双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法

技术领域

本发明涉及转炉炼钢工艺技术领域，特别涉及一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法。该方法能提高脱磷渣终点碱度控制的准确性，从而提高脱磷阶段的脱磷率和脱磷渣倒渣率，达到降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的。

背景技术

双渣法转炉炼钢工艺是在转炉中先进行脱硅、脱磷操作，对于脱磷渣进行排渣；然后在同一转炉中进行脱碳操作，出钢后对于脱碳渣进行留渣，经过溅渣护炉，摇炉确认液态渣固化后，兑入铁水，进行下一炉冶炼。双渣法转炉炼钢工艺利用转炉冶炼前期温度低这一有利于脱磷反应的热力学条件，将上一炉由于温度高已基本不具备脱磷能力的脱碳终渣，用于下炉次吹炼初期温度较低时脱磷。这样由于充分利用了前一炉次尚未反应的石灰，从而可以大幅度减少石灰的用量，在降低石灰等辅料消耗的同时，降低了转炉炉渣的发生量。但是，双渣法转炉炼钢工艺的脱磷期一般时间较短，只有4-7分钟，在这短短的时间里，添加的石灰和白云石难以充分化渣，导致脱磷渣碱度难以准确控制，从而影响脱磷期的脱磷率以及脱磷渣的流动性，因此准确控制脱磷渣的碱度是双渣法转炉炼钢工艺顺利有效实施的关键。

炼钢石灰的主要成分是CaO，是炼钢渣中最主要的有效成分。在转炉炼钢过程中，增加渣中CaO含量可以提高渣的碱度，从而有利于渣中P

在双渣法转炉炼钢工艺过程的前期脱磷阶段，由于温度较低，一般脱磷阶段终点的温度在1380℃左右，加之脱磷阶段的时间较短，一般为4-7分钟，导致脱磷终渣碱度很难准确控制。影响脱磷终渣碱度的因素很多，包括铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量、石灰、轻烧白云石、烧结矿或返矿、OG压球等氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，针对上述双渣法转炉炼钢工艺脱磷终渣碱度控制难题，提供一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，通过在兑铁水之前在炉底铺入石灰，石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，通过向转炉中兑铁水之前在炉底铺入石灰，石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

(1)在上一炉次转炉终点出钢后，加入轻烧白云石作为固化剂，再进行溅渣护炉操作，并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；

(2)下一炉次吹炼和兑铁水开始之前，根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，及其中的CaO和SiO

其中R是脱磷渣碱度，W

(3)加废钢和兑铁水，降低氧枪枪位开始吹氧，控制氧枪枪位、吹氧强度和吹氧时间，为促进脱磷前期石灰快速化渣，分批次加入烧结矿、返矿、OG压球中的至少一种作为氧化铁辅料进行造渣，并控制脱磷终渣中的T.Fe含量；

(4)脱磷期间结束后，停止吹炼，然后将脱磷渣从转炉中倒出，对脱磷渣进行排渣。优选脱磷结束停止吹炼后，倾转转炉，尽可能多地倒出脱磷渣。

优选地，在所述步骤(1)中，向转炉内加入轻烧白云石2～10kg/吨钢，然后溅渣护炉，使轻烧白云石与脱碳终渣充分混合固化脱碳渣；溅渣护炉后，倾动转炉，确认炉渣完全固化，避免兑铁水时发生喷溅。

优选地，在所述步骤(2)中，在转炉底部铺入的石灰在加废钢兑铁水之前加入；根据铁水和废钢的硅含量、前一炉的留渣量、轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量和其中的CaO和SiO

优选地，在所述步骤(2)中，控制脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将10.6-30.0kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底。

优选地，在所述步骤(3)中，加入废钢后，兑入铁水；降低氧枪开始吹氧，脱磷阶段的吹炼时间为4～7min，顶吹供氧强度为1.5～3.5m

在吹炼开始30～60s时，加入第一批氧化铁辅料；

在吹炼开始200～300s，加入第二批氧化铁辅料；

然后继续吹炼40-120s，直到脱磷期结束；氧化铁辅料合计加入量为6～12kg/吨钢，控制脱磷终渣的T.Fe含量为10-20％。

优选地，在所述步骤(3)中，在进行钢水脱磷阶段，对于120吨转炉，氧枪枪位为1.6～2.0m。

优选地，在所述步骤(3)中，对于120吨转炉，控制顶吹供氧强度为2.29～3.50m

优选地，通过精确调整脱磷渣的碱度，使得脱磷渣计算碱度与实际测量碱度之间的偏差不大于±0.2；所述

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明提高脱磷渣终点碱度控制准确性的理由在于，充分考虑了铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，石灰、轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，及其其中的CaO和SiO

2.本发明采取了分批加入烧结矿、返矿、OG压球中的至少一种作为氧化铁辅料的方法；在氧枪下降枪位点火成功后，一般在吹炼开始30-60s，加入第一批氧化铁辅料；在临近脱磷期结束，一般在吹炼开始200-300s,加入第二批氧化铁辅料；通过工业实验结果表明，采用上述添加轻烧白云石和石灰的方法，以及分批加入氧化铁辅料的方法，石灰化渣率(ξ

3.本发明通过铺入石灰量为2～30kg/吨钢，控制脱磷期终点的目标碱度R为1.3到2.4，这样既保证脱磷渣具备良好的脱磷率，又具有良好的流动性，从而实现较高的中间排渣率；当碱度R小于1.3时，脱磷渣的流动性虽然良好，但是脱磷渣的脱磷能力大幅度降低，导致脱磷期终点的磷含量大幅度增高，降低了脱磷期的脱磷率；当碱度R大于2.4是时，脱磷渣的脱磷能力虽然良好，但是脱磷渣的流动性大幅度降低，导致脱磷渣中间排渣困难，降低了脱磷渣的排渣率；所以，控制脱磷期终点的目标碱度R为1.3到2.4，能同时提高脱磷阶段的脱磷率和脱磷渣倒渣率，有助于达到降低石灰消耗和提高炼钢整体脱磷率的目的；

4.本发明方法简单易行，成本低，适合推广使用。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

实施例1：

在本实施例中，一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，通过在向转炉中兑铁水之前在炉底铺入石灰；石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

(1)在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.73kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；

(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据表1所示的铁水硅含量，设定脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将10.6kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底；

(3)加废钢21吨和兑铁水123吨，降低氧枪枪位开始吹氧，对于120吨转炉，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.36m

为促进脱磷前期石灰快速化渣，分两个批次加入烧结矿：在吹炼开始30s加入第一批烧结矿4.57kg/吨钢，在吹炼开始270s加入第二批烧结矿4.32kg/吨钢，脱磷终点渣中的T.Fe含量为19.71％；

根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，石灰、轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，及其其中的CaO和SiO

(4)脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣顺利，倒渣时间138s，倒渣率大于50％；脱磷渣成分见表3，脱磷渣实测碱度(实测R)为1.81，与预测碱度的偏差ΔR为0.11，较好地达到脱磷终渣预测碱度目标。其中ΔR＝实测R-预测R。

如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.124％，脱磷终点铁水磷含量为0.0497％，脱磷率为59.9％，取得了较好的脱磷率。

由于实测碱度比较接近预测碱度目标，因此，获得了较好的脱磷率和倒渣率，降低了脱碳阶段的脱磷负荷，为提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗奠定了基础。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，通过向转炉中兑铁水之前在炉底铺入石灰，石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

(1)在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.55kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；

(2)在下一炉次吹炼开始之前，根据表1所示的铁水硅含量，设定脱磷渣的目标碱度为1.70，提前将13.4kg/吨钢的石灰铺入转炉炉底；

(3)加废钢18吨和兑铁水122吨，降低氧枪枪位开始吹氧，对于120吨转炉，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.29m

为促进脱磷前期石灰快速化渣，分两个批次加入烧结矿：在吹炼开始30s加入第一批烧结矿4.38kg/吨钢，在吹炼开始270s加入第二批烧结矿4.70kg/吨钢，脱磷终点渣中的T.Fe含量为10.21％；

根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，石灰、轻烧白云石、烧结矿和渣钢的加入量，及其其中的CaO和SiO

(4)脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣顺利，倒渣时间148s,倒渣率大于50％。脱磷渣成分见表3，脱磷渣实测碱度(实测R)为1.57，与预测碱度的偏差ΔR为-0.13，较好地达到脱磷终渣预测碱度目标。其中ΔR＝实测R-预测R。

如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.127％，脱磷终点铁水磷含量为0.0595％，脱磷率为53.1％，取得了较好的脱磷率；

由于实测碱度比较接近预测碱度目标，因此，获得了较好的脱磷率和倒渣率，降低了脱碳阶段的脱磷负荷，为提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗奠定了基础。

对比例：

在本对比例中，一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，包括以下步骤：

a.在上一炉次转炉终点出钢后，如表4所示，加入轻烧白云石5.83kg/吨钢作为固化剂，再进行溅渣护炉操作并固化脱碳渣，然后将脱碳渣全部留在炉内作为下一炉次的脱磷剂；

b.加废钢18吨和兑铁水122吨，降低氧枪枪位开始吹氧，对于120吨转炉，控制氧枪枪位为1.9m，吹氧强度为2.42m

根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，石灰、轻烧白云石、烧结矿和渣钢的加入量，及其其中的CaO和SiO

c.脱磷结束停止吹炼，脱磷渣排渣不好，在排渣过程中可以看到大量未熔化的大块石灰团块。倒渣时间仅为64s,倒渣率小于30％。脱磷渣成分见表3，脱磷渣实测碱度(实测R)为1.25，与预测碱度的偏差ΔR为-0.45，与脱磷终渣预测碱度目标差距较远。其中ΔR＝实测R-预测R。

如表1和表2所示，铁水初始磷含量为0.128％，脱磷终点铁水磷含量为0.0983％，脱磷率仅为23.2％，脱磷率较低。

综合上述实施例和对比例，参见下表：

表1为入炉铁水和废钢条件(mass％)。

表2为脱磷铁水终点成分(mass％)。

表3为脱磷终渣成分(mass％)。

表4为各炉所消耗的石灰、白云石与烧结矿(kg/吨钢)。

表5为各炉次脱磷阶段吹炼工艺参数。

表1.入炉铁水和废钢条件(mass％)

表2.脱磷铁水终点成分(mass％)

表3.脱磷终渣成分(mass％)

表4.各炉所消耗的石灰、白云石与烧结矿(kg/吨钢)

表5.各炉次脱磷阶段吹炼工艺参数

在对比例中，在顶部氧枪开始吹炼以后，由于从顶部加入石灰，同时，烧结矿为一次性加入，所以脱磷终点渣中T.Fe含量大幅度降低，这些因素导致石灰化渣情况不好，脱磷终渣实测碱度仅为1.25。这样大幅度降低了脱磷阶段的脱磷率和排渣率，同时脱磷渣排渣过程中排出了大量未反应的大块石灰团块，不能达到提高炼钢整体脱磷率，降低石灰消耗的目的。

实施例3：

本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，一种双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法，通过在向转炉中兑铁水之前在炉底铺入石灰，石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，以及其中的CaO和SiO

上述实施例双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法。通过在兑铁水之前在炉底铺入石灰，石灰的铺入量根据铁水和废钢的硅含量，前一炉的留渣量，轻烧白云石、氧化铁辅料和渣钢的加入量，及其其中的CaO和SiO

上面对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明双渣法转炉炼钢工艺脱磷渣碱度的控制方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。