[发明专利]一种利用顶底复吹转炉的铁水脱磷处理方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别是涉及一种利用顶底复吹转炉的铁水脱磷处理方法。

背景技术

近年来，钢铁产品对磷含量的要求日趋严格。为了满足钢铁品质的要求，需要在铁水预处理及转炉炼钢过程中尽可能的除去铁水中的磷。转炉具有炉容比大以及脱磷动力学好的优点，近年来国内外各大钢厂越来越重视利用转炉进行铁水脱磷。对于传统的转炉吹炼过程，废钢、未脱磷·脱硅铁水及脱磷剂被装入转炉，然后顶吹氧气氧化除去铁水中的Si、P和C等。但是由于铁水初始硅含量高以及吹炼中后期钢水温度高，铁水中脱去的磷会部分返回钢水中，因此需要使用过量的石灰，导致钢渣排放量和生产成本增加。此外，为了快速溶解过量的石灰，萤石被大量添加，不仅仅导致了转炉炉衬腐蚀严重，也导致了钢渣再利用时F^-溶出带来的环境问题。

中国专利申请号97116979.9公开了“铁水预脱磷方法”，该方法利用转炉且使用合成渣进行铁水预脱磷，萤石用量达到了每吨铁5.6～8.0kg，用于实际生产中会导致转炉炉内耐火材料腐蚀严重。

日本国专利申请号1995-87489、1991-321891和1991-174146公开了关于利用顶底复吹转炉进行铁水脱磷处理的方法。该方法基于两座转炉，一座用于铁水脱磷，一座用于脱碳，通过利用脱碳渣于脱磷炉进行脱磷，能够有效降低转炉炼钢过程废渣排放量。但是对于脱磷过程中铁水终点磷含量在0.015～0.020重量％的条件下，萤石用量达到了每吨铁5～16kg，同样不利于转炉炉内耐火材料的保护以及炉渣的再利用。

一般转炉脱碳渣中F^-含量较高，有些情况达到了1mass％(TETSU-TO-HAGENE，Vol.88(2002)，p.347)。钢渣在再利用过程中F^-会溶出，随着国家环保标准的日趋严格化，炼钢过程中无氟或者低氟精炼渣的使用是今后的发展趋势。为了在炼钢过程中替代萤石，本发明者进行了详细调查。根据1300度的CaO-FeO-Fe₂O₃相图(Physical andChemical Data Book for Iron and Steelmaking Ironmaking，Edited by the Iron and SteelInstitute of Japan，2006，p.536)，当Fe₂O₃含量高于12mass％时出现一个大的液相区，随着SiO₂添加量的增加液相区面积增大，并且热力学平衡实验证实了该渣系在高碳领域具有强的脱磷能力(TETSU-TO-HAGENE，Vol.76(1990)，p.878)。因此，通过控制脱磷终渣Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)和(Fe³⁺+Fe²⁺)含量是可能降低萤石用量，并且快速化渣促进脱磷。在实际转炉吹炼过程中，通过调整供氧参数和添加高Fe₂O₃含量的铁矿石是能够达到控制Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)和(Fe³⁺+Fe²⁺)含量的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用顶底复吹转炉的铁水脱磷处理方法，在少量萤石添加或者不添加的条件下，通过控制转炉脱磷终渣中Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)和(Fe³⁺+Fe²⁺)含量，达到降低铁水终点磷含量在0.02重量％以下的目的。

本发明主要针对铁水脱磷。在脱磷过程中使用氧气、石灰和高Fe₂O₃含量的铁矿石作为脱磷剂，通过控制转炉脱磷终渣中Fe³⁺/(Fe³⁺+Fe²⁺)和(Fe³⁺+Fe²⁺)含量，在少量萤石添加或者不添加的条件下降低终点铁水磷含量至0.02重量％以下。

进入转炉的铁水初期磷含量为0.04～0.12重量％。

所述的脱磷剂中高Fe₂O₃含量的铁矿石组成为T.Fe(矿石总含铁量)≥65重量％，FeO≤1重量％；