CN102643947A - 一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法 - Google Patents

Abstract

一种缩短转炉冶炼溅渣护炉时间的方法，属于转炉炼钢技术领域，通过在冶炼完成后控制转炉排渣倾动角度获得适宜的残渣量，然后加入调质冷却剂，采用顶吹或顶底复吹达到快速溅渣目的。其中转炉排渣倾动角度和调质冷却剂加入量根据转炉终点所测量的钢水氧活度和温度计算得出，转炉排渣倾动角度A的计算公式：A = -0.022a_o + 171.6°，调质冷却剂加入量S计算公式：S= 0.0003558t² - 1.136t + 909.2。调质冷却剂组成为石灰石和白云石，重量百分比均为0~100%。优点在于，利用现有已有条件解决了转炉终点钢水氧化性不同造成的残渣量、炉渣温度、粘度不稳定带来的溅渣时间长的问题，缩短了溅渣护炉时间。

Description

一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法

技术领域

本发明属于转炉炼钢技术领域，特别是涉及一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法，尤其适用于冶炼终点温度和氧化性波动较大时。

背景技术

转炉炼钢具有效率高、节奏快、产量大、耗能小等诸多优点，是目前最普遍应用的炼钢工艺，转炉炼钢时由于受钢液和渣液的侵蚀和冲击，其炉衬受到严重的侵蚀，以往出钢后对炉衬进行修补，通常采用喷补料和焦油白云石砖作为修补炉衬的原料，这不仅消耗了大量的耐火材料，还需要繁重的人力劳动。因此近年来开发了转炉溅渣护炉的方法，该方法是在转炉出钢后留下全部或者部分终渣，根据情况不加入或者加入适量调渣剂，使炉渣具有合适的粘度和组成，采用氧枪或者氧枪和底枪结合向喷渣喷吹高压氮气、氩气或者空气等廉价气体，使炉渣在气体的强烈搅拌作用下飞溅到炉衬上，形成10-20mm左右的保护层，达到保护炉衬延长炉龄降低消耗的目的。如申请（专利）号为96120758.2的发明提供了一种转炉溅渣护炉方法。该发明的主要特征是在出钢前的吹炼过程中向炉内分批加入轻烧白云石，出钢后再向残留炉渣中加入调渣剂，调渣剂主要成分为镁砂、轻浇白云石、菱镁球、生白云石，之后向炉渣中喷吹高压氮气，使炉渣飞溅到炉衬上，在炉衬表面形成保护层。

近年来随着钢质量的不断提高，一些钢种冶炼时都需要经过一次以上的炉外精炼处理，因此需要提高出钢温度，而由于成分设计的要求又要求低碳含量出钢，出钢碳含量小于0.05%，这样形成的转炉冶炼终点炉渣具有温度高、氧化渣高流动性强、密度小、粘度低等特点，不利于快速溅渣。而对于另一部分出钢温度不必提高和出钢碳含量也不要求特别低的钢种，与高出钢温度和低碳含量出钢相比具有炉渣温度相对较低、氧化性相对较弱，密度相对较大、粘度相对较高的特点；对于溅渣护炉来说只有将炉渣量、温度和粘度调整到适宜值才可以实现溅渣，对于不同的转炉终点来说就增加了溅渣的操作难度，延长了溅渣时间，而溅渣时间的长短影响着炼钢工序的生产率，同时由于炉渣的密度不同转炉内的渣量亦无法有效控制，但转炉内炉渣量直接影响了溅渣的效果，所以必须控制适宜的转炉内残渣量，目前尚未有发现与之相关的技术和发明，因此为了提高生产率并保证良好溅渣效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缩短转炉冶炼溅渣护炉时间的方法，利用现有已有条件解决了转炉终点钢水氧化性不同造成的残渣量、炉渣温度、粘度不稳定带来的溅渣时间长的问题。通过在冶炼完成后控制转炉排渣倾动角度获得适宜的残渣量，然后加入调质冷却剂，采用顶吹或顶底复吹达到快速溅渣目的。

本发明通过在冶炼完成后控制转炉排渣倾动角度获得适宜的残渣量，然后加入调质冷却剂，采用顶吹或顶底复吹达到快速溅渣目的；其特征在于，在工艺中控制如下技术参数：

1）转炉正常吹氧冶炼，在达到冶炼终点后，测量钢水活氧度和钢水温度，然后出钢，同时计算出转炉排渣倾动角度和调质冷却剂加入量，转炉排渣时倾动角度根据钢水氧活度在300-1200ppm之间高低变化调整为140°-165°之间，调质冷却剂加入量根据冶炼终点出钢温度在1640-1720℃之间变化为3-8kg/t钢。

2）出钢完毕将转炉倾动至计算出的排渣角度排渣，并准备调质冷却剂；

3）排渣终止加入调质冷却剂；

4）之后采用顶吹氮气或顶底复吹氮气进行溅渣护渣操作，与正常溅渣工艺相同。

转炉排渣适宜的残渣量通过测量冶炼终点钢水氧活度a_o计算得出，氧活度a_o单位为ppm，转炉排渣倾动角度A的计算公式：A = -0.022a_o+ 171.6°，在公式中氧活度为无量纲单位，得出转炉排渣需倾动的角度，单位为°，在此角度排渣后转炉内所剩余的渣量即为最佳残渣量。

调质冷却剂适宜的加入量通过测量冶炼终点钢水温度计算得出，温度t单位为℃，调质冷却剂加入量S计算公式：S= 0.0003558t² - 1.136t + 909.2，在公式中钢水温度为无量纲单位，调质冷却剂加入量S单位为：kg/t钢。

调质冷却剂组成为石灰石和白云石，重量百分比均为0～100%，满足化学成分重量百分含量为：CaO：30-55%，MgO：5-22%，其他为不可避免的杂质。原料粒度为5~15mm，同时粒度小于5mm的数量不超过10wt%。

所述的调质冷却剂组成为石灰石和白云石，重量百分比均为0~100%。

本发明具有下列优点和效果：冶炼终点时根据钢水的氧活度和温度就可以确定溅渣护炉所需适宜的转炉倾动角度，以保留适宜的渣量，还可以得出适宜的调质冷却剂加入量，为溅渣提供良好的初始条件，具有以下优点：

1）利用现有设备无需新添任何设备；

2）操作简便，方法简单。

采用本发明可取得以下效果：

1）可以避免残渣量波动和炉渣冷却效果的波动对溅渣效果的不良影响，降低对操作工的技术要求，减少人为因素，保证了良好的溅渣效果；

2）加速了炉渣降温，稳定减少了溅渣时间，为工序顺行提高效率提供保障。

具体实施方式

实施例1

钢种为管线钢X80，转炉出钢量为100吨，生产工艺为“铁水预处理—转炉—钢包炉精炼—RH真空处理—连铸”，转炉出钢钢水C%为0.034wt%；转炉冶炼终点测量氧活度和钢水温度，氧活度为1230ppm，温度为1715℃，开始出钢，计算转炉排渣角度排渣为144.5°，调质冷却剂加入量为744kg，调质冷却剂为100wt%白云石。

出钢完毕将转炉倾动至144.5°排渣，排渣时间为75秒，排渣完毕加入744kg调质冷却剂，然后顶吹氮进行溅渣护炉，溅渣护炉时间为215秒。钢渣溅渣前后成分如表1所示。

表1钢渣溅渣前后成分，wt%

	转炉冶炼终点，%	溅渣后，%	白云石，%
				CaO%	44.6	51.1	30.5
SiO2%	13.1	12.2	1.8
				MgO%	7.1	9.5	18.2
TFe%	22.0	19.8	-

钢渣中MgO%质量百分比含量介于7wt%-13wt%之间，利于溅渣护炉。

不采用此发明的排渣由于需要来回摇炉调整留渣量，耗时平均达到193秒，不加调质冷却剂的炉次溅渣时间达到256秒，相比之下采用此发明的排渣平均时间缩短118秒，溅渣护炉时间缩短31秒。

实施例2

钢种为Q345，转炉出钢量为150吨，生产工艺为“铁水预处理—转炉—钢包炉精炼—连铸”，转炉出钢钢水C%为0.065wt%；转炉冶炼终点测量氧活度和钢水温度，氧活度为430ppm，温度为1665℃，开始出钢，计算转炉排渣角度排渣为162.1°，调质冷却剂加入量为618kg，调质冷却剂为100wt%石灰石。

出钢完毕将转炉倾动至162.1°排渣，排渣时间为67秒，排渣完毕加入618kg调质冷却剂，然后顶吹氮进行溅渣护炉，溅渣护炉时间为186秒。钢渣溅渣前后成分如表2所示。

表2钢渣溅渣前后成分，wt%

	转炉冶炼终点，%	溅渣后，%	石灰石
				CaO%	41.5	45.3	52.3
SiO2%	15.1	13.4	1.6
				MgO%	8.1	7.5	2.6
TFe%	17.3	15.7	-

钢渣中MgO%质量百分比含量介于7wt%-13wt%之间，利于溅渣护炉。

不采用此发明的排渣由于需要来回摇炉调整留渣量，耗时平均达到166秒，不加调质冷却剂的炉次溅渣时间达到218秒，相比之下采用此发明的排渣平均时间缩短99秒，溅渣护炉时间缩短32秒。

对比实施例

对不同公称容量的相同转炉的不同炉役分别进行了采用此发明和采用原有工艺的对比，采用此发明转炉炉龄平均为8500-9000炉之间，未采用此发明的转炉炉龄也平均在8500-9000炉之间，此发明对炉龄没有影响。

Claims (2)

1.一种缩短转炉冶炼溅渣护炉时间的方法，通过在冶炼完成后控制转炉排渣倾动角度获得适宜的残渣量，然后加入调质冷却剂，采用顶吹或顶底复吹达到快速溅渣目的；其特征在于，在工艺中控制如下技术参数：

（1）转炉正常吹氧冶炼，在达到冶炼终点后，测量钢水活氧度和钢水温度，然后出钢，同时计算出转炉排渣倾动角度和调质冷却剂加入量，转炉排渣时倾动角度根据钢水氧活度在300-1200ppm之间高低变化调整为140°-165°之间，调质冷却剂加入量根据冶炼终点出钢温度在1640-1720℃之间变化为3-8kg/t钢；

（2）出钢完毕将转炉倾动至计算出的排渣角度排渣，并准备调质冷却剂；

（3）排渣终止加入调质冷却剂；

（4）之后采用顶吹氮气或顶底复吹氮气进行溅渣护渣操作，与正常溅渣工艺相同；

转炉排渣适宜的残渣量通过测量冶炼终点钢水氧活度a_o计算得出，氧活度a_o单位为ppm，转炉排渣倾动角度A的计算公式：A = -0.022a_o + 171.6°，在公式中氧活度为无量纲单位，得出转炉排渣需倾动的角度，单位为°，在此角度排渣后转炉内所剩余的渣量即为最佳残渣量；

调质冷却剂适宜的加入量通过测量冶炼终点钢水温度计算得出，温度t单位为℃，调质冷却剂加入量S计算公式：S= 0.0003558t² - 1.136t + 909.2，在公式中钢水温度为无量纲单位，调质冷却剂加入量S单位为：kg/t钢。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的调质冷却剂组成为石灰石和白云石，重量百分比均为0~100%。