一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，为了解决转炉脱磷过程前期脱磷速率慢、物料利用率低等技术问题，通过喷枪将轧钢产生的氧化铁红或氧化铁红与钝化石灰粉混合粉剂、和钝化石灰粉通过转炉底喷入熔池中，快速增加熔池中的氧化铁含量，降低氧化钙的黏度，改变了转炉脱磷前期效果差的现状，在氧化钙用量降低25%以上的前提下，提高了脱磷率，脱磷周期缩短了15‑40%，对改变现有的脱磷工艺、提高脱磷转炉生产效率具有明显的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法
本专利技术属于冶金
，涉及一种喷粉冶金方法，具体涉及一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法。
技术介绍
目前，国内大多数转炉主要承担脱碳和脱磷的任务，转炉要想实现理想的脱磷率，得到0.01%以下的终点磷含量，关键在于把握好渣中的氧化铁和氧化钙的含量，同时具有良好的炉内动力学条件和合适的温度，就能够实现高效脱磷，缩短脱磷周期。在炼钢过程中，磷不可能被氧直接氧化而除去，只有在它的氧化物P2O5与CaO相结合，生成稳定的复杂化合物，才能有效地去除掉。脱磷反应是钢渣间的反应，脱磷反应方程式为：4CaO+2P+5FeO=4CaO·P2O5+5Fe从反应式可得出脱磷的热力学条件是：增大脱磷渣的氧化性；增加渣中氧化钙含量以提高炉渣碱度；脱磷反应为放热反应，故采用低温操作，添加助溶剂(Fe2O3、CaF2)以降低炉渣的粘度，改善渣的物理性质和强化脱磷过程。在实际生产过程中，由于前期温度过低，加入的石灰无法快速变成高碱度炉渣，渣中的氧化铁含量极低，影响脱磷效果最关键的两个因素即高氧化铁、高碱度渣都不具备条件，不利于冶炼前期的快速脱磷。因此，若能够快速提升熔池中的氧化铁含量，将是转炉前期脱磷效率得到明显改善，国内外技术工作者通过不同途径，探索快速脱磷的各种方法。黄云等的专利技术专利201410689982.X专利技术了一种转炉喷吹除尘灰铁水脱磷方法，采用脱磷氧枪喷吹石灰粉剂及除尘灰脱磷的转炉脱磷工艺，所述方法利用供氧系统和粉剂喷吹系统，通过顶吹脱磷氧枪将石灰粉及除尘灰喷入熔池,鉴于除尘灰中含有较高的铁氧化物,可快速增加炉渣中氧化铁含量，促进石灰的溶解，快速形成具有较高脱磷能力的炉渣，加快脱隣反应，同时实现了除生灰的高效利用,避免因废弃物对环境的二次污染，具有较高的经济效益和社会效益。赵定国等的专利技术专利201710646990.X专利技术了一种转炉底吹喷粉提高气化脱磷效果的方法，具体方法是:转炉出钢结束后,观察判断转炉渣基本状态，开始溅渣护炉操作，同时通过转炉底部的载气喷嘴向转炉内喷入气化脱磷粉剂；控制转炉底吹载气压力和粉气比,使得气化脱磷粉剂在载气穿越炉渣的浮涌搅拌作用下，与转炉内热态熔渣高效反应；熔渣中的磷以气化的方式脱除，反应后的熔渣成为高品质气化磷渣，用于下一炉的转炉冶炼；转炉气化脱磷率为50-60%，脱磷粉剂的穿透比为80-90%,石灰消耗降低2.5-3.5kg/t。本专利技术发挥气化脱磷剂、裁气强烈浮涌搅拌等作用，提高气化脱磷率，缩短渣护炉周期，增加留渣的炉渣利用率。底吹脱磷剂不易被氧气带走，改善了操作条件和粉剂在热熔渣中的分布，提高了粉剂利用率。上述通过不同的方法提高脱磷率或者减少脱磷使用物料，但物料都是从转炉上部料仓加入，物料加入后在钢渣界面聚积，反应界面基本确定，对于生产实际中提升脱磷效果和加快脱磷速率，没有实际的意义。其次，气化脱磷虽然从转炉底部喷入物料，但气脱磷方式会造成转炉烟气中磷含量上升，并不符合绿色发展的理念。
技术实现思路
为了解决现有转炉脱磷物料有效利用率低，反应界面小，动力学条件差等问题，本专利技术提供了一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法。本专利技术采用的技术方案是：一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，通过在转炉炉底安装喷枪，通过喷枪将氧化铁红或氧化铁红与钝化石灰粉的混合粉剂、和钝化石灰粉从转炉底喷入转炉熔池内部，喷吹过程均使用氮气为载气，二氧化碳气体为保护气。一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，具体包括以下步骤：步骤（1）.根据转炉炉容选取喷枪，喷枪垂直穿装固定在转炉炉底，且转炉熔池内的喷枪嘴竖直朝上设置；步骤（2）.转炉冶炼时，喷枪先吹氮气30-45s；当铁水磷含量在0.09%以上，通过喷枪从转炉底向转炉熔池内部向上喷吹氧化铁红粉剂，喷吹流量40～45kg·min-1/t，1-2min；当铁水磷含量在0.06%～0.09%，再喷吹氧化铁红和钝化石灰粉混合粉剂，喷吹流量30～40kg·min-1/t，4-5min；当铁水磷含量在0.06%以下改吹钝化石灰粉粉剂，喷吹流量20～30kg·min-1/t；上述粉剂喷吹过程均使用氮气作为载气，二氧化碳作为保护气，氮气流量为220～240Nm3/h、二氧化碳流量为100～180Nm3/h；步骤（3）.钝化石灰粉喷吹至8-15min停止喷粉，载气和保护气流量保持不变，至冶炼结束出钢时载气和保护气流量均降低40%，出钢结束后气流量恢复正常。本专利技术还包括分配器，安装于转炉炉底的下方，分配器连接有两路，每一路与一喷枪相接，喷枪垂直穿装固定在转炉炉底，喷枪嘴竖直朝上设置。本专利技术步骤（2）中，按照吨钢的喷吹量，先选择与所需氧化铁红、钝化石灰粉适配的两喷粉罐，粉剂装在对应的喷粉罐内，每一喷粉罐通过自带的放散阀将粉罐内气体排空，罐压大于输送压力，喷粉罐下部采用流化器进行流态化，喷粉罐底部通过下料阀配合给料转盘精确控制出料速率。步骤（2）中，当喷吹氧化铁红或钝化石灰粉时，打开相应粉剂喷粉罐下料阀，经流化、喷射进入分配器，然后进入喷枪向转炉熔池内部向上喷吹。步骤（2）中，当喷吹混合粉剂时，同时打开两喷粉罐的下料阀，经流化、喷射两粉剂进入分配器，在分配器中混合，并分配至喷枪向转炉熔池内部向上喷吹。本专利技术所述喷枪为内镀陶瓷的双层管式喷枪，内径10mm，外管为15mm，两管之间间隙控制在0.8mm以内，内腔走载气和粉剂，环缝走保护气。本专利技术喷枪均布在炉底。本专利技术氧化铁红为轧线的副产品，粒径150-200目，水分小于0.8%，粉气管道内气体的流速大于粉料的临界流化速度。所述的钝化石灰粉粒径120-150目，水分小于0.5%。还包括助吹系统，其由输气管道、压力检测表、控制阀、PLC控制器组成；输气管道终端与喷枪尾部相连通，压力检测表安装在此处，控制阀安装在输气管道始端，当粉剂正常喷吹时该控制阀关闭，当粉剂喷吹系统的管道出现堵塞情况下，喷吹系统的压力将快速上升，压力检测表将该信号传输至PLC控制器，PLC控制器输出信号给助吹系统控制阀，控制控制阀自动打开，使喷枪出口位置处的气体压力不下降。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1.本专利技术通过在转炉开吹之后，先通过载气将氧化铁粉剂从炉底喷枪内腔快速喷入熔池中，使转炉熔池中的氧化铁浓度快速上升，转炉熔池内熔渣的流动性将得到明显改善，为脱磷创造良好条件，达到脱磷所需的热力学条件，使脱磷反应时间前移，缩短了脱磷周期，另外氧化铁红喷入后，部分氧化铁红进入渣中，有利于抑制金属铁的氧化，可提高铁水收得率，具有较好的经济效益。然后通过将氧化铁红和钝化石灰粉的混合粉剂从转炉底部通过喷枪喷入熔池内，在持续增加熔池中氧化铁含量的同时，增加炉内氧化钙含量，由于熔池中氧化铁较高，氧化钙从底部喷入后可快速与磷和氧化铁反应形成铁酸钙，该颗粒因液相比率高而成球形。铁酸钙在上浮过程中，将磷氧化，变成近似3CaO·P2O5组成的渣粒。铁酸钙中的P2O5%高达15%～32%，通过其上浮分离促进了脱磷。总脱磷率控制在88%～96%时，瞬息间反应脱磷够占总脱磷率的48%～72%。使钝化石灰粉能够以更快速度进行反应，提升转炉冶炼的脱磷效率，缩短脱磷转炉的时间，解决了转炉脱磷过程前期脱磷速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，其特征在于：通过在转炉炉底安装喷枪，通过喷枪将氧化铁红或氧化铁红与钝化石灰粉的混合粉剂、和钝化石灰粉从转炉底喷入转炉熔池内部，喷吹过程均使用氮气为载气，二氧化碳气体为保护气。

【技术特征摘要】
1.一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，其特征在于：通过在转炉炉底安装喷枪，通过喷枪将氧化铁红或氧化铁红与钝化石灰粉的混合粉剂、和钝化石灰粉从转炉底喷入转炉熔池内部，喷吹过程均使用氮气为载气，二氧化碳气体为保护气。2.根据权利要求1所述的一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤（1）.根据转炉炉容选取喷枪，喷枪垂直穿装固定在转炉炉底，且转炉熔池内的喷枪嘴竖直朝上设置；步骤（2）.转炉冶炼时，喷枪先吹氮气30-45s，当铁水磷含量在0.09%以上，通过喷枪从转炉底向转炉熔池内部向上喷吹氧化铁红粉剂，喷吹流量40～45kg·min-1/t，1-2min；当铁水磷含量在0.06%～0.09%，再喷吹氧化铁红和钝化石灰粉混合粉剂，喷吹流量30～40kg·min-1/t，4-5min；当铁水磷含量在0.06%以下改吹钝化石灰粉粉剂，喷吹流量20～30kg·min-1/t；上述粉剂喷吹过程均使用氮气作为载气，二氧化碳作为保护气，氮气流量为220～240Nm3/h、二氧化碳流量为100～180Nm3/h；步骤（3）.钝化石灰粉喷吹至8-15min停止喷粉，载气和保护气流量保持不变，至冶炼结束出钢时载气和保护气流量均降低40%，出钢结束后气流量恢复正常。3.根据权利要求2所述的一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，其特征在于：还包括分配器，安装于转炉炉底的下方，分配器连接有两路，每一路与一喷枪相接，喷枪垂直穿装固定在转炉炉底，喷枪嘴竖直朝上设置。4.根据权利要求3所述的一种通过转炉底喷氧化铁红使铁水快速脱磷的冶炼方法，其特征在于：步骤（2）中，按照吨钢的喷吹量，先选择与所需氧化铁红、钝化石灰粉适配的两喷粉罐，粉剂装在对应的喷粉罐内，每一喷粉罐通过自带的放散阀将粉罐内气体排空，罐压大于输送压力，喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮强，胡邵岩，魏国立，朱荣，朱青德，张英嘉，王德勇，茹作栋，
申请(专利权)人：甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62