮气的供气强度为2～3m3/t·min。
优选的，所述底吹氮气的供气强度为0.05～0.15m3/t·min。
优选的，所述采用脱磷后的钢渣进行炼钢的方法包括：
将脱磷后的钢渣和半钢或铁水混合，氧枪吹氧，控制炉渣碱度，底吹氮气，倒掉富磷炉渣后进行二次造渣，出钢。
优选的，所述炉渣的碱度为1.5～2.0。
优选的，所述出钢的温度为1610～1630℃。
本发明先对转炉钢渣进行脱磷处理，然后再利用脱磷后的钢渣进行炼钢，去除钢水磷，进而降低炼钢辅料消耗，减少钢渣排放量。本发明能显著降低炼钢辅料消耗，提高脱磷效果，减少钢渣排放量，具有良好的推广应用前景。本发明针对转炉采用留渣操作带来的钢渣中磷不断累积导致的转炉脱磷效率降低、辅料消耗增加的问题，提出一种对转炉钢渣脱磷再利用的炼钢方法。本发明在现有留渣操作的基础上进一步降低辅料消耗，提高转炉脱磷效率，同时能缓解半钢冶炼热源不足的问题，降低终渣tfe含量，具有显著的降本减排作用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种利用脱磷后的钢渣炼钢的方法，包括：
对钢渣进行脱磷，得到脱磷后的钢渣；
采用脱磷后的钢渣进行炼钢。
在本发明中，对所述钢渣进行脱磷的方法优选包括：
将钢渣和石墨类物质混合，顶吹氮气以及底吹氮气。
在本发明中，所述钢渣优选为转炉钢渣；所述钢渣为转炉冶炼时留在炉内的炉渣。
在本发明中，所述钢渣中的磷含量优选高于1.0wt％，更优选为1.2～1.6wt％，更优选为1.3～1.5wt％，最优选为1.4wt％。
在本发明中，所述钢渣的成分优选包括：
cao：35～45wt％，
sio2：10～15wt％，
mgo：8～12wt％，
feo：15～25wt％，
fe2o3：5～15％，
mno：1～5％，
p：1.0～1.8wt％，
s：0.6～1.2wt％，
al2o3：0.5～2.5wt％。
在本发明中，所述cao的质量含量优选为38～42％，更优选为40％；所述sio2的质量含量优选为11～14％，更优选为12～13％；所述mgo的质量含量优选为9～11％，更优选为10％；所述feo的质量含量优选为18～22％，更优选为20％；所述fe2o3的质量含量优选为8～12％，更优选为10％；所述mno的质量含量优选为2～4％，更优选为3％；所述p的质量含量优选为1.2～1.6％，更优选为1.3～1.5％，最优选为1.4％；所述s的质量含量优选为0.8～1％，更优选为0.9％；所述al2o3的质量含量优选为1～2％，更优选为1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％，最优选为1.5％。
在本发明中，所述石墨类物质中的碳质量含量优选≥90％，更优选为91～95％，更优选为92～94％，最优选为93％；所述石墨类物质优选选自石墨、无烟煤和焦炭中的一种或几种。
在本发明中，所述石墨类物质的加入量优选为1～2.5kg/t钢渣，更优选为1.5～2kg/t钢渣，最优选为1.6～1.8kg/t钢渣。
在本发明中，所述钢渣脱磷过程中顶吹氮气优选采用顶吹氧枪吹入氮气。在本发明中，所述钢渣脱磷过程中顶吹氮气的供气强度优选为2～3m3/t·min，更优选为2.2～2.8m3/t·min，最优选为2.4～2.6m3/t·min；氧枪枪位优选为0.5～1m，更优选为0.6～0.8m，最优选为0.7m；顶吹氮气的时间优选为2～4min，更优选为2.5～3.5min，最优选为3min。
在本发明中，所述钢渣脱磷过程中底吹氮气的供气强度优选为0.05～0.15m3/t·min，更优选为0.08～0.12m3/t·min，最优选为0.1m3/t·min。
在本发明中，所述钢渣脱磷的方法更优选包括：
转炉采用留渣操作后，当钢渣中磷质量含量高于1.0％时，出钢后全留渣并向炉内加入石墨类物质(碳含量≥90wt％)吨钢1～2.5kg，顶吹氧枪向炉内吹入氮气，供气强度为2～3m3/t·min，氧枪枪位为0.5～1.0m之间；底吹氮气，供气强度为0.05～0.15m3/t·min，顶吹氮气时间控制在2～4min，吹氮结束后的炉渣留在炉中于下一炉炼钢脱磷。
在本发明中，采用脱磷后的钢渣进行炼钢的方法优选包括：
将脱磷后的钢渣和半钢或铁水混合，氧枪吹氧，控制炉渣碱度，底吹氮气，倒掉富磷炉渣后进行二次造渣，出钢。
在本发明中，所述半钢的成分优选包括：
2.5～4wt％的c；
≤0.02wt％的si；
≤0.02wt％的mn；
0.04～0.09wt％的p；
0.01～0.06wt％的s；
0.02～0.06wt％的v；
余量为fe。
在本发明中，所述c的质量含量优选为3～3.5％，更优选为3％；所述si的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述mn的质量含量优选为0.01～0.02％，更优选为0.015％；所述p的质量含量优选为0.05～0.08％，更优选为0.07～0.08％，最优选为0.08％；所述s的质量含量优选为0.02～0.055％，更优选为0.04～0.055％，最优选为0.055％；所述v的质量含量优选为0.03～0.05％，更优选为0.04％。
在本发明中，所述半钢的温度优选为1280～1360℃，更优选为1300～1240℃，更优选为1310～1330℃，更优选为1320～1325℃，最优选为1321℃。
在本发明中，所述铁水的成分优选为：
4～5.5wt％的c；
0.25～0.70wt％的si；
0.15～0.5wt％的mn；
0.05～0.12wt％的p；
0.01～0.04wt％的s；
余量为fe。
在本发明中，所述c的质量含量优选为4.5～5％，更优选为4.55～4.8％，更优选为4.55～4.6％，最优选为4.55％；所述si的质量含量优选为0.3～0.6％，更优选为0.35～0.5％，更优选为0.35～0.4％，最优选为0.35％；所述mn的质量含量优选为0.2～0.4％，更优选为0.25～0.3％，最优选为0.25％；所述p的质量含量优选为0.06～0.1％，更优选为0.08～0.09％，最优选为0.08％；所述s的质量含量优选为0.015～0.03％，更优选为0.015～0.02％，最优选为0.015％。
在本发明中，所述铁水的温度优选为1300～1380℃，更优选为1320～1360℃，更优选为1330～1340℃，最优选为1333℃。
在本发明中，所述脱磷后的钢渣用量优选为半钢质量的5～7％，更优选为6％；所述脱磷后的钢渣的用量优选为铁水质量的5～7％，更优选为6％。
在本发明中，所述炼钢过程中氧枪吹氧的供氧强度优选为2～3m3/t·min，更优选为2.2～2.8m3/t·min，最优选为2.4～2.6m3/t·min。
在本发明中，所述炉渣的碱度优选为1.5～2.0，更优选为1.6～1.8。
在本发明中，所述炼钢过程中底吹氮气的供气强度优选为0.05～0.15m3/t·min，更优选为0.08～0.12m3/t·min，最优选为0.1m3/t·min。
在本发明中，所述倒掉富磷炉渣优选在温度为1350～1450℃时倒掉富磷炉渣，更优选为1380～1420℃，最优选为1400℃。
在本发明中，所述二次造渣的过程中采用氧枪供氧，底吹氮气，开吹的同时加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂。
在本发明中，所述二次造渣过程中的氧枪供氧强度优选为3.0～4.0m3/t·min，更优选为3.2～3.8m3/t·min，最优选为3.4～3.6m3/t·min；底吹氮气的强度优选为0.02～0.05m3/t·min，更优选为0.03～0.04m3/t·min。
在本发明中，所述活性石灰的加入量优选为5～10kg/t金属液，更优选为6～8kg/t金属液；所述高镁石灰的加入量优选为5～10kg/t金属液，更优选为6～8kg/t金属液；造渣剂的加入量优选为5～10kg/t金属液，更优选为6～8kg/t金属液。在本发明中，所述造渣剂优选为酸性复合造渣剂，为半钢炼钢常用辅料，主要成分为sio2。
在本发明中，所述出钢的温度优选为1610～1630℃，更优选为1615～1625℃，最优选为1620℃
在本发明中，所述出钢后优选炉渣留在炉内继续循环利用。
在本发明中，采用脱磷后的钢渣进行炼钢的方法更优选包括：
钢渣脱磷结束后留在炉内，并向炉内兑入半钢或铁水，并用氧枪吹氧，氧枪供氧强度为2.0～3.0m3/t·min，控制炉渣碱度1.5～2.0之间，底吹氮气，供气强度为0.05～0.15m3/t·min，当温度在1350～1450℃之间时倒掉富磷炉渣；倒渣后进行二次造渣，二次造渣氧枪供氧强度为3.0～4.0m3/t·min，底吹氮气供气强度为0.02～0.05m3/t·min，开吹的同时向炉内加入活性石灰5～10kg/t金属液，高镁石灰5～10kg/t金属液及酸性复合造渣剂5～10kg/t金属液，当终点温度达到1610～1630℃之间出钢，出钢后炉渣留在炉内继续循环利用。
本发明先对转炉钢渣进行脱磷处理，然后再利用脱磷后的钢渣进行炼钢，去除钢水磷，进而降低炼钢辅料消耗，减少钢渣排放量。本发明能显著降低炼钢辅料消耗，提高脱磷效果，减少钢渣排放量，具有良好的推广应用前景。本发明针对转炉采用留渣操作带来的钢渣中磷不断累积导致的转炉脱磷效率降低、辅料消耗增加的问题，提出一种对转炉钢渣脱磷再利用的炼钢方法。本发明在现有留渣操作的基础上进一步降低辅料消耗，提高转炉脱磷效率，同时能缓解半钢冶炼热源不足的问题，降低终渣tfe含量，具有显著的降本减排作用。
本发明以下实施例中所用钢渣的成分包括：cao：40wt％，sio2：12wt％，mgo：10wt％，feo：20wt％，fe2o3：10wt％，mno：2wt％，p：1.4wt％，s：0.9wt％，al2o3：1.5wt％；半钢的成分为：c：3.5wt％，si：0.02wt％，mn：0.0.2wt％，v：0.04wt％，p：0.09wt％，s：0.036wt％，余量为fe。
实施例1
某厂120t转炉采用半钢留渣冶炼，终点钢渣磷含量为1.1wt％时，出钢后全留渣并向炉内加入石墨吨钢2kg，顶吹氧枪向炉内吹入氮气，供气强度为2.5m3/t·min，氧枪枪位为0.5～1.0m之间；底吹氮气，供气强度为0.08m3/t·min，顶吹氮气时间为3min，吹氮结束后的炉渣留在炉中，炉渣质量为半钢质量的6％，并向炉内兑入半钢(磷含量为0.09wt％)用氧枪吹氧，氧枪供氧强度为2.5m3/t·min，控制炉渣碱度1.6；底吹氮气，供气强度为0.08m3/t·min，当温度在1400℃时倒掉富磷炉渣；倒渣后进行二次造渣，二次造渣氧枪供氧强度为3.5m3/t·min，底吹氮气供气强度为0.05m3/t·min，开吹的同时向炉内加入活性石灰6kg/t金属液，高镁石灰6kg/t金属液及酸性复合造渣剂(主要成分为sio2)5kg/t金属液，当终点温度达到1620℃时出钢，出钢后炉渣留在炉内继续循环利用。
采用化学分析法检测钢渣中的磷含量、钢水中的磷含量和终渣中的tfe含量，按照实施例1的方法对钢渣脱磷后，钢渣磷含量由1.1wt％降低到0.7wt％，钢渣脱磷率达到36.3％；同时利用脱磷后磷容量增大的钢渣再对钢水进行脱磷，第一次倒渣时钢水中磷含量为0.03wt％，脱磷率达到66.7％，二次造渣后终点钢水磷含量为0.009wt％，脱磷率达到90％，吨钢辅料(转炉冶炼每一吨钢需要消耗的造渣材料活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的总和)消耗仅为16kg，且终渣tfe含量仅为15wt％。
比较例1
某厂120t转炉采用半钢留渣冶炼，终点钢渣磷含量为1.1wt％时，钢渣不进行脱磷操作，留渣后直接向炉内兑入半钢(磷含量为0.09wt％)，钢渣质量为半钢质量的6％，并用氧枪吹氧，氧枪供氧强度为3.5m3/t·min，底吹氮气，供气强度为0.05m3/t·min，开吹的同时向炉内加入活性石灰10kg/t金属液，高镁石灰10kg/t金属液及酸性复合造渣剂(主要成分为sio2)8kg/t金属液，当温度在1400℃时倒掉富磷炉渣；倒渣后进行二次造渣，二次造渣氧枪供氧强度为3.5m3/t·min，底吹氮气供气强度为0.05m3/t·min，开吹的同时向炉内加入活性石灰8kg/t金属液，高镁石灰10kg/t金属液及酸性复合造渣剂(主要成分为sio2)8kg/t金属液，当终点温度达到1620℃时出钢，出钢后炉渣留在炉内继续循环利用。
按照实施例1的方法进行磷含量及tfe的检测。
比较例1提供的方法由于钢渣磷含量很高，再次利用脱磷能力不足，同时前期加的料由于熔化时间过短，脱磷效果不佳，第一次倒渣时钢水磷含量为0.075wt％，脱磷率仅为16.7％，二次造渣后终点钢水磷含量为0.020wt％，脱磷率达到77.8％，且吨钢辅料消耗达到46kg，终渣tfe含量达到18％。
本发明通过对钢渣进行脱磷后，钢渣磷显著降低，提高了钢渣磷容量，使得钢渣再次具备良好的脱磷效果。同时，通过对其他工艺参数的优化，在开吹后不加入辅料的情况下使得钢水脱磷率达到66.7％。本发明提供的方法在二次造渣时加入少量辅料实现了全程90％的脱磷率。本发明提供的方法吨钢辅料消耗仅为16kg，终渣tfe含量仅为15％，实现了脱磷钢渣的低成本再资源化利用。而比较例1由于未对钢渣进行脱磷，利用高磷含量的钢渣再次对钢水进行脱磷，即使开吹加入辅料，前期脱磷率也仅为16.7％，全程脱磷率仅为77.8％，吨钢辅料消耗达到了46kg，终渣tfe含量达到18％。可见，本发明具有明显的技术优势和成本优势。
由以上实施例可知，本发明先对转炉钢渣进行脱磷处理，然后再利用脱磷后的钢渣进行炼钢，去除钢水磷，进而降低炼钢辅料消耗，减少钢渣排放量。本发明能显著降低炼钢辅料消耗，提高脱磷效果，减少钢渣排放量，具有良好的推广应用前景。本发明针对转炉采用留渣操作带来的钢渣中磷不断累积导致的转炉脱磷效率降低、辅料消耗增加的问题，提出一种对转炉钢渣脱磷再利用的炼钢方法。本发明在现有留渣操作的基础上进一步降低辅料消耗，提高转炉脱磷效率，同时能缓解半钢冶炼热源不足的问题，降低终渣tfe含量，具有显著的降本减排作用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。