一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法技术

本发明专利技术公开了一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，主要包括下述步骤：（1）向钢包内加入转炉高磷炉渣及石灰，使钢包顶渣碱度R控制在2.0‑2.5；（2）喂Al线钢水深脱氧、脱氧剂对渣面扩散脱氧造还原渣，得含有如下成分的还原渣：SiO

【技术实现步骤摘要】
一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法
本专利技术涉及钢铁材料冶炼
，具体涉及一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法。
技术介绍
转炉前期含磷废渣是指转炉冶炼时在吹炼前期（即硅锰氧化期）结束时倒去的炉渣，对转炉前期废渣成分进行成分分析，发现其中富含P2O5、SiO2、MnO、FeO、CaO等化学成分，其主要成分含量范围如下：w（P2O5）%≥1.5%，w(SiO2)%为13-18%，w(MnO)%为6-10%，w（FeO）%为12-15%，w（CaO）%为30-35%，炉渣其它组成为Al2O3、MgO等杂质。因前期废渣P含量较高，且P对常规钢种为有害元素，一般高磷废渣很少在炼钢时直接回收利用。转炉含磷废渣产生的机理是：转炉冶炼过程中，在钢渣界面发生脱磷反应，其反应式为：2[P]+5（FeO）+4（CaO）=（4CaO•P2O5）+5Fe，生成的4CaO•P2O5进入炉渣，这也是高磷炉渣中磷的来源。一般情况下，转炉冶炼脱磷后高磷炉渣是作为废弃材料，不会在转炉冶炼或LF钢包精炼时二次使用。然而，对于常规钢种来说，P虽然为有害元素，但冶炼含磷钢种时，P则作为需添加元素。而目前的生产工艺中，生产含磷钢种时，P元素通过磷铁合金形式添加，又增加额外的生产成本。因此，研发一种新的冶炼方法，能够将转炉前期含磷废渣用于含磷钢种的冶炼过程，实现含磷废渣的回收利用，将为含磷钢种的冶炼提供一种低成本冶炼工艺设计新思路。
技术实现思路
本专利技术就是针对目前钢材生产过程中，转炉冶炼前期产生的高磷炉渣一般都是作为冶炼废渣进行处理的，其中的有效成分没有被合理利用，而含磷钢种在冶炼过程中又需要单独添加磷铁合金，成本较高的问题，提供一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法。本专利技术的一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，所述转炉高磷炉渣是指转炉冶炼前期，即硅锰氧化期结束时倒去的炉渣，转炉高磷炉渣含有下述质量百分含量的化学成分：P2O5≥1.5%，SiO2：13-18%，MnO：6-10%，FeO：12-15%，CaO：30-35%，其余为Al2O3、MgO及不可避免杂质；炉渣碱度为1.9-2.3；其特征在于利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，包括下述步骤：（1）向钢包内加入转炉高磷炉渣及石灰在LF炉精炼过程前期加入3-5.3kg/t钢水的转炉高磷炉渣，并辅加1.5-3kg/t钢水的石灰，加入转炉高磷炉渣和石灰后，钢包顶渣碱度R控制在2.0-2.5；（2）喂Al线钢水深脱氧、脱氧剂对渣面扩散脱氧造还原渣向钢包中先加Al线400-600m完成钢水深脱氧，然后加入Al粒1-2kg/t钢水、硅铁粉0.5-1kg/t钢水,待脱氧剂完成扩散脱氧，脱氧后即形成还原渣，所述还原渣含有下述质量百分含量的化学成分：SiO2：13-18%，MnO≤2%，FeO≤1%，CaO：30-35%，Al2O3：23-33%，其它为MgO及不可避免杂质；（3）加铝脱氧还原回收P、Mn、Si、Fe元素向钢包中定量加入铝线400-600m、铝粒1-2kg/t钢水、硅铁粉0.5-1kg/t钢水，待白渣形成后，即可稳定回收P、Mn、Si、Fe元素，冶炼完成后，经熔炼成分分析，钢液中P含量增加0.010-0.015%，Mn含量增加0.08-0.10%、Si含量增加0.05-0.10%、Fe含量增加0.50-0.60%。本专利技术是在充分研究转炉冶炼、LF钢包精炼反应机理的情况下作出的，常规的转炉冶炼过程中，脱磷反应是转炉的基本反应之一，脱磷反应是在钢渣界面进行的，其反应式为：2[P]+5（FeO）+4（CaO）=（4CaO•P2O5）+5Fe，生成的4CaO•P2O5进入炉渣，这也是高磷炉渣中磷的来源。LF钢包精炼是一种常规的精炼手段，LF炉钢包精炼是一个还原过程，通过加入硅铁粉用于钢液及炉渣脱氧造还原渣（即白渣精炼）；如在精炼过程往钢包内加入富含4CaO•P2O5的炉渣，硅铁粉脱氧可将炉渣中的4CaO•P2O5分解，具体反应式如下：2[O]+[Si]=（SiO2），脱氧产物SiO2进入炉渣，降低炉渣碱度的同时，炉渣中的（4CaO•P2O5）被分解，反应式如下：（4CaO•P2O5）+2(SiO2)=2（2CaO•SiO2）+(P2O5)，进入炉渣中的(P2O5)很易被脱氧元素（Al、Si）还原，铝、硅与炉渣中(P2O5)反应，具体反应式如下：3(P2O5)+10Al=5（Al2O3）+6[P]，2(P2O5)+5Si=5（SiO2）+4[P],[P]进入钢液可增加钢液中的磷含量，同时，脱磷反应为一个可逆反应，加入铝、硅脱氧降低钢中的[O]量，从而降低渣中（Fe0），将脱磷反应向反方向进行而造成[P]返回进入钢液；此外，高磷炉渣除富含4CaO•P2O5外，炉渣中（MnO）含量高，按检验数据，炉渣中w(MnO)%为6-10%，采用铝脱氧，造还原渣过程可将炉渣中（MnO）、(FeO)、（SiO2）还原，[Mn]、[Si]、[Fe]返回进入钢液，从而可提高钢液w[Mn]%、w[Si]%、w[Fe]%，具体反应式如下：2Al+3（MnO）=（Al2O3）+3[Mn]，4Al+3（SiO2）=2（Al2O3）+6[Si]，2Al+3(FeO)=（Al2O3）+3[Fe]，因此，通过对LF炉精炼工艺研究，将转炉高磷炉渣加入LF炉参与精炼，可将炉渣中的P、Mn、Si、Fe等元素还原进入钢水。基于以上炉渣中P返回进入钢液机理，本专利技术提供了转炉高磷炉渣回收用于冶炼含磷钢的一种LF炉精炼方法，使用转炉冶炼前期（硅锰氧化期结束时）的高磷废弃炉渣，转炉高磷炉渣中(P2O5)含量高达1.5%以上，高磷炉渣可选择热态或冷态方式在LF炉精炼时加入钢包，并利用在LF炉精炼过程加铝粒、硅铁粉造还原渣时将P元素还原，P元素还原后进入钢液中完成[P]合金化，降低磷铁合金元素用量，从而达到降低含磷钢种生产成本的目的。相对现有技术，本专利技术的有益效果如下：（1）将转炉冶炼高磷炉渣进行资源的合理回收利用，降低含磷钢种生产成本；（2）节约LF炉造渣剂、石灰的用量，节约磷铁、锰铁等合金用量，实现LF炉冶炼过程中P、Mn、Si、Fe等合金的稳定收率；（3）降低生产成本，减少钢损，提高钢水收得率，经济效益及社会效益显著。本专利技术方法就是通过对转炉冶炼产生过程中的高磷炉渣及LF炉精炼工艺进行研究，得到本专利技术的将转炉冶炼高磷炉渣用于含磷钢种的LF精炼工艺中，达到节本降耗，资源合理回收利用的目的，适合广泛推广使用。具体实施方式为了更好地解释本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本专利技术的技术方案，并不以任何形式限制本专利技术。实施例1本实施例中，LF炉进站钢水中P含量为0.030%、Mn含量为0.60%、Si含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，所述转炉高磷炉渣含有下述质量百分含量的化学成分：P

【技术特征摘要】
1.一种利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，所述转炉高磷炉渣含有下述质量百分含量的化学成分：P2O5≥1.5%，SiO2：13-18%，MnO：6-10%，FeO：12-15%，CaO：30-35%，其余为Al2O3、MgO及不可避免杂质；炉渣碱度为1.9-2.3；其特征在于利用转炉高磷炉渣冶炼含磷钢的LF炉精炼方法，包括下述步骤：
（1）向钢包内加入转炉高磷炉渣及石灰
在LF炉精炼过程前期加入3-5.3kg/t钢水的转炉高磷炉渣，并辅加1.5-3kg/t钢水的石灰，加入转炉高磷炉渣和石灰后，钢包顶渣碱度R控制在2.0-2.5；
（2）喂Al线钢水深脱氧、脱氧剂对渣面扩散脱氧造还原渣
向钢包中先加Al线400-600m完成钢水深脱氧，然后加入Al粒1-2kg/t钢水、硅铁粉0.5-1kg/t钢水,待脱氧剂完成扩散脱氧，脱氧后即形成还原渣，所述还原渣含有下述质量百分含量的化学成分：SiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晛，黄道昌，余爱华，方建红，夏金魁，廖广府，
申请(专利权)人：宝武集团鄂城钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42