一种在铁水罐内进行铁水预脱硅、预脱碳和预脱磷的方法

摘要

本发明公开一种在铁水罐内对铁水进行预脱硅、预脱碳和预脱磷的方法，钢水停浇后，将盛有铁氧化物质量百分含量15％以上的高氧化性热态铸余钢渣的钢包运至铁水处理站，将热态铸余钢渣倒入已装有转炉要求铁水总重量10％-30％铁水的铁水罐内，同时按每回收1t高氧化性热态铸余钢渣加入铝粒10kg-20kg和化渣剂20kg-35kg，此后继续向铁水罐内兑入铁水，当铁水重量满足转炉要求后进行铁水扒渣处理，扒渣后将铁水罐中的铁水和剩余熔渣兑入转炉中进行吹炼。

说明书

技术领域

本发明属于炼钢－连铸技术领域，特别涉及一种在铁水罐内对铁 水进行预脱硅、预脱碳和预脱磷的方法。

背景技术

目前，在铁水罐内进行铁水预脱硅、预脱磷主要采取喷吹法，一 般都是通过加入专用的铁水脱硅剂和脱磷剂进行处理。 CN201010131649.9公开了一种铁水脱磷剂及脱硅、脱磷方法，所述 的铁水脱磷剂由下述组分按重量份数组成：混酸氧化铁粉20～35％； 抛丸除尘粉50～60％；不锈钢炼钢除尘灰14～25％，配方中使用含 铬镍固体氧化物，可使脱磷终点铁水含镍量在原有镍含量的基础上小 幅增加5％～8％，对于冶炼不锈钢十分有利。CN03115576.6公开了 一种利用转炉渣为原料的铁水脱磷剂，其组成为转炉渣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％，其中铁氧化物可以是烧结矿或轧钢铁皮，也可以是转 炉烟尘或烧结除尘灰。铁水脱碳一般在转炉内通过吹氧的方式进行， 在铁水罐内脱硅的同时可能会有一小部分碳被脱除。

另一方面，目前连铸铸余钢渣的热态回收技术已经广泛开展，与 冷态回收相比，热态回收不仅实现铸余渣中钢水量和钢渣显热的同时 回收，还可以利用热态渣对钢水进行进一步的冶炼处理，而且整个回 收周期短。从连铸铸余渣的化学成分看，渣中含有较多的CaO，但渣 的氧化性差别较大。低氧化性铸余渣一般是钢水经还原精炼(如LF) 处理后上机浇铸产生的，由于钢水在还原气氛下进行精炼，因此其铸 余渣氧化性较低(渣中FeO和MnO的质量百分数之和一般小于4％)， 熔渣具有一定的脱硫能力。高氧化性铸余渣一般是钢水在氧化气氛下 精炼后上机浇铸产生的，如RH精炼通常在氧化气氛下进行钢水脱碳 处理，因此其铸余渣特点是熔渣氧化性较高(渣中铁氧化物的含量在 15％以上)，熔渣具有一定的脱磷能力。目前低氧化性铸余渣的热态 回收技术已经广泛应用，CN1804047A和CN101886150A分别介绍 了一种低氧化性铸余钢渣的热态回收方法及回收系统。但高氧化性铸 余渣的热态回收技术一直未见报道。

综上，目前铁水罐内的铁水预脱碳、预脱硅、预脱磷方法多数 是通过喷吹粉剂或渣料的方式进行，由于成渣速度的影响其化学反应 较慢，处理时间较长，温降较大。高氧化性连铸铸余钢渣回收困难的 主要原因是高氧化性铸余渣的氧化性较高，热态回收过程中容易引起 液面上涨、钢水喷溅等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在铁水罐内进行铁水预脱硅、预脱碳和 预脱磷的方法，即将高氧化性热态铸余钢渣回收至铁水罐中，在铁水 罐内进行铁水预脱硅、预脱磷、预脱碳的同时，又回收了铸余钢渣中 的钢水量和显热，利用铸余渣的高氧化性提高转炉的成渣速度，可降 低后续转炉冶炼过程造渣料和钢铁料消耗，实现资源、能源的回收利 用。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种在铁水罐内进行铁水预脱硅、预脱碳和预脱磷的方法，其特 征在于：钢水停浇后，将盛有铁氧化物质量百分含量15％以上的高氧 化性热态铸余钢渣的钢包运至铁水处理站，将热态铸余钢渣倒入已装 有转炉要求铁水总重量10％-30％铁水的铁水罐内，同时按每回收1t 高氧化性热态铸余钢渣加入铝粒10kg-20kg和化渣剂20kg-35kg，以 避免液面上涨，此后继续向铁水罐内兑入铁水，当铁水重量满足转炉 装入量要求后进行铁水扒渣处理，扒渣后将铁水罐中的铁水和剩余熔 渣兑入转炉中进行吹炼。

高氧化性热态铸余钢渣中的(CaO)和(FeO)与铁水中的[C]、[Si]、 [P]发生化学反应，兑铁过程的钢渣混合为反应提供良好的动力学条 件。

将高氧化性热态铸余钢渣倒入铁水罐的过程中，铁水罐净空不小 于300mm。

钢水停浇与高氧化性热态铸余钢渣倒入铁水罐之间的时间间隔 小于15分钟。

化渣剂的成分为SiO₂、Al₂O₃、MnO、CaO、MgO及杂质，其中 SiO₂和Al₂O₃的质量百分含量之和大于75％。化渣剂的主要作用是降 低熔渣的熔点，使得铁水与铸余渣之间反应生成的CO气体快速排除， 避免渣面上涨带来的喷溅风险。

铁水罐内在倒入热态铸余钢渣之前应有一定量的铁水，其目的是 防止钢渣倒入后由于温降过大导致凝固或结壳。

在满足铁水罐净空不小于300mm、铁水重量满足转炉装入量要 求的前提下，可以将几罐钢水的铸余钢渣同时倒入一个铁水罐内。

将高氧化性热态铸余钢渣回收至铁水中，一方面回收了铸余渣中 的钢水和显热，同时利用铸余渣的高氧化性对铁水进行预脱硅、预脱 磷、预脱碳处理，使得兑入转炉后的铁水碳含量和磷含量均有所降低， 降低冶炼过程造渣料的消耗和钢铁料消耗，可以获得极大的经济效 益。

具体实施方式

本实施例是利用超低碳IF钢浇铸铸余钢渣进行铁水预脱碳、预脱 硅和预脱磷的方法。其工艺依次按照如下工序进行：

(1)超低碳IF钢转炉出钢量为260t，浇铸结束后，铸余钢渣为12.5t， 铸余渣成分如下表。

表铸余渣成分，％

FeO CaO SiO₂Al₂O₃MnO MgO 杂质 20.13 45.94 12.47 11.46 4.03 5.58 余量

(2)先将空铁水罐运至铁水倒灌间，向其中装入铁水60t，铁水成分及 温度如下表。

表处理前铁水成分及温度

C，％ Si，％ Mn，％ P，％ S，％ T，℃ 4.15 0.4 0.29 0.08 0.03 1322

(3)将盛有热态铸余钢渣的钢包及装有60t铁水的铁水罐运至铁水处 理站，用吊车将热态铸余钢渣倒入铁水罐内，同时加入160kg铝粒和 380kg化渣剂，化渣剂的成分为：SiO₂的质量百分含量为42％，Al₂O₃的质量百分含量为39％，CaO的质量百分含量为13％，MgO的质量 百分含量为3.5％，MnO的质量百分含量为1％，其余为杂质。整个 处理过程铁水罐净空为300mm-500mm。钢包浇铸结束至将热态钢渣 倒入铁水罐的时间间隔为10分34秒。

(4)将翻入热态铸余钢渣的铁水罐运回铁水倒灌间继续向内装铁160t 以满足转炉装入量要求，整个装铁过程要求小流慢装，避免钢渣反应 导致的钢水喷溅及溢渣。铸余渣中的(CaO)、(FeO)与铁水中的[C]、

[Si]、[P]发生化学反应，装铁过程的钢渣混合为反应提供了良好的动 力学条件，装铁结束后铁水成分及温度如下表。

表处理后铁水成分及温度

C，％ Si，％ Mn，％ P，％ S，％ T，℃ 4.05 0.32 0.23 0.07 0.03 1294

(5)将铁水罐运至铁水处理站进行扒渣处理，铁水扒渣后，将铁水罐 中的铁水和熔渣兑入转炉。