[發明專利]在鐵水中直接供氧的預脫磷工藝

有效

• 申請號: 201910096541.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109694932B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉國;張紅文;仇龍
• 申請（專利權）人: 北京北科創新科技發展有限公司;劉國
• 主分類號: C21C1/02
• 分類號: C21C1/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 劉乃東

本發明公開了在鐵水中直接供氧的預脫磷工藝，包括以下步驟：通過上部供氣元件將氧化性氣體從鐵水頂部噴入鐵水容器，通過底吹供氣元件將氧化性氣體從鐵水底部吹入鐵水容器，通過輔助添加元件從頂部料倉添加冷卻劑和部分脫磷材料，在氧化性氣體之前先噴吹保護性氣體。本發明通過改造傳統轉爐為脫磷爐或設計獨立的預脫磷工位，實現在鐵水容器內實現鐵水預脫磷，不影響現有氧氣轉爐布置和生產組織，減輕氧氣轉爐生產壓力，提高其作業率，解決預脫磷過程的氧化劑和冷卻劑利用率低、脫磷效果不穩定而影響正常生產組織和產能提升問題，減少后續脫碳爐的氧化劑、冷卻劑、造渣料消耗，利于低磷鋼、合金直接還原化等新工藝、新技術的推廣。

技術領域

本發明涉及鐵水有害元素的處理技術領域，尤其涉及一種在鐵水中直接供氧的預脫磷工藝。

背景技術

磷在絕大多數鋼種中是有害元素。隨著科學技術的迅速發展，市場對鋼的高質量、低成本的要求越來越高，如：低溫用鋼、海洋用鋼、抗氫致裂紋鋼和部分厚板用鋼，除了要求硫含量極低以外，還要求鋼中磷含量低于0.01％或0.005％；為了降低氧氣轉爐煉鋼的生產成本，實行少渣冶煉和合金直接還原工藝，也要求鐵水磷含量低于0.020％。此外，在鐵礦石資源日益緊張的情況下，過度依賴進口礦源，必定給我國鋼鐵工業的長期發展帶來不利影響，如何開發利用我國已探明的高磷鐵礦是中國鋼鐵工業面臨的重要課題。

穩定而高效鐵水預脫磷工藝，是轉爐實現低成本冶煉和低磷、超低磷鋼生產的最有效途徑。

現有技術的脫磷工藝，是將脫磷劑以各種方式加入鐵水中或鐵水表面，使之與鐵水中的磷生成磷化合物，從而使磷固定在渣中或進入氣相以達到預脫磷目的。為將鐵水中的磷去除，必須使之與脫磷劑反應生成穩定的化合物并從鐵水中分離出來。根據不同的脫磷反應產物和反應過程中所要求的不同氧位，脫磷劑可以分為氧化脫磷劑和還原脫磷劑兩大類，還原脫磷劑主要用于鐵合金和合金鋼的脫磷；常用的氧化脫磷劑是由易被還原的氧化劑、堿性氧化物及助熔劑等組成的復合脫磷劑，例如蘇打系脫磷劑、石灰系脫磷劑等。

鐵水脫磷劑主要由氧化劑、造渣劑和助熔劑組成。氧化劑的作用在于供氧，將鐵水中的磷氧化成P₂O₅，并與造渣劑結合成磷酸鹽留在脫磷渣中，一般為氣體氧化劑(主要是O₂或CO₂)和固體氧化劑(軋鋼皮、鐵礦石、燒結返礦、錳礦石等)；造渣劑主要有兩類：蘇打(Na₂CO₃)系和石灰(CaO)系，起著固化硅、磷氧化物的作用，形成穩定的硅酸鹽或磷酸鹽；助熔劑一般為螢石和氯化鈣等，用來降低脫磷渣熔點、改善脫磷渣的流動性能，同時激化脫磷反應，強化脫磷效果。

為解決高磷鐵水的冶煉和實現低磷鋼的穩定生產，國內采用雙聯工藝布置脫磷轉爐或采用平臺開孔的方式，實現鐵水預脫磷。存在的缺陷是，由于氧氣、燒結礦、礦石等氧化劑和石灰、蘇打等固化劑的利用率不高，存在脫磷率低、脫磷效率不穩定的缺點，同時造成碳的氧化比例高，后續脫碳爐熱量不足，需加入部分硅鐵、碳化硅或鋁碳球等作為升溫材料，且影響常規轉爐的正常生產組織，限制煉鋼工序產能提升。

由于存在脫磷效率不穩定、脫碳率高、生產組織難度大等不足，現有鐵水預脫磷工藝一直未得到廣泛推廣。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述缺陷，提供一種在鐵水中直接供氧的預脫磷工藝；本發明根據進鐵方式和廠房布局，通過改造傳統轉爐為脫磷爐，或設計獨立的預脫磷工位，也可在高爐出鐵溝、鐵水包、魚雷罐、混鐵爐等鐵水容器內實現鐵水預脫磷，不影響現有氧氣轉爐布置和生產組織，減輕氧氣轉爐生產壓力，提高其作業率。本發明將鐵水預脫磷的概念化，解決預脫磷過程的氧化劑和冷卻劑利用率低、脫磷效果不穩定、影響正常生產組織和產能提升等問題。將預脫磷效率穩定在80％以上、預脫磷過程鐵水中碳損失小于0.5％，減少后續脫碳爐的氧化劑、冷卻劑、造渣料消耗，為低磷鋼、合金直接還原化等新工藝、新技術的順利推廣提供技術保障。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：