一种转炉高效脱磷、脱碳方法技术

本发明专利技术公开了一种转炉高效脱磷、脱碳方法，属于炼钢技术领域，解决了现有转炉脱磷和脱碳时脱磷率较低，冶炼周期较长，降低转炉寿命的问题。包括脱磷阶段和脱碳阶段；脱磷阶段包括：S101、先向转炉内加入石灰或白云石对炉渣进行固化冷却；S102、加入废钢，然后加入铁水进行顶吹氧气、底吹惰性气体脱磷得到半钢钢水；脱碳阶段包括顶吹氧气+底吹惰性气体复合脱碳得到低磷钢；脱磷阶段和脱碳阶段在同一个炉子中进行；脱磷阶段的底吹惰性气体的流量大于脱碳阶段的底吹惰性气体的流量；脱磷阶段和脱碳阶段采用不同量程的流量计监测底吹气体的流量。本发明专利技术的方法能够对脱磷和脱碳阶段的参数精确控制，实现了高效脱磷和脱碳。实现了高效脱磷和脱碳。实现了高效脱磷和脱碳。

【技术实现步骤摘要】
一种转炉高效脱磷、脱碳方法


[0001]本专利技术属于炼钢
，具体涉及一种转炉高效脱磷、脱碳方法。

技术介绍

[0002]近些年，随着炼钢节奏的加快，高强度顶底复合吹炼技术在转炉脱磷、脱碳等成分控制上得到越来越多的应用，特别是在转炉底吹工艺优化和创新方面，不断打破了很多原有观念，对底吹元件的数量、布置方式和供气强度等不断改进。早期复吹转炉的底吹气体搅拌强度一般在0.03～0.08Nm3/min
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t的范围，底吹数量偏少，布置不尽合理。随着人们对转炉初炼钢水质量可控性与底吹搅拌效果关联性认识的逐步提高，以及对提高转炉炉底寿命操作技巧的掌握，转炉底吹搅拌强度的上限值有逐渐增大的趋势，目前推荐的复吹转炉底吹搅拌强度范围是0.03～0.25Nm3/min
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t，底吹按照每约20t钢水对应一支底吹元件，并在底吹位置布置时合理避开兑铁和出钢区域。
[0003]由于转炉高效冶炼需要良好的熔池搅拌，底吹流量的大小和流场结构等对其冶炼产生直接影响。底吹元件数量过少熔池将产生局部死区，全程冶炼时单支底吹支路流量大，寿命难以保证。研究表明，熔池的搅拌能约90％来自于底吹气体作用，顶吹搅拌能只有约9％用于熔池搅拌，顶吹在炼钢中主要起强化冶炼作用，对熔池的混匀作用占比较小，而底吹搅拌100％用于熔池搅拌，是促进熔池混匀的主要手段。
[0004]目前转炉进行脱磷和脱碳还未做到冶炼前、后期大范围底吹流量的精准调节，没有专门的分阶段式流量调节控制系统和方法，只是单纯的在有限的范围内改变脱磷期和脱碳期的底吹流量大小，流量过大或过小时仪表准度降低，读数不能反映真实的数据，或者供气能力无法满足冶炼需求，只能退而求其次降低流量使用范围，最终难以达到最佳的冶炼控制效果。

技术实现思路

[0005]鉴于上述分析，本专利技术旨在提供一种转炉高效脱磷、脱碳方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有的转炉进行脱磷和脱碳时未做到冶炼前、后期大范围底吹流量的精准调节，没有专门的分阶段式流量调节控制系统和方法，只是单纯的在有限的范围内改变脱磷期和脱碳期的底吹流量大小，流量过大或过小时仪表准度降低，读数不能反映真实的数据，或者供气能力无法满足冶炼需求，只能退而求其次降低流量使用范围，最终难以达到最佳的冶炼控制效果；(2)脱磷阶段和脱碳阶段的参数控制没有精确的理论指导，导致脱磷率较低，冶炼周期较长，降低转炉寿命。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供了一种转炉高效脱磷、脱碳方法，包括脱磷阶段和脱碳阶段；脱磷阶段包括如下步骤：
[0008]S101、先向转炉内加入石灰或白云石对炉渣进行固化冷却；
[0009]S102、加入废钢，然后加入铁水进行顶吹氧气、底吹惰性气体脱磷得到半钢钢水；
[0010]所述脱碳阶段包括顶吹氧气+底吹惰性气体复合脱碳得到低磷钢；
[0011]脱磷阶段和脱碳阶段在同一个炉子中进行；脱磷阶段的底吹惰性气体的流量大于脱碳阶段的底吹惰性气体的流量；脱磷阶段和脱碳阶段采用不同量程的流量计监测底吹气体的流量。
[0012]进一步的，脱磷阶段的顶吹氧气流量小于脱碳阶段的顶吹氧气流量。
[0013]进一步的，基于脱磷和脱碳反应平衡热力学耦合公式：2[P]+4(FeO)+4(CaO)+CO＝(4CaO
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P2O5)+4[Fe]+[C]，脱磷阶段结束后，将钢水温度控制在1380～1440℃；脱碳阶段结束，将钢水温度控制在1600～1660℃。
[0014]进一步的，采用的转炉的底吹控制系统包括多个底吹支路，每个底吹支路上均包括两个分支路，每个分支路上均设有用于流量调节和监测的流量控制模块，流量控制模块包含切断阀、调节阀和流量计；每个底吹支路上的两个分支路上的流量计的量程不同。
[0015]进一步的，S102中，分多步加入不同量的石灰，按时间顺序，石灰的加入量越来越少。
[0016]进一步的，S102中，按脱磷阶段的时间划分，单支底吹支路的底吹流量由小增大再减小。
[0017]进一步的，S102中，按脱磷阶段的时间划分，第[0，1.5]min，单支底吹支路的底吹流量控制为0.02～0.03Nm3/min
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t；第(1.5，5]min，单支底吹支路的底吹流量控制为0.04～0.06Nm3/min
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t；第(5，6]min，单支底吹支路的底吹流量控制为0.03～0.04Nm3/min
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t。
[0018]进一步的，脱碳阶段中，分多步加入不同量的石灰，按时间顺序，石灰的加入量越来越少。
[0019]进一步的，脱碳阶段，按脱碳阶段的时间划分，脱碳阶段前期的底吹支路的底吹流量小于后期的底吹流量。
[0020]进一步的，脱碳阶段，第[0，5.5]min，单支底吹支路的底吹流量控制为0.004～0.008Nm3/min
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t；5.5min后至脱碳结束，单支底吹支路的底吹流量控制为0.008～0.012Nm3/min
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t。
[0021]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0022]a)本专利技术的转炉高效脱磷、脱碳方法中，脱磷阶段的底吹惰性气体的流量大于脱碳阶段的底吹惰性气体的流量；这是考虑到由于脱磷阶段的熔池温度一般相对较低，炉底侵蚀慢，此时增加底吹流量不仅可以提高钢
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渣界面的传质效果，还能保证不降低炉底镁碳砖的工作寿命；而在脱碳阶段，熔池化学反应剧烈，此时很容易造成炉渣“返干”，发生熔池喷溅，是转炉冶炼过程各种参数变化幅度最大和最危险时期，需要降低底吹流量，稳定熔池反应；因此，在不同的冶炼阶段，选用合适的底吹元件数量以及合理的底吹供气流量大小，对转炉高效脱磷、脱碳至关重要；本专利技术的脱磷阶段的底吹惰性气体的流量大于脱碳阶段的底吹惰性气体的流量避免了在冶炼后期(脱碳阶段)熔池温度高、氧化性强时底吹流量过大侵蚀炉底；在冶炼前期(脱磷阶段)熔池温度相对较低、钢水氧化性较低的条件下，进行大范围底吹流量调节，可以有效的降低对炉底的侵蚀作用，保证转炉复吹寿命。
[0023]b)本专利技术的转炉高效脱磷、脱碳方法中，通过不同冶炼阶段采用不同量程的流量计监测底吹的流量，实现了流量计的精准显示，通过对脱磷阶段和脱碳阶段的参数进行精确的控制，实现了转炉冶炼前期高效脱磷和冶炼后期脱碳反应高效平稳进行。
[0024]c)本专利技术的方法中，脱磷和脱碳在同一个炉子中进行，不需要专门在一座转炉内先脱磷，再去另一座转炉内脱碳，降低工艺冶炼成本。
[0025]d)本专利技术通过熔池动力学条件的改善，结合提出的脱磷、脱碳热力学新公式，进一步提升了炉渣熔化效果以及熔池传质速率；通过对脱磷阶段和脱碳阶段的参数进行精确的控制，使前期脱磷率稳定达到60％以上，终点脱磷率稳定在90％以上，脱碳期进行高效脱碳，冶炼周期缩短1.5～2min。
[0026]本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉高效脱磷、脱碳方法，其特征在于，所述方法包括脱磷阶段和脱碳阶段；所述脱磷阶段包括如下步骤：S101、先向转炉内加入石灰或白云石对炉渣进行固化冷却；S102、加入废钢，然后加入铁水进行顶吹氧气、底吹惰性气体脱磷得到半钢钢水；所述脱碳阶段包括顶吹氧气+底吹惰性气体复合脱碳得到低磷钢；所述脱磷阶段和所述脱碳阶段在同一个炉子中进行；所述脱磷阶段的底吹惰性气体的流量大于所述脱碳阶段的底吹惰性气体的流量；所述脱磷阶段和所述脱碳阶段采用不同量程的流量计监测底吹气体的流量。2.根据权利要求1所述的转炉高效脱磷、脱碳方法，其特征在于，所述脱磷阶段的顶吹氧气流量小于所述脱碳阶段的顶吹氧气流量。3.根据权利要求1所述的转炉高效脱磷、脱碳方法，其特征在于，所述方法中，基于脱磷和脱碳反应平衡热力学耦合公式：2[P]+4(FeO)+4(CaO)+CO＝(4CaO
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P2O5)+4[Fe]+[C]，脱磷阶段结束后，将钢水温度控制在1380～1440℃；脱碳阶段结束，将钢水温度控制在1600～1660℃。4.根据权利要求1所述的转炉高效脱磷、脱碳方法，其特征在于，所述方法采用的转炉的底吹控制系统包括多个底吹支路(1)，每个所述底吹支路(1)上均包括两个分支路(2)，每个所述分支路(2)上均设有用于流量调节和监测的流量控制模块，所述流量控制模块包含切断阀(21)、调节阀(22)和流量计(23)；每个底吹支路(1)上的两个分支路(2)上的流量计(23)的量程不同。5.根据权利要求1所述的转炉高效脱磷、脱碳方...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪成义，杨利彬，赵舸，赵进宣，赵泽州，王杰，戴雨翔，蔡伟，罗啟泷，
申请(专利权)人：钢铁研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：