一种vd炉从预熔渣中还原金属铝的方法
【专利摘要】本发明涉及一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，利用VD炉高真空度下氧化铝和碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝。本发明的优点是：实现了在VD炉使用预熔渣脱硫过程中有效地从预熔渣中回收金属铝，降低了钢水的处理成本，钢水回收增铝量达到0.003%-0.020%。
【专利说明】—种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法。
【背景技术】
[0002]VD法≤真空脱气法)是将钢包吹氩与真空脱气相结合，形成的一种钢包处理法，在67~266Pa真空下精炼，具有很好的去气和脱氧效果。此外还具有脱硫、成分微调、均匀成分和温度的功能，主要用于生产低气体含量钢，如管线钢、重轨钢和帘线钢等。它具有投资少，处理成本低、生产能力大、精炼效果好、容易操作等一系列优点，在炼钢生产中获得了广泛应用。钢水在VD炉的处理过程中通常按照钢种要求需要加入金属铝，达到脱氧和合金化的目的。由于金属铝价格较高，并且铝是一种强脱氧剂，氧化铝在通常情况下很难被还原，而VD炉经常使用富含氧化铝的预熔渣进行脱硫，脱硫后的炉渣在浇铸钢水结束后都排放掉，利用的较少，为此有必要针对VD炉的真空脱气和钢水脱硫的冶金反应环境开发出一个从富含氧化铝的预熔渣中回收金属铝方法，降低VD炉精炼钢水的处理成本。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，利用VD炉的冶金条件，从富含氧化铝炉渣中回收金属铝到钢水中，减少铝的消耗，有效降低成本。
[0004]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0005]一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，利用VD炉高真空度下氧化铝和碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，具体包括以下步骤:
[0006]I)炼钢出钢控制钢包净空在500mm~1200mm，在VD炉进行铝回收工艺操作之前，首先使用铝进行钢水的深脱氧，通常控制钢水中的Als含量> 0.005%,目的是避免在真空状态下加入的增碳剂发生剧烈的碳氧化反应，从而抑制了炉渣中氧化铝的还原反应；
[0007]2)铝脱氧之后加入I~8kg/t预熔渣，同时加入0.1~0.4kg/t增碳剂，控制VD炉钢包的底吹氩气体供气强度在0.15~0.50Nm3.h_Vt，控制真空罐内反应区域的真空压力处于较高真空度，控制真空压力≤67Pa，控制钢水温度在1550°C _1650°C，产生的一氧化碳气体通过真空系统排出到VD炉外，强搅拌时间为5-15min，完成了回收铝的反应。
[0008]所述的加入VD炉的炉渣材料粒度控制在3mm-50mm，形成含Al20330%_45%，含Ca040%-60%的钢包炉渣。
[0009]所述的增碳剂是高碳含量物质，是焦炭、石油焦或电极碎块，含碳量> 90%，粒度控制在 5mm-20mm。
[0010]所述的预熔渣预熔渣组成成分质量百分比为:A120335~46，SiO2≤ 8.0,S ≤ 0.020，Fe2O3 ≤ 1.5，MgO ≤ 6，CaF2 ≤ 5，H2O ≤ 0.5，其余为 CaO，所述的预熔渣熔点为1300-1400。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:[0012]实现了在VD炉使用预熔渣脱硫过程中有效地从预熔渣中回收金属铝，降低了钢水的处理成本，钢水回收增铝量达到0.003%-0.020%。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
[0014]利用VD炉高真空度下氧化铝和碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，金属铝熔于钢水中，产生的一氧化碳气体由于真空罐内气体分压低，通过真空系统排出到VD炉外，从而促进了还原反应的进一步进行。反应过程中要充分利用钢包底吹氩气促进炉渣在VD炉和钢水的反应，真空罐内的钢水和炉渣及增碳剂不断相互冲击熔合，液态的渣滴和增碳剂之间进行较为强烈的反应，部分氧化铝会被还原从而达到回收金属铝进入钢水中的目的。增碳剂是高碳含量物质，是焦炭、石油焦或电极碎块，含碳量> 90%，粒度控制在5mm-20mm。粒度过小在加入的过程中容易被真空系统抽走，粒度过大影响了物料熔化和反应速度。
[0015]下面的实施例为100吨VD炉，所使用的预熔渣中含Al20338.7%、含Ca044.5%，增碳剂含碳量96.1%:
[0016]实施例1
[0017]钢水脱氧后钢水Als含量为0.017% (质量百分数)；
[0018]钢包内钢水温度为1618°C ；
[0019]钢包净空为620mm;
[0020]VD炉钢包底吹気流量为25Nm3/h ；
[0021]VD炉真空罐内真空度为49Pa ；
[0022]加入预熔渣量为300kg，增碳剂量为19kg ；
[0023]在钢水脱氧后，加入预熔渣和增碳剂的混合物，经过6分钟钢水强搅拌，炉渣充分熔化混合，其间不加入任何合金和铝，之后取样，测定钢中的Als含量达到了 0.024% (质量百分数)。
[0024]实施例2
[0025]钢水脱氧后钢水Als含量为0.022% (质量百分数)；
[0026]钢包内钢水温度为1599°C ；
[0027]钢包净空为570謹；
[0028]VD炉钢包底吹氩流量为19Nm3/h ；
[0029]VD炉真空罐内真空度为65Pa ；
[0030]加入预熔渣量为580kg，增碳剂量为26kg ；
[0031]在钢水脱氧后，加入预熔渣和增碳剂的混合物，经过9分钟钢水强搅拌，炉渣充分熔化混合，其间不加入任何合金和铝，之后取样，测定钢中的Als含量达到了 0.031% (质量百分)。
[0032]实施例3
[0033]钢水脱氧后钢水Als含量为0.011% (质量百分数)；
[0034]钢包内钢水温度为1634°C ；[0035]钢包净空为910mm ;
[0036]VD炉钢包底吹氩流量为35Nm3/h ；
[0037]VD炉真空罐内真空度为44Pa ；
[0038]加入预熔渣量为710kg，增碳剂量为36kg ；
[0039]在钢水脱氧后，加入预熔渣和增碳剂的混合物，经过15分钟钢水强搅拌，炉渣充分熔化混合，其间不加入任何合金和铝，之后取样，测定钢中的Als含量达到了 0.028%。
[0040]实施例1-3中所述的增碳剂是高碳含量物质，是焦炭、石油焦或电极碎块，含碳量≤ 90%,粒度为 5mm-20mm。
[0041]所述的预熔渣组成成分质量百分比为:A120335~46%，SiO2 ≤ 8.0, S ≤ 0.020，Fe2O3 ≤ 1.5，MgO ≤ 6，CaF2 ≤ 5，H2O ≤ 0.5，其余为 CaO，其熔点为 1300-1400。。。
[0042]本发明实现了在VD炉使用预熔渣脱硫过程中有效地从预熔渣中回收金属铝，降低了钢水的处理成本，钢水回收增铝量达到0.003%-0.020%。
【权利要求】
1.一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，其特征在于，利用VD炉高真空度下氧化铝和碳的还原氧化反应，将炉渣中的氧化铝和增碳剂中的碳反应生成金属铝，具体包括以下步骤: 1)炼钢出钢控制钢包净空在500mm~1200mm，在VD炉进行铝回收工艺操作之前，首先使用铝进行钢水的深脱氧，通常控制钢水中的Als含量> 0.005%,目的是避免在真空状态下加入的增碳剂发生剧烈的碳氧化反应，从而抑制了炉渣中氧化铝的还原反应； 2)铝脱氧之后加入I~8kg/t预熔渣，同时加入0.1~0.4kg/t增碳剂，控制VD炉钢包的底吹氩气体供气强度在0.15~0.50Nm3.h_7t，控制真空罐内反应区域的真空压力处于较高真空度，控制真空压力≤67Pa，控制钢水温度在1550°C _1650°C，产生的一氧化碳气体通过真空系统排出到VD炉外，强搅拌时间为5-15min，完成了回收铝的反应。
2.根据权利要求1所述的一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，其特征在于，步骤2)所述的加入VD炉的炉渣材料粒度控制在3mm-50mm，形成含Al20330%_45%，含Ca040%_60%的钢包炉渣。
3.根据权利要求1所述的一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，其特征在于，步骤2)所述的增碳剂是高碳含量物质，是焦炭、石油焦或电极碎块，含碳量> 90%，粒度控制在5mm-20mmo
4.根据权利要求1所述的一种VD炉从预熔渣中还原金属铝的方法，其特征在于，步骤2)所述的预熔渣组成成分质量百分比为:A120335~46，SiO2≤8.0，S≤0.020，Fe2O3≤1.5，MgO≤6，CaF2 ≤5，H2O ≤ 0.5，其余为 CaO，所述的预熔渣熔点为 1300-1400。。。
【文档编号】C22B21/02GK103451441SQ201310386338
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】林洋, 费鹏, 孙群, 张钟铮, 马勇, 张新义, 张越 申请人:鞍钢股份有限公司