[发明专利]铁水脱磷剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于钢材生产技术领域，具体地是指一种铁水脱磷剂及其应用方法。

背景技术

铁水预处理所常用的脱磷剂主要包含了氧化剂、固定剂和助熔剂三大组成要素，其氧化剂主要作用是氧化铁水中的磷，常采用稳定性较差的氧化物，如Fe₂O₃、FeO、MnO₂等，固定剂则是使被氧化的磷牢固地结合在炉渣中以便除去，助熔剂的作用是降低脱磷渣的熔点，常选用金属的化合物或氟化物。目前申请号为03115576.6的发明专利公开了一种以转炉渣为原料的铁水脱磷剂，其组分为(W％)转炉渣20～50，石灰15～28，铁氧化物20～43，萤石0～3，苏打0～3石灰石0～3，其选择废弃的转炉渣为原料成本低廉，有利于环保，但由于其中的转炉渣本身含磷，会影响脱磷剂的脱磷率，而且其脱磷后产生炉渣量大，给后续工序带来较大工作量。

另外，脱磷剂的脱磷率除了与脱磷剂组分有关外，还取决于脱磷时的热力学条件及动力学条件，理想的脱磷热力学条件为高碱度、高渣量、高氧化性以及较低的温度。实际生产过程中，对于磷含量为0.1％左右的低磷铁水来说，较高脱磷率对应的渣量水平并不高，生产的组织管理可顺利进行。但对于磷含量0.2％以上的中高磷铁水来说，较高脱磷率使其对应的渣量水平，将大幅减少铁水包或转炉的装入量，严重影响生产进展。因此，中高磷铁水脱磷的预处理工艺需要重点改进的地方在于如何减少渣量。而脱磷剂的组成中，只有氧化剂可以考虑以气体氧代替。但提高气体氧比例，会导致脱磷过程中碳消耗加剧，甚至发生只脱磷不脱碳的情况。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种铁水脱磷剂及其应用方法，利用该脱磷剂对中高磷铁水脱磷预处理能有效降低了脱磷渣量，并实现脱磷保碳的目的。

为实现上述目的，本发明铁水脱磷剂的各组分按重量百分数计为：氧化钙75～85％，氧化铁：10～21％，氟化钙4～5％。

所述铁水脱磷剂的应用方法，采用顶吹氧气的吹炼工艺，依次包括以下步骤：

1)将配好的生铁称重后加入感应炉内，开始加热熔化生铁；

2)待生铁熔清后测温取样，当温度升至1350±10℃时，从炉顶氧气管向熔池内吹入氧气，同时分批加入预先混合好的脱磷剂，第一批加入总用量的60～80％，间隔3～5min后加入剩余脱磷剂；

3)继续加热，12～18min后脱磷结束；

其特殊之处在于：对磷含量为0.2～0.5％的中磷铁水，步骤2)所述的脱磷剂用量为所述生铁重量的8～10％，所述吹入氧气重量为所述脱磷剂中氧化铁所含氧重量的1.5～3倍；对磷含量为0.5％～1％的高磷铁水，步骤2)所述的脱磷剂用量为所述生铁重量的10～15％，所述吹入氧气重量为所述脱磷剂中氧化铁所含氧重量的3～5倍。

进一步地，步骤2)中所述第一批脱磷剂加入后，间隔2.5～3.5min后再加入剩余脱磷剂。

本发明的铁水脱磷剂各成分的设计原理及其脱磷工艺原理如下：

氧化钙为固定剂，起到把氧化的磷牢固地结合在炉渣中作用；而传统的脱磷剂采用的氧化钙比例不超过70％，本发明采用氧化钙及其含量控制在75～85％范围，是因为为了减少脱磷剂消耗量，需要尽量提高氧化钙用量，使脱磷渣处于非均相状态，但过高的氧化钙用量将导致脱磷渣过于粘稠，使炉渣失去脱磷能力。氧化铁是氧化剂，传统的脱磷剂中氧化铁的含量为30％左右，本发明选用较低的10～21％范围，在具体的脱磷操作中需要结合选用部分气体氧代替固体氧，这样在保证脱磷率的同时，进一步降低了固体脱磷剂的消耗。氟化钙助熔剂能降低脱磷剂熔点，其含量控制在4～5％，因为过低的氟化钙用量将导致炉渣过于粘稠，而过高的氟化钙用量将增加固体脱磷剂的消耗。