一種鐵水的冶煉方法與流程
1.本發明屬于鐵水技術領域，尤其涉及一種鐵水的冶煉方法。
背景技術：
2.鐵水冶煉的主要工藝流程為：倒罐站坐鐵包至鐵水車、鐵水車開至翻鐵位、開始翻鐵、翻鐵結束、鐵水車開至吊包位、天車將鐵水包吊至鐵水預處理工位、鐵水包置于鐵水傾翻車、傾翻車開至噴吹位、下噴開始供鎂噴吹、噴吹結束、傾翻鐵水包、開始扒渣、加入聚渣劑、繼續扒渣
→
測溫、取樣、傾翻車開至吊包位、天車將鐵水包吊至轉爐平臺、鐵水包給轉爐/電爐兌鐵、開始轉爐/電爐冶煉、冶煉結束、測溫、取樣。
3.kr法、復合噴吹法、單噴顆粒鎂法，是鋼鐵冶金行業鐵水預處理脫硫的三種主流工藝，單噴顆粒鎂具有鎂利用率最高、脫硫劑單耗低、處理時鐵損最少、鐵水溫降最小、鐵水處理時間短、鐵水適應性高的優秀特點。固態金屬鎂粒進入鐵水后少部分在鐵水中溶解，并很快達飽和溶解；大部分鎂粒升華后在鐵水中形成鎂蒸氣氣泡。由于脫硫劑只有單純的鈍化鎂，無法實現穩定的深脫硫要求，其形成的脫硫產物mgs不宜去除，且主要以液態渣形式存在，其主要脫硫產物(脫硫渣)硫元素含量能達到3％以上，如去除不凈則容易在生產超低硫產品時，在冶煉過程發生回硫現象，使最終產品硫元素含量無法達到交貨標準，行業普遍認為單噴顆粒鎂鐵水預處理脫硫工藝對生產超低硫鋼的適應性較差。
4.為實現鐵水深脫硫和解決回硫問題，從而實現低硫產品的生產，行業內普遍選擇kr(石灰攪拌法)法和復合噴吹(顆粒鎂+流態石灰粉)法兩種工藝，兩種工藝均可實現較為穩定的深脫效果(s≤0.002％)但兩種工藝均存在溫降大、能耗高、脫硫劑組成復雜且處理周期長的問題，比較適合生產節奏緩慢、鐵水溫度及質量穩定的生產條件。
5.對于單噴顆粒鎂脫硫，雖然金屬鎂與硫具有較強的親和力，鎂與鐵水中的硫通過化學反應可以達到除去鐵水中硫的目的，但針對于深脫硫處理，會使鎂的消耗量增幅較大，造成成本增加。一是鈍化顆粒鎂在噴入鐵水中后，便向鐵水表面漂浮，當漂浮到鐵水表面后就失去了脫硫效力；二是噴吹后期，由于鐵水溫度以及鐵水中的硫含量降低，其溶損增加，溶損增加后，導致后期鎂的利用率急劇下降，難以實現將鐵水中的硫含量降低至0.002％以下。
6.為改善單噴顆粒鎂的深脫效果，行業內普遍采用在鐵水預處理脫硫工藝開始前，在鐵水包中加入生石灰、石灰石等鈣系原料，借助鐵包翻鐵的動力學條件，實現一部分脫硫效果，但實際的主要脫硫環節還是單純的依靠鈍化鎂與鐵水進行反應，因此無法有效彌補深脫硫不穩定的問題。由于增加了翻鐵前的加料環節，還使整個鐵水預處理周期延長，抵消了一部分單噴顆粒鎂脫硫工藝整體處理周期短的優點。另外，還有在處理過程中一次性加入鈍化石灰，鈍化石灰采購成本高，區域資源供應有限，且由于一次性加入之后石灰容易結塊，石灰中的cao并不能充分與鐵水中硫發生反應，在實際應用過程中并不能實現有效的深脫硫效果。
技術實現要素：
7.有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鐵水的冶煉方法，本發明提供的方法能夠穩定實現深脫硫，并避免轉爐電爐冶煉過程中的回硫。
8.本發明提供了一種鐵水的冶煉方法，包括：
9.依次進行翻鐵、噴鎂、扒渣。
10.優選的，所述鐵水的成分包括：
11.c：4.0％～4.7wt％，
12.si：0.30％～0.60wt％，
13.mn：0.30％～0.40wt％，
14.p≤0.120wt％，
15.s≤0.035wt％，
16.余量為fe。
17.優選的，所述翻鐵過程中所述翻鐵過程中的傾翻角度為0～
±
150
°
。
18.優選的，所述噴鎂過程中噴鎂至總噴鎂量60～70％時連續向鐵水中加入石灰和螢石的混合物。
19.優選的，所述石灰和螢石的質量比為(6～8)：(1～1.5)。
20.優選的，所述石灰和螢石的混合物在噸鐵水中的加入量為7～8kg。
21.優選的，所述加入石灰和螢石的混合物過程中的料速為300～350kg/min。
22.優選，所述噴鎂之前鐵水的溫度＞1300℃；
23.鐵水中si的質量含量為0.3～0.6％，p的質量含量≤0.120％，s的質量含量≤0.035％。
24.優選的，所述噴鎂后鐵水中硫含量在0.0020wt％以下。
25.優選的，所述扒渣過程中將鐵水總渣量扒出1/2～2/3時加入聚渣劑。
26.本發明在單噴顆粒鎂脫硫后期，由于鎂的利用率急劇下降，難以實現將鐵水中的硫含量降低至0.002％以下。為解決后期脫硫難的問題，通過大量實踐發現當噴鎂達到總重量60％～70％時，通過下料裝置將石灰螢石混勻物(活性石灰與螢石按照8:1混勻)連續加入到鐵水包中，噸鐵水加入石灰、螢石混勻物7～8kg，料速控制300～350kg/min可以達到鐵水深脫硫效果，與鈍化石灰相比，活性石灰采購成本低，資源廣、易獲取、且脫硫效果好，鎂化學反應為放熱反應，通過化學反應產生局部高溫使得活性石灰快速融化，利用氮氣充分攪拌，增大石灰與鐵水的反應面積，加之螢石能快速化渣的優勢，石灰中的cao迅速與鐵水中剩余硫結合，最終達到深脫硫的目的，使處理后的鐵水硫含量降低至0.002％以下。針對于只有單噴顆粒鎂工藝的企業，提供了深脫硫的途徑。
27.本發明研究發現，單噴顆粒鎂脫硫回硫主要與脫硫產物在扒渣過程中是否能最大限度去除有關，原因是常規處理的單噴顆粒鎂脫硫后的鐵水，渣量少而且稀薄，利用常規扒渣手段很難扒除干凈，造成mgs高富集的脫硫渣隨鐵水一起兌入轉爐，在轉爐冶煉過程中，增加了轉爐的脫硫負荷，在轉爐或者電爐的氧化性氣氛下，造成回硫的現象，最終鋼液脫硫效果不穩定，從而使其在適應鋼種上存在缺陷。
28.由于單噴顆粒鎂脫硫后的鐵水渣量少而且稀薄，為了確保在轉爐/電爐冶煉過程中不回硫或少回硫，在噴吹后扒渣階段加入大量的聚渣劑，不僅造成了聚渣劑的浪費使得
成本增加，而且由于渣稀且難聚集，扒渣后表面還會形成一層液態渣，此液態渣含硫量極高，使得硫元素重新返回到鐵水中，無法起到抑制回硫的作用，本發明通過改善在噴鎂將石灰、螢石混勻物連續加入到鐵水包中的操作，可以改變渣相組成，使得處理后的脫硫渣變得松散蓬松，易于扒出，加入聚渣劑后極易聚集，使得鐵水表面剩余渣大幅度減少，有效的抑制了回硫的問題。
29.本發明提供的方法使預處理鐵水在單噴顆粒鎂的工藝下，能實現預處理后的鐵水硫含量穩定在0.002％以下，且不占用正常鐵水預處理的生產節奏；通過改變渣相組成使得脫硫產物容易去除，脫硫產物通過扒渣處理后殘余小，且脫硫渣中硫元素含量低于常規含量，從而解決冶煉回硫現象。
30.在本發明中，單噴顆粒鎂鐵水預處理指的是利用鈍化鎂通過氮氣輸送直接噴吹至鐵水中，使鐵水中的硫元素含量降低的處理工藝。深脫硫指的是將鐵水中的硫元素含量，通過鐵水預處理工藝降低至0.002％以下。回硫指的是預處理脫硫鐵水進入轉爐、電爐進行冶煉，由于冶煉的氧化性氣氛，使鐵水渣中硫元素重新回到鋼液當中。
附圖說明
31.圖1為本發明實施例制備鋼水的工藝流程圖。
具體實施方式
32.下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
33.本發明提供了一種鐵水的冶煉方法，包括：
34.依次進行翻鐵、噴鎂、扒渣。
35.在本發明中，所述鐵水的成分優選包括：
36.c：4.0％～4.7wt％，
37.si：0.30％～0.60wt％，
38.mn：0.30％～0.40wt％，
39.p≤0.120wt％，
40.s≤0.035wt％，
41.余量為fe。
42.在本發明中，所述c的質量含量優選為4.1～4.6％，更優選為4.2～4.5％，最優選為4.3～4.4％；所述si的質量含量優選為0.4～0.5％，更優選為0.45％；所述mn的質量含量優選為0.35％。
43.在本發明中，所述翻鐵優選為倒罐站進行翻鐵；所述翻鐵過程中罐車開至傾翻位，鐵水車開至出鐵位，罐車接電后進行翻鐵，傾翻角度優選為0
?±
150
°
。在本發明中，優選當鐵水重量距規定重量20～25t時，減少傾翻角度實現小流出鐵，避免鐵水溢出鐵包；優選翻鐵過程中不加入生石灰、石灰石等鈣系原料，節約翻鐵時間的同時更有利于降低成本，且在翻鐵時加入鈣系原料會容易造成揚塵現象，污染環境，利用此種方法避免了翻鐵
揚塵現象。在本發明中，所述翻鐵過程中優選出鐵完畢后將鐵水車開至測溫取樣位進行測溫取樣，再由天車吊運至脫硫站。
44.在本發明中，所述噴鎂之前優選將鐵包吊至鐵水傾翻車開至噴吹位。在本發明中，所述噴鎂之前即鐵水進脫硫站的條件優選為c：4.0％～4.7wt％，si：0.30％～0.60wt％，mn：0.30％～0.40wt％，p≤0.120wt％，s≤0.035wt％，鐵水經倒罐站翻鐵后吊運至脫硫站。在本發明中，所述鐵水進脫硫站的鐵水溫度優選＞1300℃，更優選為1300～1340℃，最優選為1310～1330℃；鐵水中si的質量含量優選為0.3～0.6％，更優選為0.4～0.5％；鐵水中p的質量含量優選≤0.120％，鐵水中s的質量含量優選≤0.030％。在本發明中，優選鐵水進脫硫站不扒渣，留原始渣，對比脫硫站先扒渣再噴吹操作，本發明提供的方法鋼車開到脫硫站后，不進行扒渣操作，保留原始鐵水渣，增大渣量，有利于降低渣中硫化合物的百分含量，利于脫硫反應的正向進行，為鐵水深脫硫的實現提供有利條件。
45.在本發明中，所述噴鎂過程中優選噴鎂量達到總噴鎂量60～70％時連續向鐵水包中加入石灰和螢石的混合物，更優選為63～67％，最優選為65％。在本發明中，當噴鎂達到總重量60～70％時，優選通過下料裝置將石灰、螢石混勻物連續加入到鐵水包中，噸鐵水加入量優選為7～8kg，更優選為7.5kg；料速控制優選為300～350kg/min，更優選為310～340kg/min，最優選為320～330kg/min；所述石灰和螢石的質量比優選為(6～8)：(1～1.5)，更優選為(6.5～7.5)：(1.1～1.4)，最優選為7：(1.2～1.3)；所述石灰優選為活性石灰。
46.在本發明中，所述噴鎂過程中優選通過下料料斗連續均勻的將石灰、螢石混合物加入到鐵水中，達到復合噴吹的效果，利用噴吹的動力學條件使脫硫反應更徹底，最終實現鐵水硫含量穩定達到0.0020％以下。
47.在本發明中，所述噴鎂過程中優選先將鐵水車開至噴吹位，按照不同鐵水硅、硫成分確定噴鎂量，噴進行噴鈍化鎂操作。在本發明中，所述噴鎂過程中的供鎂強度優選控制在每分鐘5～8kg，更優選為6～7kg，最優選為6.5kg；噴鎂時間優選為6～16min，更優選為8～14min，最優選為10～12min；噴鎂量優選為30～80kg，更優選為40～70kg，最優選為50～60kg。
48.在本發明中，所述噴鎂過程中優選達到總噴鎂量60～70％時連續向鐵水包中加入石灰和螢石的混合物，石灰和螢石混合物由振動給料機均勻加入到鐵水包中，噸鐵水加入量優選為7～8kg；料速速控制優選為300～350kg/min。
49.在本發明中，所述扒渣過程中優選先進行扒渣機、鐵水傾翻車功能確認，檢查是否能正常使用，脫硫結束后啟動扒渣機液壓控制系統，傾動鐵水傾翻車至鐵水液面距后包上部約10cm，操作扒渣機操作桿進行扒渣作業；所述扒渣過程中優選將鐵水總渣量扒出1/2～2/3時加入聚渣劑，聚渣劑優選采用少量分多次加入，加入聚渣劑后使用扒渣板將其攤勻，使其與鐵水渣充分結合，等待30s左右后繼續進行扒渣，扒渣結束后鐵水包恢復垂直狀態。
50.在本發明中，所述扒渣結束后優選還包括：
51.將鐵水包吊運至轉爐或電爐，鐵水兌入轉爐或電爐。
52.在本發明的實施例中，所述鐵水的冶煉方法工藝流程如圖1所示，包括：
53.倒罐站進行翻鐵；
54.將鐵包吊至鐵水傾翻車開至噴吹位；
55.進行噴鎂操作，噴鎂量至總量的60％～70％時，連續向鐵水包中加入石灰、螢石混
勻物；
56.噴吹結束后進行扒渣操作；
57.將鐵水包吊運至轉爐/電爐；
58.鐵水兌入轉爐/電爐。
59.在本發明中，活性石灰獲取資源不受限且價格便宜；活性石灰利用高溫快速熔化和螢石獨特化渣優勢可實現快速化渣、增加脫硫效率，最終實現深脫硫；改變了渣中組成，更有利于扒渣；大渣量減少了鐵水s脫除后在渣中的分配系數，有效的抑制了回s。
60.實施例
61.一種鐵水的冶煉方法，包括：
62.依次進行翻鐵、噴鎂、扒渣；
63.所述翻鐵過程中罐車開至傾翻位，鐵水車開至出鐵位，罐車接電后進行翻鐵，傾翻角度0～
±
150
°
，當鐵水重量距規定重量20～25t時，減少傾翻角度實現小流出鐵，避免鐵水溢出鐵包；翻鐵過程中無需加入生石灰、石灰石等鈣系原料，節約翻鐵時間的同時更有利于降低成本，且在翻鐵時加入鈣系原料會容易造成揚塵現象，污染環境，利用此種方法避免了翻鐵揚塵現象。出鐵完畢后將鐵水車開至測溫取樣位進行測溫取樣，再由天車吊運至脫硫站；
64.鐵水進脫硫站的鐵水溫度＞1300℃，鐵水中si的質量含量為0.3～0.6％，p的質量含量優選≤0.120％，s的質量含量優選≤0.030％；鐵水進脫硫站不扒渣，留原始渣；
65.所述噴鎂過程中先將鐵水車開至噴吹位，按照不同鐵水硅、硫成分確定噴鎂量，噴進行噴鈍化鎂操作；噴鎂過程中的供鎂強度控制在每分鐘5～8kg，噴鎂時間為6～16min，噴鎂量為30～80kg；噴鎂量達到總噴鎂量60～70％時連續向鐵水包中加入石灰和螢石的混合物，通過下料裝置將石灰、螢石混勻物連續加入到鐵水包中，噸鐵水加入量為7～8kg，料速控制為300～350kg/min，石灰和螢石的質量比為(6～8)：(1～1.5)；
66.所述扒渣過程中先進行扒渣機、鐵水傾翻車功能確認，檢查是否能正常使用，脫硫結束后啟動扒渣機液壓控制系統，傾動鐵水傾翻車至鐵水液面距后包上部約10cm，操作扒渣機操作桿進行扒渣作業；將鐵水總渣量扒出1/2～2/3時加入聚渣劑，聚渣劑采用少量分多次加入，加入聚渣劑后使用扒渣板將其攤勻，使其與鐵水渣充分結合，等待30s左右后繼續進行扒渣，扒渣結束后鐵水包恢復垂直狀態。
67.實施例1～實施例5
68.噴鎂工藝條件為：噴鎂量至總噴鎂量的60％時，按噸鐵7kg加入石灰和螢石混合物(質量比6:1)，料速控制為300kg/min。
69.鐵水成分為：
70.實施例1：倒罐站翻鐵150t，鐵水成分樣c：4.2wt％，si：0.40wt％，mn：0.37wt％，p：0.105wt％，s：0.028wt％。
71.實施例2：倒罐站翻鐵148t，鐵水成分樣c：4.35wt％，si：0.37wt％，mn：0.35wt％，p：0.103wt％，s：0.030wt％。
72.實施例3：倒罐站翻鐵140t，鐵水成分樣c：4.2wt％，si：0.33wt％，mn：0.33wt％，p：0.095wt％，s：0.025wt％。
73.實施例4：倒罐站翻鐵147t，鐵水成分樣c：4.55wt％，si：0.50wt％，mn：0.37wt％，
p：0.010wt％，s：0.032wt％。
74.實施例5：倒罐站翻鐵146t，鐵水成分樣c：4.3wt％，si：0.42wt％，mn：0.40wt％，p：0.100wt％，s：0.035wt％。
75.實施例6～10
76.噴鎂工藝條件為：噴鎂量至噴鎂總量的65％時，按噸鐵7kg加入石灰和螢石混合物(質量比7:1)，料速控制為330kg/min。
77.鐵水成分為：
78.實施例6：倒罐站翻鐵150t，鐵水成分樣c：4.10wt％，si：0.31wt％，mn：0.30wt％，p：0.099wt％，s：0.025wt％。
79.實施例7：倒罐站翻鐵140t，鐵水成分樣c：4.6wt％，si：0.31wt％，mn：0.35wt％，p：0.111wt％，s：0.033wt％。
80.實施例8：倒罐站翻鐵152t，鐵水成分樣c：4.33wt％，si：0.51wt％，mn：0.33wt％，p：0.105wt％，s：0.027wt％。
81.實施例9：倒罐站翻鐵144t，鐵水成分樣c：4.05wt％，si：0.33wt％，mn：0.30wt％，p：0.100wt％，s：0.030wt％。
82.實施例10：倒罐站翻鐵149t，鐵水成分樣c：4.22wt％，si：0.43wt％，mn：0.31wt％，p：0.097wt％，s：0.029wt％。
83.實施例11～實施例15
84.噴鎂工藝條件為：噴鎂量至總噴鎂量的65％時，按噸鐵7.5kg加入石灰和螢石混合物(質量比8:1)，料速控制為350kg/min。
85.鐵水成分為：
86.實施例11：倒罐站翻鐵152t，鐵水成分樣c：4.06wt％，si：0.54wt％，mn：0.32wt％，p：0.115wt％，s：0.034wt％。
87.實施例12：倒罐站翻鐵150t，鐵水成分樣c：4.11wt％，si：0.60wt％，mn：0.33wt％，p：0.107wt％，s：0.022wt％。
88.實施例13：倒罐站翻鐵147t，鐵水成分樣c：4.32wt％，si：0.33wt％，mn：0.40wt％，p：0.106wt％，s：0.026wt％。
89.實施例14：倒罐站翻鐵147t，鐵水成分樣c：4.50wt％，si：0.35wt％，mn：0.33wt％，p：0.101wt％，s：0.032wt％。
90.實施例15：倒罐站翻鐵148t，鐵水成分樣c：4.17wt％，si：0.37wt％，mn：0.33wt％，p：0.104wt％，s：0.032wt％。
91.性能檢測
92.采用硫碳儀對噴鎂后出脫硫站的鐵水中硫含量進行檢測，檢測結果如下：
[0093][0094]
在本發明中，活性石灰獲取資源不受限且價格便宜；活性石灰利用高溫快速熔化和螢石獨特化渣優勢可實現快速化渣、增加脫硫效率，最終實現深脫硫；改變了渣中組成，更有利于扒渣；大渣量減少了鐵水s脫除后在渣中的分配系數，有效的抑制了回s。
[0095]
雖然已參考本發明的特定實施例描述并說明本發明，但是這些描述和說明并不限制本發明。所屬領域的技術人員可清晰地理解，在不脫離如由所附權利要求書定義的本發明的真實精神和范圍的情況下，可進行各種改變，以使特定情形、材料、物質組成、物質、方法或過程適宜于本技術的目標、精神和范圍。所有此類修改都意圖在此所附權利要求書的范圍內。雖然已參考按特定次序執行的特定操作描述本文中所公開的方法，但應理解，可在不脫離本發明的教示的情況下組合、細分或重新排序這些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特別指示，否則操作的次序和分組并非本技術的限制。
技術特征：
1.一種鐵水的冶煉方法，包括：依次進行翻鐵、噴鎂、扒渣。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵水的成分包括：c：4.0％～4.7wt％，si：0.30％～0.60wt％，mn：0.30％～0.40wt％，p≤0.120wt％，s≤0.030wt％，余量為fe。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述翻鐵過程中的傾翻角度為0～
±
150
°
。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴鎂過程中噴鎂至總噴鎂量60～70％時連續向鐵水中加入石灰和螢石的混合物。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰和螢石的質量比為(6～8)：(1～1.5)。6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰和螢石的混合物在噸鐵水中加入量為7～8kg。7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述加入石灰和螢石的混合物過程中的料速為300～350kg/min。8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴鎂之前鐵水的溫度＞1300℃；鐵水中si的質量含量為0.3～0.6％，p的質量含量≤0.120％，s的質量含量≤0.030％。9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述噴鎂后鐵水中硫含量達到0.0020wt％以下。10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述扒渣過程中將鐵水總渣量扒出1/2～2/3時加入聚渣劑。
技術總結
本發明提供了一種鐵水的冶煉方法，包括：依次進行翻鐵、噴鎂、扒渣。本發明提供的方法使預處理鐵水在單噴顆粒鎂的工藝下，能實現預處理后的鐵水硫含量穩定在0.002％以下，且不占用正常鐵水預處理的生產節奏；通過改變渣相組成使得脫硫產物容易去除，脫硫產物通過扒渣處理后殘余小，且脫硫渣中硫元素含量低于常規含量，從而解決冶煉回硫現象。從而解決冶煉回硫現象。
