一种应急补救的脱磷方法
阅读说明：本技术 一种应急补救的脱磷方法 (Dephosphorization method for emergency remediation ) 是由 冀建立 韩凯峰 江腾飞 朱建强 于宏斌 郝丽霞 孙亮 于 2021-09-17 设计创作，主要内容包括：本申请涉及转炉、精炼LF炉技术领域,尤其涉及一种应急补救的脱磷方法。所述方法包括以下步骤：获取转炉炼钢的钢水中各化学组分的含量；根据所述化学组分的含量和标准磷含量,判定磷含量是否超标；若是,根据所述标准磷含量控制转炉冶炼和/或精炼炉冶炼,进行脱磷；所述转炉冶炼包括转炉炉后进行底吹和控制碱度；所述精炼炉冶炼包括精炼炉固渣。充分利用底吹搅拌和控制碱度的相关工艺对钢水进行控制,使钢水中以磷元素或磷化物存在的磷氧化为P-(2)O-(5)进入炉渣,烧结白灰与炉渣中的碱性氧化物生成磷酸盐,反应生成物P-(2)O-(5)不很稳定,只有进入炉渣中才能除掉。精炼炉冶炼包括增加提高炉渣的熔点,使氧化后的磷在渣中形成稳定的磷酸盐,达到脱磷效果。(The application relates to the technical field of converters and refining LF furnaces, in particular to an emergency remediation dephosphorization method. The method comprises the following steps: obtaining the content of each chemical component in molten steel produced in converter steelmaking; judging whether the phosphorus content exceeds the standard or not according to the content of the chemical components and the standard phosphorus content; if so, controlling converter smelting and/or refining furnace smelting according to the standard phosphorus content to dephosphorize; the converter smelting comprises bottom blowing and alkalinity control after the converter smelting; the refining furnace smelting comprises refining furnace slag solidification. Fully utilizes the related processes of bottom blowing stirring and alkalinity control to control molten steel, and the phosphorus existing in phosphorus element or phosphide in the molten steel is oxidized into P 2 O 5 The slag enters a furnace, lime is sintered, and the furnaceAlkaline oxide in the slag generates phosphate, and reaction product P 2 O 5 Is not very stable and can only be removed by entering slag. The smelting of the refining furnace comprises the steps of increasing and improving the melting point of the slag, so that the oxidized phosphorus forms stable phosphate in the slag to achieve the dephosphorization effect.)
技术领域
本申请涉及转炉、精炼LF炉技术领域，尤其涉及一种应急补救的脱磷方法。
背景技术
随着钢铁产品的不断升级，国内大型钢铁企业生产家电、汽车、纯铁材料等的企业越来越多，结合降本、打产的目的大多数企业都采用炉后不脱氧，后道采用LF炉简单升温后进RH轻处理(或脱碳处理)工艺或直接进RH轻处理(或脱碳处理)工艺，受转炉大废钢量、副原料、操作等因素影响，上述工艺会产生磷含量超标的现象。
目前针对磷含量超标的现象，一般需要降级或改判处理，影响订单兑现、造成铸坯压库。
发明内容
本申请提供了一种应急补救的脱磷方法，以解决现有技术中转炉出钢样中磷超标的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种应急补救的脱磷方法，所述方法包括以下步骤：
获取转炉炼钢的钢水中各化学组分的含量；
根据所述化学组分的含量和标准磷含量，判定磷含量是否超标；
若是，根据所述标准磷含量对转炉冶炼进行脱磷控制和/或对精炼炉冶炼进行脱磷控制，实现应急补救脱磷；
所述对转炉冶炼进行脱磷控制包括对转炉炉后进行底吹和控制碱度；
所述精炼炉冶炼包括精炼炉固渣。
可选的，所述转炉炉后进行底吹的气体流量为1200～1500NL/min，时间为5-8min。
可选的，所述控制碱度包括添加烧结白灰；所述烧结白灰的粒径为5mm-35mm，所述烧结白灰的添加量为3～5kg/t。
可选的，以质量分数计，所述烧结白灰的化学成分包括SiO2：0-2.5％，CaO：80-85％，MgO：＜10％和S：＜0.05％。
可选的，所述精炼炉固渣包括：
获取精炼钢水的第一钢水温度和精炼炉所需钢水的第一目标温度；
根据所述第一钢水温度和所述第一目标温度，对所述精炼钢水进行第一升温和对所述钢水的底吹气体流量进行控制；
当所述第一升温的终点温度达到所述第一目标温度时，添加1～2kg/t所述烧结白灰，得到熔点为1420-1440℃的炉渣。
可选的，所述精炼炉冶炼还包括以下步骤：
获取精炼炉进站钢水的第一氧含量和精炼炉的目标氧含量；
根据所述第一氧含量和所述目标氧含量判断是否需要对进站钢水添加氧化剂；
若是，根据所述第一氧含量、所述目标氧含量和所述氧化剂的氧含量，计算需要加入所述氧化剂的第一加料量；
根据所述第一加料量加入所述氧化剂，得到增氧钢水；
对所述增氧钢水以第一底吹流量进行精炼炉底吹，并分批次加入化渣料至目标碱度5～7，进行电极化渣并对增氧钢水进行第二升温；
获取精炼炉所需钢水的第二目标温度；
当所述第二升温的终点温度达到第二目标温度时，停止电极化渣，并以第二底吹流量进行所述精炼炉底吹；
对所述增氧钢以气体流量800～1000Nl/min，持续强搅4-6min，得到脱磷钢水。
可选的，所述目标氧含量500-600ppm；第一底吹流量为300～400NL/min；所述第二底吹流量为800～1000NL/min。
可选的，所述氧化剂包括氧化球或氧化铁皮中至少一种；所述氧化球的成分以质量分数计包括：Tfe＞65％、CaO＞35％、SiO2＜5％和其他无法避免的杂质。
可选的，所述第一加料量的计算公式为：
可选的，所述化渣料包括烧结白灰和萤石，所述烧结白灰为4-6kg/t和所述萤石的质量为1-2.5kg/t。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，若磷含量超标，控制转炉冶炼和/或精炼炉冶炼的相关工艺，进行脱磷；转炉钢样中钢水低温较低，且钢水含高，充分利用转炉底吹搅拌和添加烧结白灰的相关工艺对钢水进行控制，使钢水中以磷元素或磷化物存在的磷氧化为P2O5进入炉渣。P2O5是酸性氧化物，烧结白灰与炉渣中的碱性氧化物生成磷酸盐，磷是通过转炉底吹搅拌工艺辅助氧化去除的，反应生成物P2O5不很稳定，只有进入炉渣中才能除掉。精炼炉冶炼包括精炼炉固渣，提高炉渣的熔点，使氧化后的磷在渣中形成稳定的磷酸盐，达到脱磷效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种应急补救的脱磷方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
一种应急补救的脱磷方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
本申请提供了一种应急补救的脱磷方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
S1.获取转炉炼钢的钢水中各化学组分的含量；
S2.根据所述化学组分的含量和标准磷含量，判定磷含量是否超标；
S3.若是，根据所述标准磷含量对转炉冶炼进行脱磷控制和/或对精炼炉冶炼进行脱磷控制，进行应急补救脱磷；
所述对转炉冶炼进行脱磷控制包括对转炉炉后进行底吹和控制碱度；
所述精炼炉冶炼包括精炼炉固渣。
本申请实施例中的方法适用于转炉出钢不脱氧的低磷或超低磷钢种生产冶炼领域，为含氧钢异常磷高应急处理及超低磷品种。
本申请实施例中，采用本方法综合脱磷率可达30～55％，平均脱磷率为44％，针对判定磷含量≥0.01％钢种完全可以满足要求，实施该方法还有20％左右的脱锰率。
本发明针对转炉出钢后未脱氧钢磷含量高的品种，转炉炉后使用底吹搅拌系统，补充渣料，使炉渣达到高碱度，渣钢反应达到一定的脱磷效果。精炼LF炉工序同理，氧含量不足时配以氧化球或氧化铁皮，并且辅助电极化渣的能力，达到高效脱磷；处理结束时，通过固化黏渣，防止后续脱氧后回磷反应。
本申请实施例中，传统地采用扒渣去除渣中磷含量，防止脱氧后回磷发生，造成钢水中磷含量再次升高，传统的精炼炉固渣为降低钢水表面钢渣的渣黏度，而本申请中，增加渣黏度，防止脱氧后回磷发生，阻止钢水中磷含量再次升高。
本申请实施例中，转炉底吹搅拌的气体可以是惰性气体或氮气等，控制气体流量为1200～1500NL/min的原因是利用钢水低温、带氧的条件，充分搅拌，进行渣钢反应，可以保证顶渣充分融化，对脱磷有益效果。
作为一种可选的实施方式，所述转炉炉后进行底吹的气体流量为1200～1500NL/min，时间为5-8min。
作为一种可选的实施方式，所述控制碱度包括添加烧结白灰；所述烧结白灰的粒径为5mm-35mm，所述烧结白灰的添加量为3～5kg/t。
以质量分数计，所述烧结白灰的化学成分包括SiO2：0-2.5％，CaO：80-85％，MgO：＜10％和S：＜0.05％。其中，SiO2表示二氧化硅的质量分数，CaO表示氧化钙的质量分数；所述烧结白灰的粒径为5mm-35mm。
本申请实施例中，控制烧结白灰的化学成分，可以保证有效氧化钙含量，控制炉渣碱度，具有脱磷条件的有益效果，控制烧结白灰的粒径可以有效保证快速融化成渣，具有促进脱磷的优异效果，如果粒径过大，会造成融化速度慢，炉渣结壳的不利影响。
控制烧结白灰的添加量的原因是促进化渣，添加量过大，会造成炉渣太稀脱磷产物无法停留于渣中，对脱磷的不利效果，添加量过小，会造成炉渣未完全融化或融化效果不好，流动性差，对脱磷的不利效果。
本申请中，烧结白灰融化后，进行强搅的原因是搅动钢水与顶渣，促使钢与渣接触面积增加，进行脱磷反应，反应产物上浮进入顶渣。
本申请实施例中，在转炉出钢过程或出钢结束后报回成分，当发现磷含量超标后：可以立即打开炉后强搅，可以将转炉底吹搅拌气体流量控制1200～1500NL/min；同时加入3～5kg/t的小粒度烧结白灰，控制目标碱度在3.3～5.3；在确定小粒度烧结白灰融化的前提下，可以进行强搅5～8min。
作为一种可选的实施方式，所述增加渣黏度包括：
获取精炼钢水的第一钢水温度和精炼炉所需钢水的第一目标温度；
根据所述第一钢水温度和所述第一目标温度，对所述精炼钢水进行第一升温和对所述钢水的底吹气体流量进行控制；
当所述第一升温的终点温度达到所述第一目标温度时，添加1～2kg/t所述烧结白灰，得到熔点为1420-1440℃的炉渣。
本申请实施例中，通过控制钢水温度和底吹气体流量，控制碱度进行固渣，使渣黏度增加，保证脱磷效果，防止后续脱氧后回磷发生。
作为一种可选的实施方式，所述精炼炉冶炼还包括以下步骤：
获取精炼炉进站钢水的第一氧含量和精炼炉的目标氧含量；
根据所述第一氧含量和所述目标氧含量判断是否需要对进站钢水添加氧化剂；
若是，根据所述第一氧含量、所述目标氧含量和所述氧化剂的氧含量，计算需要加入所述氧化剂的第一加料量；
根据所述第一加料量加入所述氧化剂，得到增氧钢水；
对所述增氧钢水以第一底吹流量进行精炼炉底吹，并分批次加入化渣料至目标碱度5～7，进行电极化渣并对增氧钢水进行第二升温；
获取精炼炉所需钢水的第二目标温度；
当所述第二升温的终点温度达到第二目标温度时，停止电极化渣，并以第二底吹流量进行所述精炼炉底吹；
对所述增氧钢以气体流量800～1000Nl/min，持续强搅4-6min，得到脱磷钢水。
本申请实施例中，分批次加入化渣料至目标碱度5～7，包括首批加入3～4kg/t的小粒度烧结白灰，100～150kg萤石，开始电极化渣；3)间隔3min加入2～3kg/t的小粒度烧结白灰，目标碱度5～7。
本申请实施例中，利用钢水的相对低温和含氧状况，充分使用底吹搅拌系统，补充渣料，使炉渣达到高碱度，渣钢反应达到一定的脱磷效果。氧含量不足时配以氧化球或氧化铁皮，并且辅助电极化渣的能力，达到高效脱磷的效果。
作为一种可选的实施方式，所述目标氧含量500-600ppm；第一底吹流量为300～400NL/min；所述第二底吹流量为800～1000NL/min。
作为一种可选的实施方式，所述氧化剂包括氧化球或氧化铁皮；所述氧化剂包括氧化球或氧化铁皮；所述氧化球的成分以质量分数计包括：Tfe＞65％、CaO＞35％、SiO2＜5％和其他无法避免的杂质。
作为一种可选的实施方式，所述第一加料量加入量以下列公式计算获得：
其中本申请实施例中收得率可以为10％，常规的可以为0.8-0.2，目标含氧量、第一含氧量和Tfe的含量均以质量百分比为单位。
本申请实施例中，控制含氧量，有利于钢水中的磷被氧化，达到脱磷的效果。
作为一种可选的实施方式，
本申请实施例中，第一底吹流量为300～400NL/min，具有快速化渣、均匀温度、均匀成分的有益效果，停止化渣后，所述第二底吹流量为800～1000NL/min，具有搅动钢水与顶渣，促使钢与渣接触面积增加，进行脱磷反应，反应产物上浮进入顶渣的优异效果。
作为一种可选的实施方式，所述化渣料包括烧结白灰和萤石，所述烧结白灰为4-6kg/t和所述萤石的质量为1-2.5kg/t。
本申请实施例中，磷的氧化在渣钢界面上进行，为了使生成的P2O5稳定存在于渣中，必须提高炼钢炉渣的碱度，也就是使P2O5和CaO结合成稳定的化合物3CaO·P2O5和4CaO·P2O5。因而脱磷反应是在钢一渣界面进行的反应。
实施例1
采用本申请的方法进行脱磷，出钢过程或出钢后脱磷控制：转炉炉后成分一般在转炉出钢过程或出钢结束后报回，当发现磷含量超标时：1)立即打开炉后强搅，流量控制1200～1500NL/min；2)同时加入3～5kg/t的小粒度烧结白灰，控制目标碱度在3.3～5.3；3)在确定小粒度烧结白灰融化的前提下，强搅5～8min。
精炼LF炉控制：采用常规方法进行精炼炉精炼，后进行固渣：1)双路底吹、单路底吹流量200～300NL/min，根据RH需要温度进行钢水快速升温操作；2)升温结束调整底吹流量至100NL/min，加入1～2kg/t小粒度烧结白灰进行固渣。
实施例2
转炉脱磷控制：转炉炉后成分一般在转炉出钢过程或出钢结束后报回，当发现磷含量超标时：1)立即打开炉后强搅，流量控制1200～1500NL/min；2)同时加入3～5kg/t的小粒度烧结白灰，控制目标碱度在3.3～5.3；3)在确定小粒度烧结白灰融化的前提下，强搅5～8min。
精炼LF炉脱磷控制：1)钢水进站后吹开渣面，进行定氧操作，氧活度＜400ppm时，投加氧化球或氧化铁皮进行增氧，目标500-600ppm，氧活度≥400ppm，直接进行下一步操作；2)双路底吹、单路底吹流量300～400NL/min，首批加入3～4kg/t的小粒度烧结白灰，100～150kg萤石，开始电极化渣；3)间隔3min加入2～3kg/t的小粒度烧结白灰，目标碱度5～7，电极化渣并升温至1610℃；4)达到目标温度后停止使用电极，底吹流量调整至800～1000Nl/min，持续强搅5min。精炼LF炉固渣控制：1)双路底吹、单路底吹流量200～300NL/min，根据RH需要温度进行钢水快速升温操作；2)升温结束调整底吹流量至100NL/min，加入1～2kg/t小粒度烧结白灰进行固渣。
对比例1
炉后不脱氧，后道采用LF炉简单升温后进RH轻处理(或脱碳处理)工艺，其他同实施例1。
对比例2
炉后不脱氧，后道采用LF炉直接进RH轻处理(或脱碳处理)工艺，其他同实施例1。
用直读光谱法方法，标准是GB/T4336-2016，检测精炼炉钢水，获得含磷量，结果如表1所示。
表1，实施例及对比例中各参数检测结果。
由表1可知，对比例中脱磷率比实施例中脱磷率很低，含磷量0.0075％，说明了不实施此方法的脱磷率很低甚至没有脱磷；采用本方法综合脱磷率可达30～55％，平均脱磷率为44％，针对判定磷含量≥0.01％钢种完全可以满足要求，实施该方法还有20％左右的脱锰率。同时，本方法也为含氧钢异常磷高应急处理及超低磷品种开发储备技术支撑。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其他任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以E所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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