CN101338349A - 顶底侧吹转炉炼钢法 - Google Patents

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朱英雄
陈伯瑜
黄标彩
汪灿荣
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Abstract

一种顶底侧吹转炉炼钢法，包括设置有顶枪和底枪的顶底复吹转炉，其中采用顶枪吹入氧气，通过底枪吹入搅拌气体，其特征是在顶底复吹转炉的转炉炉壁的整个熔池高度设置有至少一支侧吹枪，并采用侧吹枪吹入气体或用载气吹入造渣粉剂。本发明改进了现有的转炉炼钢法，并给出了一种新型的顶底侧吹转炉，不仅提高复吹转炉熔池的搅拌效果，还进一步降低转炉熔池的混匀时间，改善渣金反应的动力学条件，具有强化造渣、提高在较低温度下的脱磷效果、降低吹炼终点炉渣、钢液的氧化性等特点。

Description

顶底侧吹转炉炼钢法
技术领域
本发明涉及一种转炉炼钢法，特别涉及一种顶底侧吹转炉炼钢法，是对现有的转炉炼钢法的改进，属于钢铁冶金技术领域。
背景技术
目前的转炉炼钢都是采用顶底复吹转炉来进行，顶底复吹转炉炼钢常用的方法是从转炉熔池上部通过氧枪向熔池的铁水吹入氧气，从底部通过底枪向熔池内吹入氮气或氩气进行熔池搅拌，以改善熔池的搅拌能力。在复吹转炉内，采用常规一步法炼钢，脱磷效果不能满足低磷钢、超低磷钢的要求。为此，出现了异炉双联法炼钢和同炉两步法炼钢。异炉双联法炼钢是采用两座转炉，一座用于铁水脱硅脱磷处理，脱磷后的铁水兑入另一座转炉进行脱碳。同炉两步法炼钢是在同一座转炉，进行脱硅脱磷处理后，倒炉倒出脱磷渣，然后进行脱碳。这两种方法都是在较低的温度进行脱磷，以提高脱磷效果。但是，在较低的温度下，仅靠顶部氧枪供氧，要想形成一定碱度的熔渣较为困难，会出现熔渣分层现象，上部炉渣化得较好，而下部靠近渣金界面处炉渣化得不好，影响到脱磷效果。
另外，顶底复吹转炉主要是靠顶枪和底枪吹入的气体带动熔池的液体形成上下循环流动来进行熔池搅拌的，在熔池内底枪的上方形成一个个搅拌子区域，如果底枪布置不好，这种搅拌子区域相互独立，不能在整个熔池形成水平流动，不利于整个熔池的混匀；即使采用非对称的底枪布置，但也很难使熔池产生明显的水平流动。所以，顶底复吹转炉熔池的混匀时间降低到一定水平后，就难以再进一步降低。
转炉采用溅渣护炉工艺后，由于炉底上涨，底枪的搅拌作用下降，转炉熔池的搅拌效果变差，混匀时间变长，不利于渣金间的反应和冶炼超低碳钢，不利于降低冶炼终点炉渣、钢液的氧化性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述难题，提高复吹转炉熔池的搅拌效果，进一步降低转炉熔池的混匀时间，改善渣金反应的动力学条件，发明了一种顶底侧吹转炉炼钢法，并给出了一种新型的顶底侧吹转炉。采用该顶底侧吹转炉可以强化造渣，提高在较低温度下的脱磷效果，降低吹炼终点炉渣、钢液的氧化性，也可利用这种顶底侧吹转炉进行进一步的脱碳脱磷操作，或者采用顶底侧吹转炉进行常规的一步法炼钢，提高脱磷效果和冶金效果。
本发明所采取的技术方案是，这种顶底侧吹转炉炼钢法，包括设置有顶枪和底枪的顶底复吹转炉，其中采用顶枪吹入氧气，通过底枪吹入搅拌气体，其特征是：在顶底复吹转炉的转炉炉壁的整个熔池高度设置有至少一支侧吹枪，并采用侧吹枪吹入气体或用载气吹入造渣粉剂。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪设置在转炉耳轴中心线的两侧炉壁或一侧炉壁的渣金界面附近或金属熔池内部，并采用侧吹枪向渣金界面或向金属熔池吹入气体或用载气吹入造渣粉剂。
为更好的完成本发明的目的，所述的采用侧吹枪向渣金界面或向金属熔池吹入的气体为氧化性气体(如氧气、二氧化碳等)或搅拌气体(如氮气、氩气等)，以强化造渣，改善脱磷效果和提高转炉的冶金效果。
为更好的完成本发明的目的，所述的转炉炉壁整个熔池高度的范围沿圆周上安装1-10支侧吹枪。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪中心线与水平线之间的夹角为±20°的范围。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪与炉壁安装点切平面呈10°至170°的角度范围安装。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪在炉壁的上下垂直方向上，为单层布置或多层布置，可以对称布置，也可以非对称布置。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪在吹入氧化性气体或用氧化性气体作载气吹入造渣粉剂时，采用双层套管结构，其中内管通氧化性气体或用氧化性气体作载气吹入造渣粉剂，内管和外管之间的环缝通冷却介质，环缝的管壁上设有来复线结构，以使冷却介质以旋转的方式包裹氧化性气体吹出侧吹枪。
为更好的完成本发明的目的，所述的侧吹枪在吹入非氧化性气体或用非氧化性气体作载气吹入造渣粉剂时，采用单层管结构或双层套管结构或环缝型结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：改进了现有的转炉炼钢法，给出了一种新型的顶底侧吹转炉，提高复吹转炉熔池的搅拌效果，进一步降低转炉熔池的混匀时间，改善渣金反应的动力学条件，强化造渣，提高在较低温度下的脱磷效果，降低吹炼终点炉渣、钢液的氧化性。
附图说明
图1为顶底侧吹转炉纵剖面示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图，表示四支侧吹枪在顶底侧吹转炉耳轴中心线6两侧布置的一种方案；
图3为图1的A-A剖面示意图，表示两支侧吹枪在顶底侧吹转炉耳轴中心线6一侧布置的一种方案；
图4为图1的A-A剖面示意图，表示两支侧吹枪在顶底侧吹转炉耳轴中心线6两侧布置的一种方案；
图5为侧吹枪在顶底侧吹转炉一侧炉壁的渣金界面下方布置的示意图；
图6为侧吹枪在顶底侧吹转炉一侧炉壁的渣金界面下方分上下层布置的示意图。
具体实施方式
现结合图1～图6，对本发明的技术方案做进一步的介绍：
本发明包括设置有顶枪1和底枪2的顶底复吹转炉，其中采用顶枪1吹入氧气，通过底枪2吹入氮气或氩气搅拌熔池，在顶底复吹转炉的转炉炉壁的整个熔池高度安装侧吹枪5吹入氧化性气体或搅拌气体，或用载气吹入造渣粉剂。
根据顶底复吹转炉容量的大小，在转炉耳轴中心线6的两侧炉壁的熔渣3和金属熔体4的界面附近安装1-10支侧吹枪5，最好是1-6支，侧吹枪5可以水平放置，也可以与水平线呈-10°～+10°的范围放置，最好为0°～5°，并与炉壁安装点的切平面呈10°～170°角度范围安装，最好呈40°～90°。
侧吹枪5在上下垂直方向可以分成1-5层布置，最好分1-3层布置。
侧吹枪5在转炉熔池的整个高度上均可以布置，最好是在距离新炉炉底100mm到渣金界面之间的范围内布置。
侧吹枪5可以对称布置，也可以非对称布置。
侧吹枪5可以吹入氧化性气体或非氧化性气体，也可以用载气喷入造渣粉剂。吹入氧化性气体或以氧化性气体作载气喷入造渣粉剂的侧吹枪5应采用双层套管，内层管通氧化性气体或氧化性气体与造渣粉剂，外层管与内层管的环缝通冷却介质；吹入非氧化性气体或用非氧化性气体作载气喷入造渣粉剂时，采用单管侧吹枪，或采用环缝侧吹枪，或双层套管侧吹枪。
转炉在出钢操作时，被钢水浸没的侧吹枪5应通入氩气。侧吹枪5的直径根据转炉容量和侧吹供气强度大小而定。
应用效果
表1为顶底侧吹转炉不同侧吹模式与顶底复吹转炉吹炼终点平均碳氧浓度积的比较。表2为顶底侧吹转炉不同侧吹模式与顶底复吹转炉平均吨钢石灰消耗量对比。
表1平均出钢碳氧浓度积
Figure A20081012634400081
表2平均石灰消耗
  侧吹模式   模式1   模式2   模式3
  顶底侧吹转炉，kg/t   56.05   58.47   56.4
  顶底复吹转炉，kg/t   61.23   62.89   62.4
  石灰耗降低，kg/t   -5.2   -4.42   -6.0
从表1可以看出，顶底侧吹转炉吹炼终点的平均碳氧浓度积低于顶底复吹转炉；表2的数据表明，顶底侧吹转炉由于冶炼效果提高，吨钢的石灰消耗比顶底侧吹转炉低4～6kg。

Claims (9)

1.一种顶底侧吹转炉炼钢法，包括设置有顶枪和底枪的顶底复吹转炉，其中采用顶枪吹入氧气，通过底枪吹入搅拌气体，其特征是：在顶底复吹转炉的转炉炉壁的整个熔池高度设置有至少一支侧吹枪，并采用侧吹枪吹入气体或用载气吹入造渣粉剂。
2.根据权利要求1所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪设置在转炉耳轴中心线的两侧炉壁或一侧炉壁的渣金界面附近或金属熔池内部，并采用侧吹枪向渣金界面或向金属熔池吹入气体或用载气吹入造渣粉剂。
3.根据权利要求1或2所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的采用侧吹枪向渣金界面或向金属熔池吹入的气体为氧化性气体或搅拌气体。
4.根据权利要求1或2所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的转炉炉壁整个熔池高度的范围沿圆周上安装1-10支侧吹枪。
5.根据权利要求4所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪中心线与水平线之间的夹角为±20°的范围。
6.根据权利要求5所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪与炉壁安装点切平面呈10°～170°的角度范围安装。
7.根据权利要求6所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪在炉壁的上下垂直方向上，为单层布置或多层布置。
8.根据权利要求1所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪在吹入氧化性气体或用氧化性气体作载气吹入造渣粉剂时，采用双层套管结构，其中内管通氧化性气体或用氧化性气体作载气吹入造渣粉剂，内管和外管之间的环缝通冷却介质，环缝的管壁上设有来复线结构。
9.根据权利要求1所述的顶底侧吹转炉炼钢法，其特征在于所述的侧吹枪在吹入非氧化性气体或用非氧化性气体作载气吹入造渣粉剂时，采用单层管结构或双层套管结构或环缝型结构。
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