一种铁水的冶炼方法与流程
1.本发明属于铁水技术领域，尤其涉及一种铁水的冶炼方法。
背景技术：
2.铁水冶炼的主要工艺流程为：倒罐站坐铁包至铁水车、铁水车开至翻铁位、开始翻铁、翻铁结束、铁水车开至吊包位、天车将铁水包吊至铁水预处理工位、铁水包置于铁水倾翻车、倾翻车开至喷吹位、下喷开始供镁喷吹、喷吹结束、倾翻铁水包、开始扒渣、加入聚渣剂、继续扒渣
→
测温、取样、倾翻车开至吊包位、天车将铁水包吊至转炉平台、铁水包给转炉/电炉兑铁、开始转炉/电炉冶炼、冶炼结束、测温、取样。
3.kr法、复合喷吹法、单喷颗粒镁法，是钢铁冶金行业铁水预处理脱硫的三种主流工艺，单喷颗粒镁具有镁利用率最高、脱硫剂单耗低、处理时铁损最少、铁水温降最小、铁水处理时间短、铁水适应性高的优秀特点。固态金属镁粒进入铁水后少部分在铁水中溶解，并很快达饱和溶解；大部分镁粒升华后在铁水中形成镁蒸气气泡。由于脱硫剂只有单纯的钝化镁，无法实现稳定的深脱硫要求，其形成的脱硫产物mgs不宜去除，且主要以液态渣形式存在，其主要脱硫产物(脱硫渣)硫元素含量能达到3％以上，如去除不净则容易在生产超低硫产品时，在冶炼过程发生回硫现象，使最终产品硫元素含量无法达到交货标准，行业普遍认为单喷颗粒镁铁水预处理脱硫工艺对生产超低硫钢的适应性较差。
4.为实现铁水深脱硫和解决回硫问题，从而实现低硫产品的生产，行业内普遍选择kr(石灰搅拌法)法和复合喷吹(颗粒镁+流态石灰粉)法两种工艺，两种工艺均可实现较为稳定的深脱效果(s≤0.002％)但两种工艺均存在温降大、能耗高、脱硫剂组成复杂且处理周期长的问题，比较适合生产节奏缓慢、铁水温度及质量稳定的生产条件。
5.对于单喷颗粒镁脱硫，虽然金属镁与硫具有较强的亲和力，镁与铁水中的硫通过化学反应可以达到除去铁水中硫的目的，但针对于深脱硫处理，会使镁的消耗量增幅较大，造成成本增加。一是钝化颗粒镁在喷入铁水中后，便向铁水表面漂浮，当漂浮到铁水表面后就失去了脱硫效力；二是喷吹后期，由于铁水温度以及铁水中的硫含量降低，其溶损增加，溶损增加后，导致后期镁的利用率急剧下降，难以实现将铁水中的硫含量降低至0.002％以下。
6.为改善单喷颗粒镁的深脱效果，行业内普遍采用在铁水预处理脱硫工艺开始前，在铁水包中加入生石灰、石灰石等钙系原料，借助铁包翻铁的动力学条件，实现一部分脱硫效果，但实际的主要脱硫环节还是单纯的依靠钝化镁与铁水进行反应，因此无法有效弥补深脱硫不稳定的问题。由于增加了翻铁前的加料环节，还使整个铁水预处理周期延长，抵消了一部分单喷颗粒镁脱硫工艺整体处理周期短的优点。另外，还有在处理过程中一次性加入钝化石灰，钝化石灰采购成本高，区域资源供应有限，且由于一次性加入之后石灰容易结块，石灰中的cao并不能充分与铁水中硫发生反应，在实际应用过程中并不能实现有效的深脱硫效果。
技术实现要素：
7.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铁水的冶炼方法，本发明提供的方法能够稳定实现深脱硫，并避免转炉电炉冶炼过程中的回硫。
8.本发明提供了一种铁水的冶炼方法，包括：
9.依次进行翻铁、喷镁、扒渣。
10.优选的，所述铁水的成分包括：
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.余量为fe。
17.优选的，所述翻铁过程中所述翻铁过程中的倾翻角度为0～
±
150
°
。
18.优选的，所述喷镁过程中喷镁至总喷镁量60～70％时连续向铁水中加入石灰和萤石的混合物。
19.优选的，所述石灰和萤石的质量比为(6～8)：(1～1.5)。
20.优选的，所述石灰和萤石的混合物在吨铁水中的加入量为7～8kg。
21.优选的，所述加入石灰和萤石的混合物过程中的料速为300～350kg/min。
22.优选，所述喷镁之前铁水的温度＞1300℃；
23.铁水中si的质量含量为0.3～0.6％，p的质量含量≤0.120％，s的质量含量≤0.035％。
24.优选的，所述喷镁后铁水中硫含量在0.0020wt％以下。
25.优选的，所述扒渣过程中将铁水总渣量扒出1/2～2/3时加入聚渣剂。
26.本发明在单喷颗粒镁脱硫后期，由于镁的利用率急剧下降，难以实现将铁水中的硫含量降低至0.002％以下。为解决后期脱硫难的问题，通过大量实践发现当喷镁达到总重量60％～70％时，通过下料装置将石灰萤石混匀物(活性石灰与萤石按照8:1混匀)连续加入到铁水包中，吨铁水加入石灰、萤石混匀物7～8kg，料速控制300～350kg/min可以达到铁水深脱硫效果，与钝化石灰相比，活性石灰采购成本低，资源广、易获取、且脱硫效果好，镁化学反应为放热反应，通过化学反应产生局部高温使得活性石灰快速融化，利用氮气充分搅拌，增大石灰与铁水的反应面积，加之萤石能快速化渣的优势，石灰中的cao迅速与铁水中剩余硫结合，最终达到深脱硫的目的，使处理后的铁水硫含量降低至0.002％以下。针对于只有单喷颗粒镁工艺的企业，提供了深脱硫的途径。
27.本发明研究发现，单喷颗粒镁脱硫回硫主要与脱硫产物在扒渣过程中是否能最大限度去除有关，原因是常规处理的单喷颗粒镁脱硫后的铁水，渣量少而且稀薄，利用常规扒渣手段很难扒除干净，造成mgs高富集的脱硫渣随铁水一起兑入转炉，在转炉冶炼过程中，增加了转炉的脱硫负荷，在转炉或者电炉的氧化性气氛下，造成回硫的现象，最终钢液脱硫效果不稳定，从而使其在适应钢种上存在缺陷。
28.由于单喷颗粒镁脱硫后的铁水渣量少而且稀薄，为了确保在转炉/电炉冶炼过程中不回硫或少回硫，在喷吹后扒渣阶段加入大量的聚渣剂，不仅造成了聚渣剂的浪费使得
成本增加，而且由于渣稀且难聚集，扒渣后表面还会形成一层液态渣，此液态渣含硫量极高，使得硫元素重新返回到铁水中，无法起到抑制回硫的作用，本发明通过改善在喷镁将石灰、萤石混匀物连续加入到铁水包中的操作，可以改变渣相组成，使得处理后的脱硫渣变得松散蓬松，易于扒出，加入聚渣剂后极易聚集，使得铁水表面剩余渣大幅度减少，有效的抑制了回硫的问题。
29.本发明提供的方法使预处理铁水在单喷颗粒镁的工艺下，能实现预处理后的铁水硫含量稳定在0.002％以下，且不占用正常铁水预处理的生产节奏；通过改变渣相组成使得脱硫产物容易去除，脱硫产物通过扒渣处理后残余小，且脱硫渣中硫元素含量低于常规含量，从而解决冶炼回硫现象。
30.在本发明中，单喷颗粒镁铁水预处理指的是利用钝化镁通过氮气输送直接喷吹至铁水中，使铁水中的硫元素含量降低的处理工艺。深脱硫指的是将铁水中的硫元素含量，通过铁水预处理工艺降低至0.002％以下。回硫指的是预处理脱硫铁水进入转炉、电炉进行冶炼，由于冶炼的氧化性气氛，使铁水渣中硫元素重新回到钢液当中。
附图说明
31.图1为本发明实施例制备钢水的工艺流程图。
具体实施方式
32.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.本发明提供了一种铁水的冶炼方法，包括：
34.依次进行翻铁、喷镁、扒渣。
35.在本发明中，所述铁水的成分优选包括：
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.余量为fe。
42.在本发明中，所述c的质量含量优选为4.1～4.6％，更优选为4.2～4.5％，最优选为4.3～4.4％；所述si的质量含量优选为0.4～0.5％，更优选为0.45％；所述mn的质量含量优选为0.35％。
43.在本发明中，所述翻铁优选为倒罐站进行翻铁；所述翻铁过程中罐车开至倾翻位，铁水车开至出铁位，罐车接电后进行翻铁，倾翻角度优选为0
‑±
150
°
。在本发明中，优选当铁水重量距规定重量20～25t时，减少倾翻角度实现小流出铁，避免铁水溢出铁包；优选翻铁过程中不加入生石灰、石灰石等钙系原料，节约翻铁时间的同时更有利于降低成本，且在翻铁时加入钙系原料会容易造成扬尘现象，污染环境，利用此种方法避免了翻铁
扬尘现象。在本发明中，所述翻铁过程中优选出铁完毕后将铁水车开至测温取样位进行测温取样，再由天车吊运至脱硫站。
44.在本发明中，所述喷镁之前优选将铁包吊至铁水倾翻车开至喷吹位。在本发明中，所述喷镁之前即铁水进脱硫站的条件优选为c：4.0％～4.7wt％，si：0.30％～0.60wt％，mn：0.30％～0.40wt％，p≤0.120wt％，s≤0.035wt％，铁水经倒罐站翻铁后吊运至脱硫站。在本发明中，所述铁水进脱硫站的铁水温度优选＞1300℃，更优选为1300～1340℃，最优选为1310～1330℃；铁水中si的质量含量优选为0.3～0.6％，更优选为0.4～0.5％；铁水中p的质量含量优选≤0.120％，铁水中s的质量含量优选≤0.030％。在本发明中，优选铁水进脱硫站不扒渣，留原始渣，对比脱硫站先扒渣再喷吹操作，本发明提供的方法钢车开到脱硫站后，不进行扒渣操作，保留原始铁水渣，增大渣量，有利于降低渣中硫化合物的百分含量，利于脱硫反应的正向进行，为铁水深脱硫的实现提供有利条件。
45.在本发明中，所述喷镁过程中优选喷镁量达到总喷镁量60～70％时连续向铁水包中加入石灰和萤石的混合物，更优选为63～67％，最优选为65％。在本发明中，当喷镁达到总重量60～70％时，优选通过下料装置将石灰、萤石混匀物连续加入到铁水包中，吨铁水加入量优选为7～8kg，更优选为7.5kg；料速控制优选为300～350kg/min，更优选为310～340kg/min，最优选为320～330kg/min；所述石灰和萤石的质量比优选为(6～8)：(1～1.5)，更优选为(6.5～7.5)：(1.1～1.4)，最优选为7：(1.2～1.3)；所述石灰优选为活性石灰。
46.在本发明中，所述喷镁过程中优选通过下料料斗连续均匀的将石灰、萤石混合物加入到铁水中，达到复合喷吹的效果，利用喷吹的动力学条件使脱硫反应更彻底，最终实现铁水硫含量稳定达到0.0020％以下。
47.在本发明中，所述喷镁过程中优选先将铁水车开至喷吹位，按照不同铁水硅、硫成分确定喷镁量，喷进行喷钝化镁操作。在本发明中，所述喷镁过程中的供镁强度优选控制在每分钟5～8kg，更优选为6～7kg，最优选为6.5kg；喷镁时间优选为6～16min，更优选为8～14min，最优选为10～12min；喷镁量优选为30～80kg，更优选为40～70kg，最优选为50～60kg。
48.在本发明中，所述喷镁过程中优选达到总喷镁量60～70％时连续向铁水包中加入石灰和萤石的混合物，石灰和萤石混合物由振动给料机均匀加入到铁水包中，吨铁水加入量优选为7～8kg；料速速控制优选为300～350kg/min。
49.在本发明中，所述扒渣过程中优选先进行扒渣机、铁水倾翻车功能确认，检查是否能正常使用，脱硫结束后启动扒渣机液压控制系统，倾动铁水倾翻车至铁水液面距后包上部约10cm，操作扒渣机操作杆进行扒渣作业；所述扒渣过程中优选将铁水总渣量扒出1/2～2/3时加入聚渣剂，聚渣剂优选采用少量分多次加入，加入聚渣剂后使用扒渣板将其摊匀，使其与铁水渣充分结合，等待30s左右后继续进行扒渣，扒渣结束后铁水包恢复垂直状态。
50.在本发明中，所述扒渣结束后优选还包括：
51.将铁水包吊运至转炉或电炉，铁水兑入转炉或电炉。
52.在本发明的实施例中，所述铁水的冶炼方法工艺流程如图1所示，包括：
53.倒罐站进行翻铁；
54.将铁包吊至铁水倾翻车开至喷吹位；
55.进行喷镁操作，喷镁量至总量的60％～70％时，连续向铁水包中加入石灰、萤石混
匀物；
56.喷吹结束后进行扒渣操作；
57.将铁水包吊运至转炉/电炉；
58.铁水兑入转炉/电炉。
59.在本发明中，活性石灰获取资源不受限且价格便宜；活性石灰利用高温快速熔化和萤石独特化渣优势可实现快速化渣、增加脱硫效率，最终实现深脱硫；改变了渣中组成，更有利于扒渣；大渣量减少了铁水s脱除后在渣中的分配系数，有效的抑制了回s。
60.实施例
61.一种铁水的冶炼方法，包括：
62.依次进行翻铁、喷镁、扒渣；
63.所述翻铁过程中罐车开至倾翻位，铁水车开至出铁位，罐车接电后进行翻铁，倾翻角度0～
±
150
°
，当铁水重量距规定重量20～25t时，减少倾翻角度实现小流出铁，避免铁水溢出铁包；翻铁过程中无需加入生石灰、石灰石等钙系原料，节约翻铁时间的同时更有利于降低成本，且在翻铁时加入钙系原料会容易造成扬尘现象，污染环境，利用此种方法避免了翻铁扬尘现象。出铁完毕后将铁水车开至测温取样位进行测温取样，再由天车吊运至脱硫站；
64.铁水进脱硫站的铁水温度＞1300℃，铁水中si的质量含量为0.3～0.6％，p的质量含量优选≤0.120％，s的质量含量优选≤0.030％；铁水进脱硫站不扒渣，留原始渣；
65.所述喷镁过程中先将铁水车开至喷吹位，按照不同铁水硅、硫成分确定喷镁量，喷进行喷钝化镁操作；喷镁过程中的供镁强度控制在每分钟5～8kg，喷镁时间为6～16min，喷镁量为30～80kg；喷镁量达到总喷镁量60～70％时连续向铁水包中加入石灰和萤石的混合物，通过下料装置将石灰、萤石混匀物连续加入到铁水包中，吨铁水加入量为7～8kg，料速控制为300～350kg/min，石灰和萤石的质量比为(6～8)：(1～1.5)；
66.所述扒渣过程中先进行扒渣机、铁水倾翻车功能确认，检查是否能正常使用，脱硫结束后启动扒渣机液压控制系统，倾动铁水倾翻车至铁水液面距后包上部约10cm，操作扒渣机操作杆进行扒渣作业；将铁水总渣量扒出1/2～2/3时加入聚渣剂，聚渣剂采用少量分多次加入，加入聚渣剂后使用扒渣板将其摊匀，使其与铁水渣充分结合，等待30s左右后继续进行扒渣，扒渣结束后铁水包恢复垂直状态。
67.实施例1～实施例5
68.喷镁工艺条件为：喷镁量至总喷镁量的60％时，按吨铁7kg加入石灰和萤石混合物(质量比6:1)，料速控制为300kg/min。
69.铁水成分为：
70.实施例1：倒罐站翻铁150t，铁水成分样c：4.2wt％，si：0.40wt％，mn：0.37wt％，p：0.105wt％，s：0.028wt％。
71.实施例2：倒罐站翻铁148t，铁水成分样c：4.35wt％，si：0.37wt％，mn：0.35wt％，p：0.103wt％，s：0.030wt％。
72.实施例3：倒罐站翻铁140t，铁水成分样c：4.2wt％，si：0.33wt％，mn：0.33wt％，p：0.095wt％，s：0.025wt％。
73.实施例4：倒罐站翻铁147t，铁水成分样c：4.55wt％，si：0.50wt％，mn：0.37wt％，
p：0.010wt％，s：0.032wt％。
74.实施例5：倒罐站翻铁146t，铁水成分样c：4.3wt％，si：0.42wt％，mn：0.40wt％，p：0.100wt％，s：0.035wt％。
75.实施例6～10
76.喷镁工艺条件为：喷镁量至喷镁总量的65％时，按吨铁7kg加入石灰和萤石混合物(质量比7:1)，料速控制为330kg/min。
77.铁水成分为：
78.实施例6：倒罐站翻铁150t，铁水成分样c：4.10wt％，si：0.31wt％，mn：0.30wt％，p：0.099wt％，s：0.025wt％。
79.实施例7：倒罐站翻铁140t，铁水成分样c：4.6wt％，si：0.31wt％，mn：0.35wt％，p：0.111wt％，s：0.033wt％。
80.实施例8：倒罐站翻铁152t，铁水成分样c：4.33wt％，si：0.51wt％，mn：0.33wt％，p：0.105wt％，s：0.027wt％。
81.实施例9：倒罐站翻铁144t，铁水成分样c：4.05wt％，si：0.33wt％，mn：0.30wt％，p：0.100wt％，s：0.030wt％。
82.实施例10：倒罐站翻铁149t，铁水成分样c：4.22wt％，si：0.43wt％，mn：0.31wt％，p：0.097wt％，s：0.029wt％。
83.实施例11～实施例15
84.喷镁工艺条件为：喷镁量至总喷镁量的65％时，按吨铁7.5kg加入石灰和萤石混合物(质量比8:1)，料速控制为350kg/min。
85.铁水成分为：
86.实施例11：倒罐站翻铁152t，铁水成分样c：4.06wt％，si：0.54wt％，mn：0.32wt％，p：0.115wt％，s：0.034wt％。
87.实施例12：倒罐站翻铁150t，铁水成分样c：4.11wt％，si：0.60wt％，mn：0.33wt％，p：0.107wt％，s：0.022wt％。
88.实施例13：倒罐站翻铁147t，铁水成分样c：4.32wt％，si：0.33wt％，mn：0.40wt％，p：0.106wt％，s：0.026wt％。
89.实施例14：倒罐站翻铁147t，铁水成分样c：4.50wt％，si：0.35wt％，mn：0.33wt％，p：0.101wt％，s：0.032wt％。
90.实施例15：倒罐站翻铁148t，铁水成分样c：4.17wt％，si：0.37wt％，mn：0.33wt％，p：0.104wt％，s：0.032wt％。
91.性能检测
92.采用硫碳仪对喷镁后出脱硫站的铁水中硫含量进行检测，检测结果如下：
[0093][0094]
在本发明中，活性石灰获取资源不受限且价格便宜；活性石灰利用高温快速熔化和萤石独特化渣优势可实现快速化渣、增加脱硫效率，最终实现深脱硫；改变了渣中组成，更有利于扒渣；大渣量减少了铁水s脱除后在渣中的分配系数，有效的抑制了回s。
[0095]
虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但是这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，以使特定情形、材料、物质组成、物质、方法或过程适宜于本技术的目标、精神和范围。所有此类修改都意图在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本技术的限制。
技术特征：
1.一种铁水的冶炼方法，包括：依次进行翻铁、喷镁、扒渣。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁水的成分包括：c：4.0％～4.7wt％，si：0.30％～0.60wt％，mn：0.30％～0.40wt％，p≤0.120wt％，s≤0.030wt％，余量为fe。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述翻铁过程中的倾翻角度为0～
±
150
°
。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷镁过程中喷镁至总喷镁量60～70％时连续向铁水中加入石灰和萤石的混合物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰和萤石的质量比为(6～8)：(1～1.5)。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述石灰和萤石的混合物在吨铁水中加入量为7～8kg。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述加入石灰和萤石的混合物过程中的料速为300～350kg/min。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷镁之前铁水的温度＞1300℃；铁水中si的质量含量为0.3～0.6％，p的质量含量≤0.120％，s的质量含量≤0.030％。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷镁后铁水中硫含量达到0.0020wt％以下。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扒渣过程中将铁水总渣量扒出1/2～2/3时加入聚渣剂。
技术总结
本发明提供了一种铁水的冶炼方法，包括：依次进行翻铁、喷镁、扒渣。本发明提供的方法使预处理铁水在单喷颗粒镁的工艺下，能实现预处理后的铁水硫含量稳定在0.002％以下，且不占用正常铁水预处理的生产节奏；通过改变渣相组成使得脱硫产物容易去除，脱硫产物通过扒渣处理后残余小，且脱硫渣中硫元素含量低于常规含量，从而解决冶炼回硫现象。从而解决冶炼回硫现象。
