[发明专利]一种顶底复吹转炉内少渣脱碳精炼的方法

说明书

技术领域

本发明属于复吹转炉炼钢技术领域，特别是提供了一种顶底复吹转炉内少渣脱碳精炼的方法。

技术背景

为满足市场对高品质洁净钢的大量需求，同时为减少转炉渣量进而减少吹炼过程中铁在渣中的氧化损失，提高炉渣脱磷、脱硫效果，保证转炉稳定生产低磷([P]≤0.007％)、低硫([S]≤0.008％)的洁净钢水，对实现炼钢节能、环保和降低生产成本具有重要作用，是今后炼钢技术发展的方向。

目前，转炉炼钢多采用铁水脱硫预处理铁水作为主要原料，配加适量废钢进行吹炼。为保证吹炼终点钢水磷、硫含量的要求，往往要求提高炉渣碱度R≥3.5。因此，随着铁水硅含量增加为保证碱度石灰加入量升高，渣量大幅度提高。通常铁水硅含量为0.4％时石灰加入量波动在45～55kg/t，转炉渣量波动在100～125kg/t。炼钢生产中产生的炉渣不仅大量浪费了CaO、MgO等自然资源，提高了生产成本，而且形成的炉渣难以全部回收利用，给环境带来较大污染。同时，炉渣中FeO含量波动在18～25％范围内，随渣量增加铁的氧化损失升高，达到14～23kg/t，使炼钢成本进一步升高。转炉炼钢采用铁水脱硫预处理工艺，脱硫后铁水硫含量可以稳定达到[S]≤0.002％。但转炉脱硫能力较差，渣钢间硫的分配比仅为4～6，随渣量升高石灰加入量加大，若石灰中的硫大于0.01％就可能造成熔池回硫，降低钢水质量。因此，如何大幅度降低转炉炼钢渣量和石灰加入量对减轻炼钢环境污染，提高资源利用率，降低生产成本和提高转炉钢水质量均具有重大意义，是今后炼钢技术发展的重要方向。

为大幅度降低转炉炼钢渣量，最近几年日本各家钢厂分别开发出转炉少渣冶炼和无渣冶炼工艺，其基本工艺特点是：转炉采用全量“三脱”预处理铁水，预处理后铁水[S]≤0.005％，[P]≤0.015％，[Si]为痕迹。少渣冶炼控制炼钢渣量≤25kg/t，石灰加入量≤10kg/t；而无渣冶炼(又称为零渣量冶炼)实际是将脱碳炉渣留在转炉内或返回到转炉内重复使用，只补充极少量石灰重新造渣的工艺方法。上述工艺的主要缺点是脱碳炼钢炉内不再承担任何脱除硫、磷的冶炼任务，对铁水“三脱”预处理工艺要求较高，脱磷炉碱度高，渣量大，总体炼钢成本较高。

近几年国内炼钢厂也开始注重减少炼钢石灰消耗量和转炉渣量，但因未能采用全量铁水“三脱”预处理工艺，铁水硅含量高造成石灰消耗高和渣量大的本质问题未能得到解决，只是在溅渣后留20～30kg/t炉渣在下一炉继续使用，可代替少量石灰。

最近，申请号201110148903.0的专利提出一种少渣冶炼的方法，其特点是将转炉炼钢过程分为两个阶段，前一阶段采用转炉留渣进行脱硅和脱磷处理，中间倒渣，倒渣后再加一部分石灰进行脱碳精炼。此种工艺使冶炼周期延长，而石灰消耗和渣量减少有限。

本项发明针对上述技术发明和专利存在的主要技术问题提出一种适于“三脱”铁水转炉少渣冶炼的新工艺方法，其特点是：

稳定控制转炉炼钢渣量≤25kg/t，石灰加入量≤10kg/t；

在少渣冶炼条件下提高渣钢间硫、磷分配比，使L_P(P₂O₅/[P])≥200，L_S≥6，保证脱碳炉转炉脱磷率≥80％；

进一步提高转炉作业率，使吹炼时间缩短到11min以内，冶炼周期≤25min，日产炉数≥45炉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶底复吹转炉内少渣脱碳精炼的方法，利用铁水“三脱”预处理后的半钢在顶底复吹转炉内进行少渣脱碳精炼，其目标是稳定控制炼钢转炉渣量≤25kg/t并在少渣条件下实现转炉高效脱磷。

本发明通过严格控制炼钢渣量和改进化渣工艺，尽快形成高碱度(R≥3.5)炉渣以及合理控制出钢碳含量和终点温度等工艺参数，使渣钢间磷分配比L_P≥200，保证熔池脱磷率稳定≥80％，从而生产[P]≤0.008％的低磷钢。根据磷平衡计算，当半钢[P]≤0.03％，终点[P]≤0.008％，则炼钢过程脱磷量≤0.022％，折合P₂O₅为0.5kg/t。若控制渣量≤30kg/t则渣中P₂O₅≤1.6％。渣钢间磷分配比L_P≥200时与炉渣平衡的钢中[P]≤0.008％。