一种高硅高磷含钛铁水的预处理及转炉冶炼方法与流程

1.本发明涉及一种高硅高磷含钛铁水的预处理及转炉冶炼方法，属于钢铁冶金领域。
技术背景
2.corex熔融还原炼铁是当代冶金工业的前沿技术，是钢铁冶金领域绿色冶金最可行的方法，其炼铁工艺是采用铁矿石块矿、球团、粉煤等原料进行铁水生产，省略了烧结、焦炭生产环节，是对传统高炉炼铁的根本性变革，是典型的绿色冶金工艺。
3.corex熔融还原炼铁原工艺对原料的要求极高，由于世界上优质的铁矿石资源集中在澳大利亚、南非等南半球国家，在中国内陆的一些矿山的铁矿石通常铁含量低，杂质元素硫、磷高，铁矿石中还含有钛。为了使corex熔融还原炼铁的原料本地化，采用了还原煤气脱除co2回吹炉内等多项新技术成功生产除了铁水。但由于采用纯氧冶炼，corex还原炉炉缸温度高，冶炼过程还原炉炉况波动大，导致铁水硅含量高而且波动大。corex炉况波动状态下生产铁水硅含量可以达到6
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9％而且频繁出现,，同时由于铁矿石磷含量以及钛的氧化物含量高，铁水中磷含量0.16～0.18％，钛含量为0.15
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0.22％是高硅、高磷含钛铁水。转炉冶炼方法根本没有办法组织生产。
4.文献检索：国内外对于高硅铁水的使用，“一种高硅铁水的冶炼方法
”ꢀ
(申请号2012100947341)，通过控制不同时期的转炉吹氧强度，控制造渣节奏，包括造渣原料组成、放渣节奏，转炉所炼铁水硅含量在2.0％以上，最大达到4.3％。如“一种高硅铁水的冶炼方法”(申请号2012100947341)是针对新开炉和高炉休风后开炉铁水，并没有表明冶炼一炉钢所需要的时间。
[0005]“一种高炉新开炉高硅铁水的转炉冶炼方法”(申请号2012105612894) 是一种处理新开炉高硅铁水，铁水成分的质量百分比为：c为4.0
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4.5％；si为 1.5
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3.0％，mn为0.4～0.7％，p为0.100～0.130％，其方法是对不符合冶炼要求的铁水进行脱硅预处理，硅含量达到0.4
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0.8％，再进行转炉冶炼。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于提供一种高硅高磷含钛铁水的预处理及转炉冶炼方法，能够有效地处理高硅高磷含钛铁水。
[0007]
实现上述目的的一种高硅高磷含钛铁水的预处理及转炉冶炼方法，其实现方法包括：1)、铁水，其各成分质量百分比：c含量为4.0
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4.5％；si含量为5.0
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9.0％； mn含量为0.25～0.55％；p含量为0.16～0.18％，ti含量0.15～0.20％，正常铁水温度1500～1580℃，平均值为1530℃；2)、脱磷、脱硅方法，在corex炉出铁口大于6米处设置一个撇渣器，再沿着铁水渠依次布置4台加料装置，序号依次为1号、2号、3号、4号：加入方法为在铁水出铁过程中经振动给料器连续加入铁水渠的铁水中，根据需求加入量经扇形原料流调节阀的开
口度进行调节；(1)首先对铁水脱硅，其方法是通过1号振动给料器经溜槽加入脱硅剂进行脱硅，脱硅剂主要成分是钢坯连铸和轧钢过程中产生的氧化铁皮，其中氧化铁皮65％、活性石灰35％、萤石5％，以上为质量百分比；脱硅剂加入量约为铁水量的25～ 30％；(2)铁水的消泡降温，采用出铁场2号加料设备加入粒钢进行冷却消泡，粒钢加入量25～40千克/吨铁，转炉钢渣经热闷处理的粒钢，其中铁含量大于 90％，粒度不大于5mm，其余为转炉渣，进行冷却消泡，根据铁水温度设定加入量，目标温度1500℃；(3)经过初次脱硅后的铁水，通过3号加料装置加入铁酸钙进一步脱硅、脱磷，铁酸钙加入量为铁水量的25～30％，铁酸钙的质量百分比组分为fe2o3≥ 55％、cao≥40％，sio2≤3.5％、al2o3≤2％；(4)通过4号加料装置加入粒钢再次冷却消泡，粒钢加入量50～60kg/t铁；(5)4号加料装置后设置一个撇渣器，对通过脱硅、脱磷处理后的铁水经过撇渣器除去铁水面浮渣，铁水流入鱼雷罐车；(6)在出铁过程中铁水通过出铁厂的高度差产生的势能促使脱硅、脱磷剂与铁水充分混合，加速了脱硅、脱磷反应速率、再冷却消泡，铁水硅含量降低到6％以下，铁水磷含量不大于0.12％；(7)加料方式：由于铁水中含有钛，经过氧化剂脱磷、脱硅后渣中含有cao、 sio2以及0.5～2％的钛的氧化物，脱硅、脱磷的氧化物渣料通过活动溜槽直接加入铁水，借助除铁场的高度差，铁水在铁水渠中的流动形成的势能，强化了铁水和脱硅、脱磷渣料的混合，改善了动力学条件，合加速了脱硅、脱磷反应速率；(8)将脱硅、脱磷处理后的铁水经鱼雷罐车运送到炼钢厂，经铁水包分装后采用kr法处理进行脱硫预处理，由于渣中含有tio2，因此，每罐约100吨铁水加入 25～50千克的稀渣剂，稀渣剂主要成分萤石含量70～80％，k2o na2o含量6～ 10％、碳含量3～5％，脱硫处理后的铁水硫含量不大于0.003％，然后兑入转炉顶吹氧气进行二次脱硅；(9)铁水渠初步铁水预脱硅、脱磷、脱硫后的铁水，加入转炉顶吹氧气进一步脱硅处理，其方法一是间断性加入石灰、菱镁矿、氧化铁球团对炉内脱硅铁水降温，设定炉内温度不大于1560℃；二是顶吹氧气中配入空气，以降低氧气浓度，空气与氧气的流量比为0.08～0.18％，进一步降低脱硅速率，供氧强度控制在2.8～ 3.3nm3/t.min，脱硅速率为每分钟硅含量降低约0.5％，吹氧时间不大于15min；转炉脱硅周期不大于25min，转炉脱硅后的铁水钛全部氧化生成钛的氧化物进入渣中，转炉脱硅后的铁水顶渣不得进入下一座转炉冶炼；(10)脱硅结束后的铁水出到钢水罐，兑入另外一座转炉冶炼，每炉设定废钢加入量约25吨进行铁水脱磷，供氧强度控制在3.0～3.6nm3/t.min，冶炼过程中根据炉温加入氧化铁球团500～1000kg进行降温，吹氧时间不大于12min，冶炼周期不大于28min。
[0008]
corex炉生产的高硅高磷含钛铁水经过脱硅、脱磷以及脱硫处理后在生产q345gjz15时得到了应用，采用顶底复吹转炉冶炼。转炉吹炼终止钢水中硅含量为0.0006％，几乎不存在；磷含量最大值为0.011％，完全满足生产q345gjz15 条件。经过转炉出钢配入合金，lf深脱硫、温度和成分调整，rh真空精炼，板坯连铸制备了厚度250mm、宽度1800mm板坯，成品成分和板坯质量完全符合 q345gjz15的质量要求，具备批量生产能力。
表1铁水渠脱硅、脱磷及转炉脱硅表2预处理后的铁水转炉冶炼及熔炼成品实绩％
具体实施方式
[0009]
一种高硅高磷含钛铁水的预处理及转炉冶炼方法，其实现方法包括：1)、铁水，其各成分质量百分比：c含量为4.0
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4.5％；si含量为5.0
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9.0％； mn含量为0.25～0.55％；p含量为0.16～0.18％，ti含量0.15～0.20％，正常铁水温度1500～1580℃，平均值为1530℃；2)、脱磷、脱硅方法，在corex炉出铁口大于6米处设置一个撇渣器，再沿着铁水渠依次布置4台加料装置，序号依次为1号、2号、3号、4号：加入方法为在铁水出铁过程中经振动给料器连续加入铁水渠的铁水中，根据需求加入量经扇形原料流调节阀的开口度进行调节；(1)首先对铁水脱硅，其方法是通过1号振动给料器经溜槽加入脱硅剂进行脱硅，脱硅剂主要成分是钢坯连铸和轧钢过程中产生的氧化铁皮，其中氧化铁皮65％、活性石灰35％、萤石5％，以上为质量百分比；脱硅剂加入量约为铁水量的25～ 30％；(2)铁水的消泡降温，采用出铁场2号加料设备加入粒钢进行冷却消泡，粒钢加入量25～40千克/吨铁，转炉钢渣经热闷处理的粒钢，其中铁含量大于 90％，粒度不大于5mm，其余为转炉渣，进行冷却消泡，根据铁水温度设定加入量，目标温度1500℃；(3)经过初次脱硅后的铁水，通过3号加料装置加入铁酸钙进一步脱硅、脱磷，铁酸钙加入量为铁水量的25～30％，铁酸钙的质量百分比组分为fe2o3≥ 55％、cao≥40％，sio2≤3.5％、al2o3≤2％；(4)通过4号加料装置加入粒钢再次冷却消泡，粒钢加入量50～60kg/t 铁；
(5)4号加料装置后设置一个撇渣器，对通过脱硅、脱磷处理后的铁水经过撇渣器除去铁水面浮渣，铁水流入鱼雷罐车；(6)在出铁过程中铁水通过出铁厂的高度差产生的势能促使脱硅、脱磷剂与铁水充分混合，加速了脱硅、脱磷反应速率、再冷却消泡，铁水硅含量降低到6％以下，铁水磷含量不大于0.12％；(7)加料方式：由于铁水中含有钛，经过氧化剂脱磷、脱硅后渣中含有 cao、sio2 以及0.5～2％的钛的氧化物，脱硅、脱磷的氧化物渣料通过活动溜槽直接加入铁水，借助除铁场的高度差，铁水在铁水渠中的流动形成的势能，强化了铁水和脱硅、脱磷渣料的混合，改善了动力学条件，合加速了脱硅、脱磷反应速率；(8)将脱硅、脱磷处理后的铁水经鱼雷罐车运送到炼钢厂，经铁水包分装后采用 kr法处理进行脱硫预处理，由于渣中含有tio2，因此，每罐约100吨铁水加入 25～50千克的稀渣剂，稀渣剂主要成分萤石含量70～80％，k2o na2o含量6～ 10％、碳含量3～5％，脱硫处理后的铁水硫含量不大于0.003％，然后兑入转炉顶吹氧气进行二次脱硅；(9)铁水渠初步铁水预脱硅、脱磷、脱硫后的铁水，加入转炉顶吹氧气进一步脱硅处理，其方法一是间断性加入石灰、菱镁矿、氧化铁球团对炉内脱硅铁水降温，设定炉内温度不大于1560℃；二是顶吹氧气中配入空气，以降低氧气浓度，空气与氧气的流量比为0.08～0.18％，进一步降低脱硅速率，供氧强度控制在2.8～ 3.3nm3/t.min，脱硅速率为每分钟硅含量降低约0.5％，吹氧时间不大于15min；转炉脱硅周期不大于25min，转炉脱硅后的铁水钛全部氧化生成钛的氧化物进入渣中，转炉脱硅后的铁水顶渣不得进入下一座转炉冶炼；(10)脱硅结束后的铁水出到钢水罐，兑入另外一座转炉冶炼，每炉设定废钢加入量约25吨进行铁水脱磷，供氧强度控制在3.0～3.6nm3/t.min，冶炼过程中根据炉温加入氧化铁球团500～1000kg进行降温，吹氧时间不大于12min，冶炼周期不大于28min。