CN102747182A

CN102747182A - 50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法

Info

Publication number: CN102747182A
Application number: CN2012101960076A
Authority: CN
Inventors: 吕爱强; 阮强; 蔡丽勇; 富志生; 梁金鹏; 慕进文
Original assignee: Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Gansu Jiu Steel Group Hongxing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明提供了一种顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，该方法按照如下工艺步骤进行：装料、开吹、造渣、倒炉倒渣、测温取样、出钢，其特征在于，以石灰、矿石、氧化铁皮球为造渣剂，并在开吹后分批加入；吹炼前期将炉渣碱度控制在1.5～2.0，吹炼中期和后期将炉渣碱度控制在3.0～3.3。吹炼过程采用恒压变枪位顶吹供氧制度；转炉吹炼终点碳含量在0.55%～0.65%，磷含量<0.010%。本发明方法成渣快，化渣效果好，可有效去磷，不仅降低了生产成本，还同时缩短了生产周期。

Description

50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法。

背景技术

在高碳钢生产现状中，由于高碳钢主要用于生产各类高强度线材、以及高端钢绞线、钢帘线等，对钢质要求较高，尤其对钢中磷、硫含量、夹杂物含量要求较高，为了确保钢水磷含量及夹杂物含量符合要求，目前全国各大钢厂大多采取双渣法操作，实现钢水磷含量的控制。但双渣法对冶炼周期、金属料损失冲击较大，不利于产能的发挥及钢铁料消耗的控制。

方坯高碳钢采用双渣法进行冶炼，由于50吨顶吹转炉没有底吹系统，导致过程化渣困难，去磷难度大，只能通过冶炼前期利用低温、高氧化铁、高碱度造渣、用萤石化渣将铁水中磷氧化至炉渣中，然后通过前期倒渣将高磷炉渣倒出一部分，经过二次造渣可以有效的降低渣中磷含量，避免冶炼后期回磷幅度大、终点磷含量超标的问题。但由于前期倒渣操作导致冶炼周期延长2～3min，同时前期为了去磷，渣中氧化铁含量基本在20%以上，前期倒渣过程金属损失量较大。前期倒渣操作对发挥转炉产能、降低钢铁料消耗影响较大。单渣法作为高碳钢冶炼的一个研究方向，由于其吹炼时间短、脱磷效果好而逐渐获得发展，然而现有公开文献中还没有将单渣法应用于50t方坯高碳钢顶吹转炉的可实施方案介绍，如何将单渣法冶炼应用于50t方坯高碳钢顶吹转炉仍是目前尚未解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种去磷效果好、生产成本低的50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法。

为此，本发明采用如下技术方案：

一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，按照如下工艺步骤进行：装料、开吹、造渣、倒炉倒渣、测温取样、出钢；以石灰、矿石、氧化铁皮球为造渣剂，并在开吹后分批加入；吹炼前期将炉渣碱度控制在1.5～2.0，吹炼中后期将炉渣碱度控制在3.0～3.3。对转炉炼钢而言，吹炼前期通常指开吹到开吹后3分钟这一时间段，吹炼中后期通常指开吹后3～11分钟这一时间段。

所述石灰的用量为35～55公斤/吨钢，矿石和/或氧化铁皮球的用量为8～14公斤/吨钢。矿石和氧化铁皮球既可单用也可混用，混用时矿石和氧化铁皮球的加入比为1；1～3；造渣时可同时加入萤石，所述萤石的用量小于2公斤/吨钢。

吹炼过程采用恒压变枪位顶吹供氧制度，供氧强度为3.5～4m³/（min·t）；转炉供氧枪位在高低枪位间交替变换，最高枪位1.2m，最低枪位0.8m。

入炉铁水磷含量<0.120%、硅含量<0.5%，铁水温度1250～1320℃；入炉铁水比为83%～92%。

控制转炉吹炼终点碳含量在0.55%～0.65%，磷含量<0.010%。

出钢前向钢包中加入用量为2～4公斤/吨钢的钢渣改制剂，避免钢水下渣回磷；出钢温度1530℃～1600℃。

本发明通过合理使用石灰、氧化铁皮球及矿石等造渣材料，在冶炼前期有效的将钢水中的磷氧化至炉渣中，冶炼中后期通过提高碱度、将终渣碱度控制在3.0～3.3之间，避免后期回磷，从而有效的将高碳钢终点磷控制在目标范围，不但可以有效的缩短高碳钢冶炼周期、并且有效的降低钢铁料消耗指标。

在装入量相近的情况下，通过对高碳钢单渣法、双渣法控制参数进行统计，具体如下表：

表1 50t顶吹转炉高碳钢单渣法双渣法生产操作对比分析表

Figure 2012101960076100002DEST_PATH_IMAGE001

通过对比分析，在相同装入条件下，单渣法与双渣法终点磷含量没有明显变化，但终渣碱度大幅度降低；钢铁料消耗呈降低趋势；每炉钢平均节约时间2.5分钟。

综上，本发明的有益效果在于：

1、使用较大数量的矿石、氧化铁皮球造渣，矿石、氧化铁皮球成渣快，化渣效果好，可有效去磷，方坯高碳钢终点磷控制在0.010%以内，并采用特定的供养制度，使得50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢成为可能；同时能够替代萤石，将萤石用量从吨钢8～10公斤/吨钢降低到2公斤/吨钢以下；

2、通过吹氧进行高拉碳操作，将终点碳含量控制在0.55%～0.65%之间，不仅降低了生产成本，又提高了钢水质量；

3、缩短冶炼时长2～3min，提高了转炉产能；

4、有效的降低了方坯高碳钢铁料消耗，吨钢铁料消耗量减少4公斤。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详述。

实施例一

一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，按照如下工艺步骤进行：

1、向50吨转炉内加入48吨铁水，8吨废钢，铁水条件是:4%C，0.46%Si，0.59%Mn，0.110%P， 0.056%S，入炉铁水比为83%；

2、采用供氧强度为3.5 m³/（min·t）的恒压变枪位顶吹供氧制度，开吹枪位1.2米，过程枪位0.8～1.2米，拉碳枪位0.8米；开吹2.5分钟后吹炼枪位逐步降低至0.8m，在此阶段内即吹炼前期控制炉渣碱度在1.5～2.0之间；吹炼至5分钟后枪位逐步提升至1.2m，吹炼至11分钟后将枪位降至0.8m，在此阶段内即吹炼中后期控制炉渣碱度在3.0～3.3之间；

3、开吹后在4.5分钟内分三批向转炉内加入2.75吨石灰(55公斤/吨钢)，0.35吨矿石和0.35吨氧化铁皮球(用量和14公斤/吨钢)，第一批加入量为总量的1/2,第二批加入量为总量的1/3;余量在后续吹炼8分钟之间加完；第二批加入时同时加入50公斤（1公斤/吨钢）的萤石；

4、总吹炼时间12分钟，吹炼结束，倒炉倒渣、测温、取样；

5、出钢，出钢前向钢包中加入100公斤（2公斤/吨钢）的钢渣改制剂；通过上述冶炼过程，实现了出钢C=0.65%, P=0.007%，出钢温度=1550℃。

实施例二

1、向50吨转炉内加入47.5吨铁水，8.2吨废钢，铁水条件是:3.8%C，0.40%Si，0.71%Mn，0.104%P， 0.043%S, 入炉铁水比为90%；

2、采用供氧强度为4 m³/（min·t）的恒压变枪位顶吹供氧制度，开吹枪位1.2米，过程枪位0.8～1.2米，拉碳枪位0.8米，开吹3分钟后吹炼枪位逐步降低至0.8m，在此阶段内即吹炼前期控制炉渣碱度在1.5～2.0之间；吹炼至5.5分钟后枪位逐步提升至1.2m，吹炼至11分钟后将枪位降至0.8m，在此阶段内即吹炼中后期控制炉渣碱度在3.0～3.3之间；

3、开吹后在5分钟内分三批向转炉内加入2吨石灰(40公斤/吨钢)，0.125吨矿石和0.375吨氧化铁皮球(用量和10公斤/吨钢)，第一批加入量为总量的1/2,第二批加入量为总量的1/3;余量在后续吹炼8分钟之间加完；

4、总吹炼时间12分钟，吹炼结束，倒渣、测温、取样；

5、出钢，出钢前向钢包中加入200公斤（4公斤/吨钢）的钢渣改制剂。通过上述冶炼过程，实现了出钢C=0.63%, P=0.008%，出钢温度=1587℃。

实施例三

1、向50吨转炉内加入46吨铁水，7吨废钢，铁水条件是:3.5%C，0.48%Si，0.6%Mn，0.10%P， 0.05%S, 入炉铁水比为92%；

2、采用供氧强度为3.8 m³/（min·t）的恒压变枪位顶吹供氧制度，开吹枪位1.2米，过程枪位0.8～1.2米，拉碳枪位0.8米，开吹2.5分钟后吹炼枪位逐步降低至0.8m，在此阶段内即吹炼前期控制炉渣碱度在1.5～2.0之间；吹炼至5.5分钟后枪位逐步提升至1.2m，吹炼至11分钟后将枪位降至0.8m，在此阶段内即吹炼中后期控制炉渣碱度在3.0～3.3之间；

3、开吹后在5分钟内分三批向转炉内加入1.75吨石灰(35公斤/吨钢)，0.4吨氧化铁皮球(8公斤/吨钢)，第一批加入量为总量的1/2,第二批加入量为总量的1/3;余量在后续吹炼8分钟之间加完；

4、总吹炼时间12分钟，吹炼结束，倒渣、测温、取样；

5、出钢，出钢前向钢包中加入150公斤（3公斤/吨钢）的钢渣改制剂。通过上述冶炼过程，实现了出钢C=0.55%, P=0.009%，出钢温度=1530℃。

Claims

1. 一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，按照如下工艺步骤进行：装料、开吹、造渣、倒炉倒渣、测温取样、出钢，其特征在于，以石灰、矿石、氧化铁皮球为造渣剂，并在开吹后分批加入；吹炼前期将炉渣碱度控制在1.5～2.0，吹炼中后期将炉渣碱度控制在3.0～3.3。

2. 根据权利要求1所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，吹炼过程采用恒压变枪位顶吹供氧制度，供氧强度为3.5～4m³/（min·t）；转炉供氧枪位在高低枪位间交替变换，最高枪位1.2m，最低枪位0.8m。

3. 根据权利要求1或2所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，所述石灰的用量为35～55公斤/吨钢，矿石和/或氧化铁皮球的用量为8～14公斤/吨钢。

4. 根据权利要求3所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，所述矿石和氧化铁混用时，矿石与氧化铁皮球的加入比为1:1～3。

5. 根据权利要求4所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，造渣时同时加入萤石，所述萤石的用量小于2公斤/吨钢。

6. 根据权利要求5所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，入炉铁水磷含量<0.120%、硅含量<0.5%，铁水温度1250～1320℃。

7. 根据权利要求6所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，入炉铁水比为83%～92%。

8. 根据权利要求7所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，控制转炉吹炼终点碳含量在0.55%～0.65%，磷含量<0.010%。

9. 根据权利要求8所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，出钢前向钢包中加入用量为2～4公斤/吨钢的钢渣改制剂。

10. 根据权利要求9所述的一种50t顶吹转炉应用高拉碳单渣法生产高碳钢的方法，其特征在于，出钢温度为1530℃～1600℃。