[发明专利]在精炼过程中使熔融金属脱磷的方法

说明书

本发明公开用于在精炼过程中使熔融金属脱磷的方法，所述方法使用具有小于20％坠落试验指数的压实颗粒形式的石灰组合物，从而得到磷组分减少至以下程度的精炼金属：基于磷减少的精炼金属的总重量，所述磷减少的精炼金属具有低于0.02w％的磷含量。

技术领域

本发明涉及一种在精炼过程中使熔融金属脱磷的方法，包括以下步骤：

将热熔金属和任选的废料装入容器，

将第一石灰组合物装入所述容器，

将氧气吹入到所述容器，

由装入至所述容器的所述第一石灰组合物形成炉渣，

使热熔金属脱磷以形成磷组分减少的精炼金属，以及

排出所述磷组分减少的精炼金属。

背景技术

在自然界中，所发现的金属以被称为矿石的不纯的状态存在，通常被氧化并与其他金属的硅酸盐混合。为了从矿石中提取金属，存在不同的方法，如物理纯化步骤、湿法冶金、热冶金、浸滤和电冶金。

本发明仅涉及在使矿石暴露于高温而形成热熔金属的熔炼过程之后转化方法。在熔炼过程中，矿石中所含的部分杂质已经与熔融金属分离。

为了生产精炼的金属，使用EAF(电弧炉)或EOF(能量优化炉)或在其中吹入氧气以燃烧碳、硅和磷的，诸如BOF(碱性氧气炉)或AOD(氩氧脱碳)转炉的转炉。现在，从热熔金属中去除磷化合物最常用的方式在于使用各种类型的转炉，更尤其是碱性氧气炉(BOF)转炉，如顶吹、底吹或组合吹转炉。

在脱磷过程之后，通过将氧气加入至金属，也可以在钢水包中使热熔金属脱磷。

现在，在许多精炼过程中，将含氧化物(如生石灰和/或煅烧白云石)的石灰组合物和废料引入转炉中以控制形成炉渣反应的动力学和化学过程，从而有助于去除杂质并保护炉耐火内衬免受过度磨损。

将石灰组合物以卵石状的形式或甚至以粉末状态装入至容器中。生石灰和/或煅烧白云石漂浮在热熔金属浴上，从而形成界面。

在精炼过程中，将熔炼获得的熔融金属进料至容器(具有耐火壁的转炉或钢水包)中，其中，也可以装入废料。

来自熔炼的熔融金属包括通常为每吨熔融金属40kg～45kg的初始碳含量以及每吨熔融金属0.7kg～1.2kg的初始磷含量。

将石灰组合物装入并使其漂浮在熔融金属浴上。如前所述，适宜地吹入氧气并持续预定的时间段，以使碳、磷化合物和硅燃烧。在吹炼过程中，使石灰组合物浸入至熔融金属浴中，并在熔融金属与仍漂浮的石灰组合物的界面处略微溶解/熔炼。

炉渣是漂浮在浴上的氧化物层，并源自于由于硅的氧化所形成的SiO₂以及吹炼过程中形成的其它氧化物(MnO和FeO)，为缓解SiO₂对耐火内衬的影响并液化和活化炉渣而添加的石灰组合物以及来自耐火内衬磨损的MgO。

事实上，在转化过程中，发生金属/气体反应，其中燃烧碳以形成气态CO和CO₂。在预定的吹炼持续时段最后，碳含量减少至每吨熔融金属约0.5kg，意味着约500ppm。

在熔融金属与漂浮的石灰组合物的界面处发生金属/炉渣反应，以使熔融金属脱磷。在炉渣和金属间的反应结束时，每吨熔融金属的磷含量约为0.1kg或低于0.1kg，意味着约为100ppm或低于100ppm。

如果金属是铁，则化学反应如下所示：