一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法技术

本发明专利技术公开了一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法，步骤为：（1）向炉内加入钢铁料，将脱磷剂加入料仓；所述脱磷剂由预配脱磷剂与还原后的炉渣混合；（2）将扒渣勺安装到捣料杆上，随后盖上炉盖，开始送电升温直至钢铁料熔清；（3）待钢铁料全部熔清后分两批加入脱磷剂，并保持钢液温度在1450～1480℃，再进行30min～35min的脱磷反应，然后利用扒渣设备将炉渣扒出至炉内渣斗中。（4）将炉渣取出冷却、破碎，再将炉渣与焦炭充分混合后加热还原，还原后的炉渣即可重复利用。本发明专利技术可以控制钢液中磷含量至0.015%以下，由于使用还原后的炉渣因此具有成本低、前期化渣快、操作简便、炉渣无污染可重复利用等优点。污染可重复利用等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法


[0001]本专利技术属于真空冶炼
，尤其是一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法。

技术介绍

[0002]真空感应炉冶炼是利用电源的电磁感应变化在炉料内部产生感应电流进而熔化炉料。由于炉渣导电性较差不能被感应加热熔化，因此感应炉冶炼中通常不会加入炉渣且炉渣流动性差出钢时会影响安全性，但是感应炉冶炼中磷含量控制较为困难。受制于冶炼条件、炉衬成分、冶炼成分等因素的影响，很难实现炉内磷含量的精准控制，只能使用磷含量较低的纯铁料，这就导致企业冶炼成本的进一步上升。
[0003]钢中的磷是铁矿石中的磷被还原以后进入铁水中，并随着铁水进入炼钢过程。氧化脱磷的原理是将脱磷产物以磷酸盐的形式进入渣中，在实际转炉吹氧冶炼过程中钢液中P的氧化是在渣钢界面被FeO氧化成P2O5并与CaO结合形成稳定的磷酸盐，而Fe会继续被氧化成FeO参与后续脱磷过程。其脱磷原理如下述反应式(A)所示：
[0004][0005]由上述反应式(A)可知，脱磷是一个放热过程因此低温有利于脱磷反应的进行。限制炉渣循环利用的一个难点就是炉渣中磷的循环使用可能会对钢液造成污染，如果采用某种方法将炉渣中的P从炉渣中分离出来那么剩下的炉渣还可以进行重复利用。由于炉渣中P是以氧化物形式形成磷酸盐，因此可以采用还原的方法将炉渣中的P还原成磷气体进而排出炉渣，其基本原理如下述反应式(B)所示：
[0006]4CaO
·
P2O
5(s)
+5C＝4CaO+P2+5CO(B)
[0007]由该反应式(B)可知，经过还原后炉渣中的磷会以气体的形式随CO逸出，从而降低炉渣中磷的含量以便达到循环利用的目的。
[0008]专利申请号CN201110157597.7中公开了一种中频炉和真空感应炉双联脱磷的方法，其是先在中频炉中进行熔化脱磷，随后将脱磷后的钢液由中频炉转入真空感应炉中精炼。该方法虽然脱磷效率较好但是操作过程繁琐，且需要对高温钢液进行搬运较为危险，转运过程钢中部分元素易吸收氧气，进而在钢液内部形成部分难以去除的夹杂物。
[0009]专利申请号CN201810527391.0公开了一种真空感应炉脱硫脱磷工艺，其不足之处是：(1)其所用炉渣含有F极易对炉体密封造成影响；(2)其炉渣中含有F危害环境且不能循环利用；(3)其将磷硫降低到要求后无法进行合金成分微调。
[0010]综上，现有技术中虽然能够实现脱磷效果但是能够在真空炉内脱磷及其脱磷炉渣循环利用鲜有报道，因此开发一种真空感应炉脱磷及脱磷渣循环利用的方法具有重要的实际意义。

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的技术问题是提供一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法，以实现脱磷及炉渣循环利用。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0013](1)向炉内加入钢铁料，将脱磷剂加入料仓；所述脱磷剂包括预配脱磷剂与还原后的炉渣；
[0014](2)将扒渣勺安装到捣料杆上，随后盖上炉盖，开始送电升温直至钢铁料熔清；
[0015](3)待钢铁料全部熔清后分两批加入脱磷剂，并保持钢液温度在1450～1480℃；再进行30min～35min的脱磷反应，然后利用扒渣设备将炉渣扒出至炉内渣斗中；
[0016](4)待出钢结束后将炉渣取出破碎，再将炉渣与焦炭充分混合后加热还原，还原后的炉渣即可用于后续炉次步骤(1)所述脱磷剂。
[0017]进一步的，所述步骤(1)中预配脱磷剂的主要成分重量配比为：FeO 15％～22％、CaO 40％～50％、SiO
2 15％～25％、MgO 9％～11％、MnO 2％～3％。
[0018]进一步的，所述步骤(1)中，除脱磷剂外，还另加入有Fe2O3，Fe2O3的加入量为脱磷剂总重的8％～12％。
[0019]进一步的，所述步骤(5)中，加热还原温度为1400～1430℃，焦炭加入量占炉渣总重的10％～15％，还原时间控制在30～40min。
[0020]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术利用脱磷的有利条件通过加入脱磷渣、利用氩气搅拌，可实现真空感应炉内的高效脱磷，从而有效地提升冶炼质量；且工艺过程的成本低，对环境无污染，操作简单易实行，具有显著的经济和环境效益。本专利技术可以控制钢液中磷含量至0.015％以下，具有成本低、操作简便、炉渣无污染且可以重复利用等优点。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0022]本循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法采用下述工艺步骤为：
[0023](1)向炉内加入钢铁料和合金料，将脱磷剂加入料仓；所述脱磷剂由预配脱磷剂与还原后的炉渣组成；所述预配脱磷剂的成分重量配比为：FeO 15％～22％、CaO 40％～50％、SiO
2 15％～25％、MgO 9％～11％、MnO 2％～3％，余量为Al2O3和S为主的杂质；所述预配脱磷剂占脱磷剂总重≥80％；所述脱磷剂的加入量为钢铁料和合金料总重的4％～5％。
[0024]除脱磷剂外，还另加入部分Fe2O3与脱磷剂一同加入，即在料仓内还加入有Fe2O3，Fe2O3的加入量为脱磷剂总重的8％～12％。添加Fe2O3的目的为：炼钢过程P的氧化是在渣钢界面处被[FeO]氧化，Fe会继续被氧化成FeO；由于在真空感应炉操作过程中没有像实际转炉冶炼过程中有大量的氧气吹入，因此在脱磷剂中加入一定量的Fe2O3来模拟供氧。
[0025](2)将扒渣勺安装到捣料杆上，随后盖上炉盖，开始送电升温直至钢铁料熔清。
[0026](3)待钢铁料全部熔清后分两批加入料仓内的物料，即脱磷剂和Fe2O3，并保持钢液温度在1450～1480℃，加入第一批料仓内的物料后打开底吹氩气搅拌，5min～10min后加入第二批料仓内的物料，再进行30min～35min的脱磷反应，然后利用扒渣设备将炉渣扒出至
炉内渣斗中，扒渣完成后合金化之前向炉内充入0.03～0.05MPa的氩气。
[0027](4)待出钢结束后将炉渣取出破碎至0.1～0.2mm，再将炉渣与焦炭充分混合后加热还原，焦炭加入量占炉渣总重的10％～15％、焦炭中的有效碳含量≥80wt％，加热还原温度为1400～1430℃、加热还原时间为30～40min；还原后的炉渣即可用于后续炉次步骤(1)所述脱磷剂。
[0028]所述还原过程利用焦炭的强还原性将渣中的五氧化二磷还原生成磷蒸汽挥发，从而使得炉渣的继续拥有脱磷能力，可以用于再次脱磷。所述焦炭还原炉渣的原理如下述反应式(C)和(D)所示：
[0029]C(s)+FeO(l)＝CO(g)+Fe(l)、ΔGθ＝141660
‑
139.45T(C)；
[0030]5C(s)+P2O5(l)＝5CO(g)+P2(g)、ΔGθ＝603609
‑
648.94T(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法，其特征在于，其方法步骤为：（1）向炉内加入钢铁料，将脱磷剂加入料仓；所述脱磷剂由预配脱磷剂与还原后的炉渣组成；（2）将扒渣勺安装到捣料杆上，随后盖上炉盖，开始送电升温直至钢铁料熔清；（3）待钢铁料全部熔清后分两批加入脱磷剂，并保持钢液温度在1450～1480℃；再进行30min～35min的脱磷反应，然后利用扒渣设备将炉渣扒出至炉内渣斗中；（4）待出钢结束后将炉渣取出破碎，再将炉渣与焦炭充分混合后加热还原，还原后的炉渣即可用于后续炉次步骤（1）所述脱磷剂。2.根据权利要求1所述的一种循环利用脱磷渣进行真空感应炉脱磷的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞华，刘毅，王博祥，李瑞杰，赵培义，徐于斌，王育飞，张福利，王傲，齐紫阳，
申请(专利权)人：河钢集团有限公司河钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：