一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法技术

本发明专利技术公开了一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，利用硅、锰、磷、硫在炼钢过程中的反应去除机理，通过加入适量过程物料、控制合适温度及氧氮含量，实现铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰的要求。解决了特殊钢对于铁水预处理的要求，达到终点Si≤0.15%、脱硫率≥90%、脱磷率30‑70%、脱锰率40‑80%的预处理效果，调整工艺参数，可以获得在某一种元素上更高的脱除效果；吨铁冶炼成本≤70元/吨，整个AOD处理过程≤25min；在不用投建多种预处理设施的条件下，可以快速的实现铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰要求，满足特殊钢种对于铁水预处理的新要求，使以往受限于铁水Si、Mn、P、S一种或者几种元素而不能生产的钢种具备生产的可能。

A pretreatment method for desilication, dephosphorization, desulphurization and manganese removal of molten iron

The invention discloses a method of dephosphorization, dephosphorization, desulphurization and deoxidation of molten iron, using the reaction removal mechanism of silicon, manganese, phosphorus and sulfur in the process of steelmaking. By adding appropriate amount of process material, controlling suitable temperature and oxygen nitrogen content, the requirements of dephosphorization, dephosphorization, desulphurization and deoxidation are realized at the same time. The pre treatment of special steel for hot metal pretreatment has been solved. The pretreatment effect of Si < 0.15%, desulphurization rate > 90%, dephosphorization rate 30, 70% and manganese removal rate 40 is 80%, and the process parameters can be adjusted to get higher removal effect on a certain element; the cost of ton iron smelting is less than 70 yuan / ton, and the whole process of AOD treatment is less than 25min; The requirements of dephosphorization, dephosphorization, desulphurization and deoxidation of molten iron can be quickly realized without a variety of pre treatment facilities, which meet the new requirements of the special steel for the pretreatment of molten iron, and the steel species that are limited to Si, Mn, P, S and several elements which are not produced in the past are likely to be produced.

【技术实现步骤摘要】
一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法
本专利技术属于钢铁冶炼
，具体涉及一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法。
技术介绍
为适应冶炼高品质钢的要求，各厂对于入转炉冶炼的铁水质量要求越来越苛刻。很多情况都需要进行铁水三脱（脱硅、脱磷、脱硫）。随着产品品质不断提升的要求，部分钢种甚至还出现“脱锰”的需求。众所周知，为实现一种铁水预处理的要求，需要单独的设备和方法。比如脱硫常采用喷吹颗粒镁法和KR搅拌法，但是这些方法都有一个特点，即在脱硫同时无法实现脱硅、脱磷的同步完成，如果要实现铁水“三脱”，甚至铁水“四脱”，需要增加多种铁水预处理设备，目前尚未有一种完善的铁水预处理方法可以解决铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰的要求。本专利技术介绍了一种利用AOD转炉，解决铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰的问题，为降低生产成本、冶炼高品质钢提供了新工艺和新思路。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，充分利用硅、锰、磷、硫各元素在炼钢过程中的反应去除机理，创造有利于各元素去除的条件。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是：一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，通过铁水直兑AOD转炉，利用硅、锰、磷、硫各元素在炼钢过程中的反应去除机理，精确控制炉内热平衡、控制各阶段合适温度，分阶段合理利用氧化性气氛和还原性气氛，创造有利于各元素的去除条件，实现铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰。本专利技术炼钢采用AOD转炉，前三炉出铁温度≥1320℃、第四炉开始出铁温度≥1290℃。本专利技术在炼钢过程中加入萤石、石灰、氧化铁皮、硅铁过程物料。本专利技术在炼钢过程中温度控制参照每氧化1%硅元素对熔池升温350℃、氧化1%碳元素对熔池升温110-120℃；按照45-50吨铁水量计算，每吨石灰对熔池降温30℃、每吨氧化铁皮对熔池降温110-120℃。本专利技术在炼钢过程中耗氧量参照每氧化1㎏硅耗氧0.8m³，每氧化1㎏碳耗氧0.93m³。本专利技术在炼钢过程中，按照目标温度1350-1450℃吹氧，铁水中Si不足时，由氧化碳提温，根据氧化硅数量，按照1.5-2.5碱度计算初期渣石灰加入量；同时进行脱磷操作，按照12-23㎏/t铁增加氧化铁皮。本专利技术在炼钢过程中，吹氧至目标温度后，倒炉并扒去一半以上渣子；然后抬炉，加入石灰10-15㎏/t铁、同时配以石灰量30-40%比例萤石；在炼钢过程中，倒炉看渣，如果渣子变灰白，直接出铁；否则等样或根据渣况、温度进行补加硅铁、石灰或者吹氧升温操作，然后出铁，进行扒渣操作。本专利技术在炼钢过程中，铁水中Si氧化完毕，加入硅铁2-2.3㎏/t铁；侧枪使用氮气，流量0.4Nm³/min/t铁搅拌还原3-5min。本专利技术在炼钢过程中，兑铁时开吹顶枪枪位2.6-2.8m，氧气流量1.5Nm³/min/t铁，按照氧气利用率45-55%计算吹氧量；侧枪使用氮气，流量0.4Nm³/min/t铁。本专利技术冶炼终点Si≤0.15%、脱硫率≥90%、脱磷率30-80%、脱锰率40-90%，通过调整工艺参数，可以获得在某一种元素上更高的脱除效果。本专利技术硅、磷、硫、锰的检测方法参考GB/T4336-2016。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、充分利用硅、锰、磷、硫各元素在炼钢过程中的反应去除机理，精确控制炉内热平衡、控制各阶段合适温度，以及分阶段合理利用氧化性气氛和还原性气氛，创造有利于各元素去除的条件。2、解决了特殊钢对于铁水预处理的要求，达到终点Si≤0.15%、脱硫率≥90%、脱磷率30-70%、脱锰率40-80%的预处理效果，通过调整工艺参数，可以获得在某一种元素上更高的脱除效果。3、吨铁冶炼成本≤70元/吨，整个AOD处理过程≤25min。4、在不用投建多种预处理设施的条件下，可以快速的实现铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰要求，满足特殊钢种对于铁水预处理的新要求，使以往受限于铁水Si、Mn、P、S一种或者几种元素而不能生产的钢种具备生产的可能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1本实施例在铁水四脱同时侧重于脱硫，具体见表1。表1具体计算过程如下：铁水温度1250℃，【Si】含量0.426%、重量45.4吨。a、吹入氧气至【Si】全部氧化放热升温0.426×350=149℃；耗氧45.4×1000×0.426%×0.8=154.7m³；b、加入石灰量数量（碱度取值1.5，石灰有效氧化钙取值90%）=45.4×1000×0.426%×2.14×1.5/0.9=689.8kg，石灰降温=30×0.6898=20.7℃；c、氧化铁皮加入量（取值吨铁12kg）：45.4×12=545.2kg；氧化铁皮降温：0.542×120=65.4；d、熔池计算温度为：初始温度+硅元素氧化放热-石灰降温-氧化铁皮降温=1250+149-20.7-65.4=1312.9℃；e、距目标温度还差1370-1312.9=57.1℃；f、为此需氧化碳含量为：57.1/120=0.47%；g、需要吹入氧气量为（氧气利用率按照50%取值）：45.4×1000×0.47%×0.93/50%=397m³；h、累计吹入氧气量=154.7+397=552m³；i、扒渣后加入675kg石灰、252kg萤石、94kg硅铁进行氮气搅拌脱硫（加入石灰14.87㎏/t铁，同时配以石灰量37.33%的萤石，加入硅铁2.07㎏/t铁。）；j、累计加入石灰=689.8+675=1365kg；k、还原阶段氮气量=45.4×0.4×5=91m³（流量0.4Nm³/min/t，还原时间5min。）。实施例2本实施例在铁水四脱同时加强脱磷、脱锰操作，具体见表2。表2具体计算过程如下：铁水温度1250℃，【Si】含量0.44%、重量45.3吨。a、吹入氧气至【Si】全部氧化放热升温0.44×350=154℃；耗氧45.3×1000×0.44%×0.8=159.5m³；b、加入石灰量数量（碱度取值1.5，石灰有效氧化钙取值90%）=45.3×1000×0.44%×2.14×1.5/0.9=711kg，石灰降温=30×0.711=21.3℃；c、氧化铁皮加入量（取值吨铁22.5kg）=45.3×22.5=1008kg；氧化铁皮降温=120×1.008=121℃；d、熔池计算温度为：初始温度+硅元素氧化放热-石灰降温-氧化铁皮降温=1250+154-21.3-121=1261.7℃；e、距目标温度还差1400-1261.7=138.3℃；f、为此需氧化碳含量为：138.3/120=1.15%；g、需要吹入氧气量为（氧气利用率按照55%取值）：45.3×1000×1.15×0.93/55%=880.9；h、累计吹入氧气量=159.5+880.9=1040m³；i、扒渣后加入558kg石灰、221kg萤石、95kg硅铁进行氮气搅拌脱硫（加入石灰12.32㎏/t铁，同时配以石灰量39.6%的萤石，加入硅铁2.1㎏/t铁。）；j、累计加入石灰=711+558=1269kg；k、还原阶段氮气量=45.3×0.4×3.2=58m³（流量0.4Nm³/min/t，还原时间3.2min。）。实施例3本实施例在放弃脱硫，实现脱硅、脱磷、脱锰“三脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，通过铁水直兑AOD转炉，利用硅、锰、磷、硫各元素在炼钢过程中的反应去除机理，精确控制炉内热平衡、控制各阶段合适温度，分阶段合理利用氧化性气氛和还原性气氛，创造有利于各元素的去除条件，实现铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰。

【技术特征摘要】
1.一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，通过铁水直兑AOD转炉，利用硅、锰、磷、硫各元素在炼钢过程中的反应去除机理，精确控制炉内热平衡、控制各阶段合适温度，分阶段合理利用氧化性气氛和还原性气氛，创造有利于各元素的去除条件，实现铁水同时脱硅、脱磷、脱硫、脱锰。2.根据权利要求1所述的一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，炼钢采用AOD转炉，前三炉出铁温度≥1320℃、第四炉开始出铁温度≥1290℃。3.根据权利要求1所述的一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，在炼钢过程中加入萤石、石灰、氧化铁皮、硅铁过程物料。4.根据权利要求1所述的一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，在炼钢过程中温度控制参照每氧化1%硅元素对熔池升温350℃、氧化1%碳元素对熔池升温110-120℃；按照45-50吨铁水量计算，每吨石灰对熔池降温30℃、每吨氧化铁皮对熔池降温110-120℃。5.根据权利要求1所述的一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，在炼钢过程中耗氧量参照每氧化1㎏硅耗氧0.8m³，每氧化1㎏碳耗氧0.93m³。6.根据权利要求1所述的一种铁水脱硅、脱磷、脱硫、脱锰预处理的方法，其特征在于，在炼钢过程中，按照目标温度1350-1450℃吹氧，铁水中Si不足时...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹红波，王郢，郭键，韩清连，吴广海，冯文甫，雷学东，郭志彬，李智，王晓亮，
申请(专利权)人：邢台钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北,13