CN105525055B

CN105525055B - 一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法

Info

Publication number: CN105525055B
Application number: CN201410515245.8A
Authority: CN
Inventors: 陈志平; 左康林; 虞大俊; 夏兆东; 李玉娣
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: CN105525055A

Abstract

本发明公开了一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，主要解决现有技术中转炉“双渣+留渣”冶炼工艺脱碳期容易出现喷溅的技术问题。一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，包括以下步骤；加废钢、兑铁水，转炉吹炼脱硅、脱磷，倒前期渣，转炉吹炼脱碳，转炉出钢，留渣。本发明通过控制转炉吹炼脱碳期石灰石或白云石的加入，下枪吹炼时控制供氧强度逐步增大，吹炼过程中通过枪位高度和供氧强度的调整，很好的控制了脱碳期下枪吹炼时的爆发性喷溅和吹炼过程的返干喷溅问题。

Description

一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法

技术领域

本发明涉及转炉炼钢少渣冶炼，特别涉及一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，属于转炉炼钢技术领域。

背景技术

在传统的转炉冶炼工艺生产中，入炉铁水中Si的质量分数一般在0.2%～0.7%范围内，转炉吹氧冶炼后Si优先氧化形成SiO₂，SiO₂的形成加速了石灰等造渣料的熔解，可利用吹炼前期的低温条件短时间内形成流动性良好的炉渣，不会出现大的喷溅现象。

而现有技术中，采用“加入废钢、兑入铁水→转炉脱硅、脱磷→排前期脱磷渣→吹炼脱碳升温→转炉出钢留渣”的 “双渣+留渣”冶炼工艺，该工艺将常规转炉冶炼划分为2个阶段。第１阶段为脱磷期，主要进行脱硅、脱磷处理，脱硅、脱磷结束后摇炉倒出部分磷含量高的炉渣，然后进行第２阶段的吹炼；第2阶段为脱碳期，主要进行脱碳升温和部分脱磷。这种双渣+留渣”冶炼工艺可以节约石灰使用量40%左右、轻烧镁球使用量45%左右，降低成本的同时降低污染。但是，该工艺在第2阶段吹炼时，容易发生两种情况的喷溅。第1种为爆发性喷溅，其发生在脱碳期下枪吹炼时，发生的原因为：脱碳期开始时，铁水成分相当于半钢，温度在1400℃左右，下枪吹炼时，高速喷吹的氧气与铁水中的碳发生激烈的化学反应，瞬间产生大量的气体，若前期排渣率较低，导致脱碳期开始的炉渣量较大，使得气体排出受阻，而发生爆发性喷溅。第2种为返干喷溅（金属喷溅），其发生在脱碳期吹炼过程中，发生的原因为：该工艺在第1阶段吹炼后，铁水中Si已被完全脱除，并且大部分炉渣也被倒出，到第2阶段进行脱碳吹炼时，造成脱碳阶段化渣极为困难，易发生返干喷溅。“双渣+留渣”冶炼工艺脱碳期易发生的喷溅，造成了较大的铁损同时也降低了转炉生产的安全性，需要克服。

中国专利CN 102212643 A公开了“一种转炉少渣冶炼工艺”，该专利对少渣冶炼工艺进行了介绍，但该专利并未涉及如何防止脱碳阶段的喷溅问题。中国专利CN 102071282A公开了“转炉炼钢喷溅预报装置”，该专利通过在转炉氧枪口上方安装配有自动吹扫气幕的微型摄像机来监控转炉内状况，防止喷溅，实际转炉存在着高温和复杂的物理化学反应，微型摄像机很难准确监控转炉内状况，单纯通过微型摄像机观察来防止喷溅，难以真正解决喷溅问题，并且该方法增加了转炉炼钢成本。中国专利申请号为201410233273.0 公开了“一种转炉少渣冶炼前期倒渣的控制方法 ”，该专利通过对脱硅、脱磷期冶炼控制及前期倒渣控制，达到转炉前期脱磷和降低转炉造渣辅料消耗的目的。但脱硅、脱磷期和前期倒渣的控制不能彻底解决脱碳期的喷溅问题。解决脱碳期的喷溅问题，方能更好的体现少渣冶炼在环境保护和钢铁料消耗方面的优势。

目前尚缺乏有效控制“双渣+留渣”炼钢工艺中喷溅的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，主要解决现有技术中转炉“双渣+留渣”冶炼工艺脱碳期喷溅的技术问题。

本发明发明方法通过控制脱磷期的温度、前期排渣率、以及脱碳期采用合理的造渣制度、吹炼制度，可以很好的控制转炉“双渣+留渣”冶炼工艺脱碳期喷溅的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，包括以下步骤：

a、采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75～92%，余量为轻型废钢；

b、转炉吹炼脱硅、脱磷,转炉脱硅、脱磷期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的26%～34%,转炉脱硅、脱磷期的枪位控制为高枪位→低枪位→高枪位，供氧强度控制为2.7～3.5Nm³/min/吨钢,先采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量的4%～6%；再采用低枪位，加强搅拌，控制吹氧量为总供氧量的18%～22%；最后再采用高枪位，提高炉渣中FeO含量，控制吹氧量为总供氧量的4%～6%；控制转炉吹炼脱硅、脱磷期炉渣二元碱度（w(CaO)/w(SiO₂)）为1.3～1.7，炉渣中FeO质量分数为15%～25%；熔池温度为1380～1450℃；脱硅、脱磷期矿石加入量为0～30kg/吨钢；

c、转炉脱硅、脱磷期结束进行排渣，控制排渣率不小于50%；

d、排渣结束，摇动转炉至0°，向转炉内加入石灰石或生白云石；

e、转炉吹炼脱碳，脱碳期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的66%～74%，供氧强度控制为3.1～3.6Nm³/min/吨钢；转炉脱碳期的枪位控制为高枪位→基准枪位→低枪位，下枪吹炼时，控制供氧强度逐步增大至高枪位供氧强度的目标值，先采用高枪位，加强化渣，控制吹氧量为总供氧量的20%～30%；再采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量的32%～42%；最后再采用低枪位，加强搅拌，降低炉渣中FeO含量，控制吹氧量为总供氧量的6%～10%；石灰加入量为20～40kg/吨钢，轻烧镁球加入量为5～10kg/吨钢；矿石加入量为0～10kg/吨钢；

f、转炉吹炼结束后出钢；

g、转炉出钢结束后，将脱碳渣全留在转炉内进行溅渣护炉。

重复本发明步骤，开始下一炉钢水的冶炼。

进一步，本发明步骤b中，转炉脱硅、脱磷期吹炼时，高枪位控制为H₀+H₀*(0.2～0.5)；低枪位控制为：H₀+H₀*(0.05～0.18)，H₀为转炉内钢液面高度。

本发明步骤d中，石灰石或白云石为炼钢用料，加入量为5～20kg/吨钢。

本发明步骤e中，转炉脱碳期吹炼时，初始供氧强度控制为2.0～2.5Nm³/min/吨钢，当枪位下降至低于3.5m时，供氧强度以每秒0.1Nm³/min/吨钢的速度增加至高枪位供氧强度的目标值。

本发明步骤e中，转炉脱碳期吹炼时，高枪位控制为H₀+H₀*(0.2～0.5)；基准枪位为H₀+H₀*(0.12～0.18)；低枪位控制为：H₀+H₀*(0.05～0.10)，H₀为转炉内钢液面高度。

本发明步骤e中，脱碳期轻烧镁球为一次性加入，石灰分两批加入，第1批料为石灰总量的2/3～3/4和全部的轻烧镁球，第2批料为石灰总量的1/4～1/3；控制转炉脱碳渣（转炉终点渣）二元碱度（w(CaO)/w(SiO₂)）为3.3～4.3，炉渣中MgO质量分数为8.5%～11.5%。

本发明步骤e中所述的轻烧镁球化学成分的重量百分比为MgO 60%～70%、CaO 20%～30%、SiO₂≤7%，烧损≤10%。

本发明脱碳期开吹前向转炉内加入石灰石或生白云石的主要目的在于配合供氧操作，适当降低铁水温度，并加快炉渣熔解。石灰石或生白云石的主要作用在于：一方面，石灰石或生白云石分解时会吸热，适当降低铁水温度，抑制C-O反应的发生；另一方面，其分解产生的气体会冲破表面的硅酸二钙膜，加快炉渣熔解速度，可明显降低喷溅率。脱碳期吹炼过程中，通过供氧强度和枪位的配合调整，可以加强冶炼过程化渣，避免返干喷溅问题。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1.本发明方法，在进行“双渣+留渣”工艺冶炼，可以很好的控制脱碳期的喷溅问题，吨钢钢铁料消耗下降5～12kg，同时有效提高了转炉“双渣+留渣”炼钢工艺的稳定性。

2.本发明方法，使转炉“双渣+留渣”冶炼工艺吨钢石灰消耗下降38%～52%、吨钢轻烧镁球消耗下降38%～56%和吨钢氧气消耗下降1.1～1.8Nm³。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。

在150吨顶底复吹转炉上采用“双渣+留渣”冶炼工艺进行炼钢，包括以下步骤；加入废钢、兑入铁水，转炉吹炼脱硅、脱磷，倒前期渣，转炉吹炼脱碳，转炉出钢，留渣。表1至表5为采用本发明方法进行转炉少渣冶炼的关键控制参数。

表1 转炉冶炼炉次金属料条件

表2 转炉吹炼脱硅、脱磷期工艺参数

表3 本发明前期倒渣工艺参数

表4 本发明转炉吹炼脱碳期工艺参数

表5 转炉冶炼指标

本发明实施例1至4，相比于常规转炉冶炼工艺，其优势主要体现在转炉造渣物料消耗大幅度下降方面，其中石灰消耗分别降低23.6、26.2、22.7和22.3kg/t钢，降低幅度分别为44.1%、48.9%、42.4%和41.7%；轻烧镁球消耗分别降低6.4、6.8、6.1和5.4kg/t钢，降低幅度分别为50.4%、53.5%、48.0%和42.5%；氧气消耗分别降低1.63、1.76、1.2和1.19Nm³/t钢；钢铁料消耗分别降低9.0、9.7、8.3和7.3kg/t钢。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims

1.一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：

a、采用转炉顶底复合冶炼,投入金属主料的原料组成的重量百分比为，铁水75～92％，余量为轻型废钢；

b、转炉吹炼脱硅、脱磷，转炉脱硅、脱磷期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的26％～34％，转炉脱硅、脱磷期的枪位控制为高枪位→低枪位→高枪位，供氧强度控制为2.7～3.5Nm³/min/吨钢，先采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量的4％～6％；再采用低枪位，控制吹氧量为总供氧量的18％～22％；最后再采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量的4％～6％；控制转炉吹炼脱硅、脱磷期炉渣二元碱度为1.3～1.7，炉渣中FeO质量分数为15％～25％；熔池温度为1380～1450℃；脱硅、脱磷期矿石加入量为0～30kg/吨钢；

c、转炉脱硅、脱磷期结束进行排渣，控制排渣率不小于50％；

d、排渣结束，摇动转炉至0°，向转炉内加入炼钢用石灰石或生白云石，加入量为5～20kg/吨钢；

e、转炉吹炼脱碳，脱碳期的供氧量为冶炼炉次总供氧量的66％～74％，供氧强度控制为3.1～3.6Nm³/min/吨钢；转炉脱碳期的枪位控制为高枪位→基准枪位→低枪位，下枪吹炼时，控制供氧强度逐步增大至高枪位供氧强度的目标值，先采用高枪位，控制吹氧量为总供氧量的20％～30％；再采用基准枪位，控制吹氧量为总供氧量的32％～42％；最后再采用低枪位，控制吹氧量为总供氧量的6％～10％；石灰加入量为20～40kg/吨钢，轻烧镁球加入量为5～10kg/吨钢；矿石加入量为0～10kg/吨钢；

f、转炉吹炼结束后出钢；

g、转炉出钢结束后，将脱碳渣全留在转炉内进行溅渣护炉；

其中，转炉脱碳期吹炼时，所述的高枪位控制为H0+H0*(0.2～0.5)，基准枪位为H0+H0*(0.12～0.18)，低枪位控制为H0+H0*(0.05～0.10)，H0为转炉内钢液面高度。

2.根据权利要求1所述的一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，其特征是，转炉脱硅、脱磷期吹炼时，所述的高枪位为H0+H0*(0.2～0.5)；所述的低枪位为H0+H0*(0.05～0.18)，H0为转炉内钢液面高度。

3.根据权利要求1所述的一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，其特征是，转炉脱碳期吹炼时，初始供氧强度控制为2.0～2.5Nm³/min/吨钢，当枪位下降至低于3.5m时，供氧强度以每秒0.1Nm³/min/吨钢的速度增加至高枪位供氧强度的目标值。

4.根据权利要求1所述的一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，其特征是，脱碳期轻烧镁球为一次性加入，石灰分两批加入，第1批料为石灰总量的2/3～3/4和全部的轻烧镁球，第2批料为石灰总量的1/4～1/3；控制转炉脱碳渣二元碱度为3.3～4.3，炉渣中MgO质量分数为8.5％～11.5％。

5.根据权利要求1所述的一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法，其特征是，所述的轻烧镁球化学成分的重量百分比为MgO 60％～70％、CaO 20％～30％、SiO₂不大于7％和烧损不大于10％。