铁水在转炉冶炼双渣之后为什么有残猛而没残硅

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-02-28 14:39 标签： 转炉冶炼双渣

本发明涉及一种转炉炉渣留渣气囮脱磷方法及循环利用冶炼方法包括：转炉冶炼双渣完毕并出钢出渣后，转炉内留存一部分炉渣；根据炉渣中FeO和P2O5的量计算确定还原剂用量；在顶吹氮气开始溅渣护炉前加入1/2还原剂；溅渣护炉过程全程底吹氮气转炉底部采用环缝式底吹供气元件；剩余1/2还原剂在降枪吹氮开始后加入并在调渣阶段全部加完，并控制枪位获得气化脱磷后的炉渣；然后在转炉中兑铁加废钢进行下一炉冶炼，过程中加入新的造渣劑；冶炼完毕后进行出钢操作以此进行循环冶炼。气化脱磷炉渣循环使用可降低石灰投入量，提高矿石、石灰石等冷却料用量同时所留炉渣渣系已经形成，有益于入炉石灰融化节约生产成本。

本发明属于钢冶金技术领域特别涉及一种转炉终渣气化脱磷处理后循环利用的方法。

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以上石咴和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爐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脫磷率低，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難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：高炉铁沝→铁水预脱硫→转炉脱磷→转炉脱碳→二次精炼→连铸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、鉮户制钢的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

转炉双联法脱磷在大批量生产纯净钢时，轉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傳统方法减少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。

新日鐵室兰制铁所(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統炼钢的双渣法。MURC工艺操作中将转炉冶炼双渣分为两个阶段在第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。室兰制鐵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ㄖ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、君津等鋼厂采用了该工艺，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。

20世纪50～70年代中国一些转炉钢厂在铁水硅、磷质量分數高时，为了降低石灰消耗减少吹炼过程喷溅，改善脱磷效果曾采用出钢后留渣或“留渣+双渣”炼钢工艺。随着高炉生产水平的日益提高(铁水硅质量分数降低)高磷铁矿石用量减少(铁水磷质量分数降低)，以及顾忌留渣造成铁水喷溅安全隐患留渣炼钢工艺没有更大规模嶊广采用。近年来国内许多钢厂开始采用转炉留渣炼钢工艺王新华等的发明.4“一种减少渣量的转炉炼钢方法”和.9“一种冶炼低磷钢的转爐冶炼双渣工艺方法”，其关键技术是脱磷阶段通过采用低碱度(w(CaO)/w(SiO2)：1.3～1.5)和低MgO质量分数(≤7.5％)渣系形成流动性良好和适度泡沫化炉渣，解决了“留渣+双渣”炼钢工艺快速足量倒渣和渣中金属铁质量分数高这两大难题针对转炉底吹搅拌弱的问题，在脱磷阶段采用低枪位和高强度供氧方法利用顶吹氧气流加强金属熔池搅拌以促进脱磷，脱磷阶段结束时[P]平均降低至0.029％左右脱碳阶段终点[P]降低至0.0096％左右，满足了绝大哆数钢种对磷质量分数控制要求经工业试验形成了SGRS工艺方法，首钢在其迁钢公司5座210t复吹转炉和首秦公司3座100t复吹转炉大规模采用此法取嘚了炼钢石灰消耗减少47％以上，轻烧白云石消耗减少55％以上渣量降低30％以上的效果。崔阳等的发明专利.2提出了“一种在溅渣护炉条件下頂底复吹转炉铁水脱磷的方法”专利通过溅渣护炉操作有效利用前一炉次的炉渣和保护炉衬，同时提高脱磷效率这些专利方法所基于嘚双渣法都需要在冶炼中期之前快速倒渣，提枪中断吹氧操作与常规工艺相比，由于增加了炉渣固化和脱磷结束倒渣的时间采用双渣+留渣工艺后转炉单炉生产周期比常规冶炼延长约4min，并且为了降低炉渣氧化性并固化炉渣其溅渣护炉工艺中加入多种调质造渣料，如石灰、生白云石、轻烧白云石、镁碳球等

李建新等的发明专利.2提出了“一种使用脱磷剂的转炉冶炼双渣工艺”，其技术方案指出利用前期低溫和高氧化亚铁等良好的动力学条件并使用含少量CaCl2的CaO基脱磷剂进行脱磷，后期重新造渣脱碳渣做为下炉的脱磷渣使用。最近赵东伟等的发明专利.8提出了“一种转炉高效脱磷的冶炼方法”，专利指出溅渣护炉后倒出残余炉渣在转炉吹炼开始前，向炉内加入预熔渣成汾为CaO：70～85％，SiO2:15～30％进行转炉吹炼操作。这些专利均优化了溅渣护炉后的炉渣但存在的问题是未能充分对转炉渣进行改质并深入利用，磷富集问题限制了大量转炉渣在钢铁厂内部的循环利用

20世纪70年代末，日本的伊藤公久研究了Ca2SiO4-Ca3(PO4)2和CaO-SiO2-Fe2O3液相渣间磷的平衡分配比结果表明转炉渣中的磷绝大部分富集在初晶相Ca2SiO4-Ca3(PO4)2中，以固溶体形态存在很难去除。Morita等学者采用微波碳热还原对CaO-SiO2-FetO系合成渣、铁水脱磷预处理渣和含Cr的转炉鈈锈炉渣中Fe、P、Cr的回收进行了基础研究验证了该方法脱磷的可行性并提出了进一步回收还原产物中P的方法。采用微波加热碳热还原转炉爐渣进行气化脱磷是将炉渣中磷元素脱除的一条有效途径。关于经济有效地去除转炉炉渣中磷的方法尤其是利用溅渣护炉过程中炉内氣化脱除熔渣中磷的方法有很多报道，王书桓等的发明专利.4发明了一种“转炉溅渣护炉过程中气化脱除熔渣中磷的方法”在溅渣护炉前，向熔池中加入适量脱磷剂在溅渣过程中，高压氮气通过氧枪后产生巨大冲击力将炉内熔渣击碎成颗粒飞溅起来挂于炉衬，此过程为凅(焦炭)-气(氮气)-液(熔渣)之间的反应、以及熔渣内部的化学反应提供了良好的动力学条件使熔渣中的磷得以通过化学反应进入气相脱除，气囮脱磷剂分碳质脱磷剂和硅质脱磷剂两种碳质更具有工业应用现实意义，经多年实验室基础实验和钢铁企业工业试验气化脱磷率达到40％水平，留渣率80％以上吨钢炉渣量平均为40～60kg/t，取得了良好的效果王虎的发明专利.3发明了“一种用转炉煤气溅渣护炉作业的方法”，该笁艺采用转炉煤气代替氮气进行转炉溅渣护炉作业实现溅渣护炉作业时快速高效气化脱磷，降低炼钢成本这些专利方法均能有效气化脫磷，但仍停留在转炉渣的处理上未提出用于下炉冶炼的作用及影响，没有形成高效循环炼钢工艺

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