CN102912070A

CN102912070A - 一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法

Info

Publication number: CN102912070A
Application number: CN2012104278784A
Authority: CN
Inventors: 陈炼; 陈永; 戈文荪; 曾建华; 王建; 蒋龙奎; 卓钧; 王二军; 黄正华; 董克平
Original assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Research Institute Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN102912070B

Abstract

本发明提供了一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法。所述溅渣护炉方法包括步骤：提钒吹炼结束出完半钢后，在转炉内留预定量的钒渣；加入调渣剂100～200kg/t_钒渣，通过氧枪吹氧熔化钒渣；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，所述调渣剂化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O。本发明能够有效解决钒渣熔点低、难粘附的问题，进行溅渣护炉时能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

Description

一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法

技术领域

本发明涉及提钒转炉溅渣护炉技术领域，具体涉及一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法。

背景技术

转炉是钢铁企业生产的主体设备，其寿命直接关系到转炉的生产成本。为了提高转炉寿命，20世纪90年代中期，美国LTV公司首先开发并采用溅渣护炉技术，大幅提高了转炉炉龄，由1990年的6200炉次上升到1995年的15658炉次。采用溅渣护炉技术后，转炉耐火材料的消耗降低25％～50％左右。日本转炉炉龄并不高，一般在6000～8000炉。在溅渣护炉条件下，武钢通过转炉长寿化系统研究，最高炉龄达3万余炉，宝钢复吹炉龄最高1万余炉，一般在6000～8000炉。

溅渣护炉方法分为卧式喷枪法、卧式底吹法、立式底枪法、卧式火焰喷涂法、直立喷枪法等。

目前，炼钢转炉普遍采用的是立式氧枪法。其工艺特点是：利用顶吹氧枪切换氮气，喷溅经改性的终渣，将其涂敷在转炉炉衬内壁。通过喷射角度的改变，能有目的地集中喷溅某个部位。吹炼前，加入过量的白云石与石灰，吹炼期间因过饱和的氧化镁渣相减轻了炉衬的侵蚀。此外，泡沫渣在炉衬上形成保护层。提高溅渣层与炉衬砖间二者的结合强度，是改善溅渣护炉效果的关键。

提钒转炉由于其生产特殊性，其维护及长寿化技术研究较少，特别是提钒转炉溅渣护炉技术未见报道。为尽可能提高产钒率，提钒冶炼对炉温控制比较严格，通常会采用加部分生铁块的方式来辅助降温。所以，加料侧不仅受铁水的冲击，还要受到生铁块的冲击，由于炉温低，炉渣呈块状，吹炼时与铁水一起对工作层砖进行全程硬性机械冲击，故机械冲击是提钒转炉炉底和炉身下部损毁的主要原因。与炼钢转炉不同，提钒转炉生产的钒渣熔点低、含钒高、含MgO低，溅渣时挂渣困难，因此需要对钒渣进行改质处理。

公开号为CN1274011A的中国专利申请公开提供了一种转炉溅渣护炉用喷枪及其喷溅方法，在转炉出钢后，加入调渣料，随即喷吹氮气，进行溅渣护炉。调渣料由轻烧镁球和轻烧白云石组成，其加入量为1～2kg/t钢，氮气总流量为820～850Nm³/min。氮气出口速度＞530m/s。

公开号为CN1158902A的中国专利申请公开提供了一种缩短转炉溅渣护炉时间的方法，其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，其加入量为8～20公斤/吨钢，出钢后，向残留炉渣中加入调渣剂，其加入量为8～15公斤/吨钢，调渣剂的化学成分(重量％)为：镁砂20～40％，轻烧白云石30～60％，菱镁球0～30％，生白云石0～35％，加入调渣剂后，向炉渣中喷吹高压氮气，冲击炉渣，使炉渣飞溅到炉衬上，在炉衬表面形成一层抗侵蚀的保护层，保护炉衬。

公开号为CN1254018A的中国专利申请公开提供了一种对转炉炉壁溅渣护炉的方法，该方法控制喷枪高度距炉底0.7m～3.0m、气流量250～600Nm³/min，最好渣固相率为0.5～0.7，按气体喷射后残渣组成添加含MgO或CaO的渣固化剂，控制渣飞散高度和对炉壁固着量。

公开号为CN1377976A的中国专利申请公开提供了一种减少铁损的转炉溅渣护炉作业方法，该方法主要是在转炉出钢前或出钢过程中向炉内渣液表面添加含碳还原剂煤粉、焦粉或石墨粉等，以还原渣液中的(FeO)，提高炉渣粘度和熔点，达到溅渣护炉的目的。

然而，以上文献所公开的方法均以炼钢转炉为对象，并未涉及提钒转炉溅渣护炉。

综上所述，亟需一种适用于提钒转炉的溅渣护炉方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够适用于提钒转炉的溅渣护炉方法。

本发明提供了一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法，所述溅渣护炉方法包括以下步骤：提钒吹炼结束出完半钢后，在转炉内留预定量的钒渣；加入调渣剂100～200kg/t_钒渣，通过氧枪吹氧熔化钒渣；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，所述调渣剂化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O。

在本发明的一个示例性实施例中，在所述熔化钒渣的步骤中，氧枪的氧压可以为0.4～0.8MPa，氧枪的枪位可以控制在800～1000mm，吹氧时间可以为1～3min，并且在吹氧的同时以小于500Nm³/h的流量底吹氮气。

在本发明的一个示例性实施例中，在所述通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉的步骤中，氧枪的氮气压力可以控制为1～1.2MPa，氧枪的枪位可以控制为300～500mm，溅渣时间可以为3～6min。

在本发明的一个示例性实施例中，所述调渣剂可以由预定量的镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。优选地，所述的含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。此外，优选地，所述镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度都小于5mm。此外，所述镁砂中MgO的重量百分含量优选地大于90％。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够对钒渣进行调渣改质处理，从而提高钒渣的熔点及粘附性；能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。此外，本发明有效地解决了炼钢厂转炉提钒生产过程中前大面炉衬侵蚀严重的问题。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的用于提钒转炉的溅渣护炉方法。

发明人发现：在转炉提钒工艺过程中，由于冶炼时间短、温度低、渣中低共熔物成分少、炉渣流动性差，在到达提钒冶炼终点之前，铁水中C与O反应并没有充分展开，炉气中P_CO、P_CO2较低，而P_O2较高，炉渣粘结性差，导致镁炭砖暴露在氧气氛围中，促使C与O₂反应，铁液面以上炉衬侵蚀速率明显高于铁液面以下。铁液面以上炉衬基本上是按氧气直接脱碳→疏松脆化→冲蚀剥落→再氧化的方式反复作用，使砖体逐渐被蚀损。

鉴于提钒转炉的上述特性，本发明提出了一种适合用于提钒转炉的溅渣护炉方法。

在本发明的一个示例性实施例，用于提钒转炉的溅渣护炉方法包括以下步骤：提钒吹炼结束出完半钢后，在转炉内留预定量的钒渣；加入调渣剂(也可称为钒渣调渣剂)100～200kg/t_钒渣(即，按照每吨所述钒渣加入100～200kg调渣剂)，通过氧枪吹氧熔化钒渣；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，所述调渣剂化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O。优选地，所述调渣剂的化学成分按重量百分比计由20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O组成。其中，调渣剂中的C的作用包括：能够将钒渣中的FeO还原，提高钒渣的粘附性；调渣剂中的MgO的作用包括：能够对钒渣的熔点进行调整，提高溅渣层的抗热性；调渣剂中的CaO的作用包括：能够调节钒渣的流动性。

当所述调渣剂中的C重量百分含量超过50％时，在吹氧过程中C不光还原渣中的FeO，同时C氧化生成大量的热，会使得改性后的钒渣成为液态，不利于溅渣操作。同样，当所述调渣剂中的C重量百分含量低于20％时，在吹氧过程C氧化生成的热量不足、对FeO的还原量不够，使得改性后的钒渣粘附性差，也不利于溅渣操作。因此，在本发明所使用的调渣剂中，C的重量百分含量为20％～50％。

当所述调渣剂中的MgO重量百分含量超过72％时，在吹氧过程进行钒渣改性时，会使得改性后的钒渣熔点较高，渣流动性和粘附性差，不利于溅渣操作。同样，当所述调渣剂中的MgO重量百分含量低于40％时，对钒渣的改性效果不足，钒渣的熔点仍较低，溅渣后渣层抗冲刷性差，起不到保护炉衬的作用。因此，在本发明所使用的调渣剂中，MgO的重量百分含量为40％～72％。

当所述调渣剂中的CaO重量百分含量超过7％时，会使得改性后的钒渣CaO含量较高，而造成溅渣后的炉次所生产的钒渣CaO含量高，影响采用钒渣生产钒制品时钒的收得率。同样，当所述调渣剂中的CaO重量百分含量低于4％时，对钒渣的改性效果不足，钒渣黏度差，起不到保护炉衬的作用。因此，在本发明所使用的调渣剂中，CaO的重量百分含量为4％～7％。

在本发明所使用的调渣剂中，要求H₂O含量不大于3％主要是从安全角度考虑，当调渣剂中H₂O含量过大时，存在喷溅的危险，因此，调渣剂中含H₂O的量越少越好。

在本发明的另一个示例性实施例中，优选地，在所述熔化钒渣的步骤中，氧枪的氧压控制为0.4～0.8MPa，氧枪的枪位控制在800～1000mm，吹氧时间为1～3min，并且在吹氧的同时以小于500Nm³/h的流量底吹氮气。这里，将氧枪的压力、枪位、吹氧时间和底吹氮气流量设置在上述相应的范围内的有益效果包括：加快化渣、化渣均匀、增加调渣后的钒渣流动性；然而，本发明不限于此，只要所述熔化钒渣的步骤能够将加入调渣剂后的钒渣熔化即可，因此，化渣方式不限于上述示例性实施例。

在本发明的另一个示例性实施例中，优选地，在所述通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉的步骤中，氧枪的氮气压力控制为1～1.2MPa，氧枪的枪位控制为300～500mm，溅渣时间为3～6min。这里，将氮气压力、枪位和溅渣时间设置在上述相应的范围内的有益效果包括：溅渣均匀、溅渣高度较高；然而，本发明不限于此，只要所述熔化钒渣能够均匀溅到炉衬上，并满足溅渣高度最大即可。

在本发明的另一个示例性实施例中，为了方便配料，所述调渣剂可以由预定量的镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。优选地，所述镁砂中MgO的重量百分含量大于90％。此外，镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度优选地都小于5mm，这样的好处是：能够在较短的吹氧时间里将材料熔化成渣，同时保证一定的颗粒度可以减少下料过程粉尘产生量。然而，本发明不限于此，在形成根据本发明的一些示例性实施例所使用的调渣剂时，镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度也可以大于5mm。这里，含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。优选地，含碳材料中的单质碳重量百分含量不小于85％。

在本发明的另一个示例性实施例中，用于提钒转炉的溅渣护炉方法也可采用如下方法得到：

提钒吹炼结束出完半钢后，炉内留钒渣1～5t，加入钒渣调渣剂100～200kg/(t_钒渣)，同时将底吹氮气流量调为低流量(＜500Nm³/h)，调整氧枪氧压到0.4～0.8MPa，下枪进行吹氧，枪位控制在800～1000mm，吹氧时间1～3min，待钒渣熔化后提升氧枪，将气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到300～500mm，氮气压力控制在1～1.2MPa，溅渣时间3～6min。

上述方案中，调渣剂成分范围为：C 20％～50％，MgO 40％～72％，CaO4％～7％，H₂O＜3％。调渣剂可以通过以下方式得到：

以镁砂、含碳材料、活性石灰为原料，将各原材料按预定比例混合均匀，混合比例根据原料的品位进行确定，得到的调渣剂成分范围按重量百分比计为：C 20％～50％，MgO 40％～72％，CaO 4％～7％，H₂O＜3％。

其中，镁砂中的MgO含量大于90％，粒度＜5mm；含碳材料可以为石墨、焦粉、沥青焦、无烟煤等，其含碳量应不小于85％，粒度＜5mm；活性石灰为冶金企业常用原料，其CaO含量应大于75％，粒度＜5mm。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例做进一步说明。

示例1

提钒吹炼结束出完半钢后，炉内留钒渣1t，加入钒渣调渣剂200kg/(吨钒渣)，同时将底吹氮气流量调为500Nm³/h，调整氧枪氧压到0.4MPa，下枪进行吹氧，枪位控制在800mm，吹氧时间3min，待钒渣熔化后提升氧枪，将气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到500mm，氮气压力控制在1MPa，溅渣时间3min。

其中，使用镁砂、石墨、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，制得调渣剂，该调渣剂成分范围为：C 20％，MgO 72％，CaO 6％，H₂O2％。

示例2

提钒吹炼结束出完半钢后，炉内留钒渣5t，加入钒渣调渣剂170kg/(吨钒渣)，同时将底吹氮气流量调为400Nm³/h，调整氧枪氧压到0.8MPa，下枪进行吹氧，枪位控制在1000mm，吹氧时间2min，待钒渣熔化后提升氧枪，将气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到300mm，氮气压力控制在1MPa，溅渣时间3min。

其中，使用镁砂、含碳量为96％的无烟煤、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，制得调渣剂，该调渣剂成分范围为：C 20％，MgO70％，CaO 6％，H₂O 2％，以及少量杂质。

示例3

提钒吹炼结束出完半钢后，炉内留钒渣3t，加入钒渣调渣剂200kg/(吨钒渣)，同时将底吹氮气流量调为400Nm³/h，调整氧枪氧压到0.6MPa，下枪进行吹氧，枪位控制在800mm，吹氧时间1min，待钒渣熔化后提升氧枪，将气体切换成氮气，再次下枪进行溅渣操作，枪位控制到500mm，氮气压力控制在1.2MPa，溅渣时间2min。

其中，使用镁砂、含碳材料、活性石灰为原料，将各原材料按一定比例混合均匀，制得调渣剂，该调渣剂成分范围为：C 40％，MgO 50％，CaO 7％，H₂O 3％。

本发明的用于提钒转炉的溅渣护炉方法能够有效地提高钒渣熔点与粘附性，从而能够改善挂渣效果，提高炉衬抗冲刷能力，有效提高提钒转炉炉衬寿命。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，所述溅渣护炉方法包括以下步骤：

提钒吹炼结束出完半钢后，在转炉内留预定量的钒渣；

加入调渣剂100～200kg/t_钒渣，通过氧枪吹氧熔化钒渣；

通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，

其中，所述调渣剂化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H₂O。

2.根据权利要求1所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，在所述熔化钒渣的步骤中，氧枪的氧压控制为0.4～0.8MPa，氧枪的枪位控制在800～1000mm，吹氧时间为1～3min，并且在吹氧的同时以小于500Nm³/h的流量底吹氮气。

3.根据权利要求1所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，在所述通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉的步骤中，氧枪的氮气压力控制为1～1.2MPa，氧枪的枪位控制为300～500mm，溅渣时间为3～6min。

4.根据权利要求1所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，所述调渣剂由预定量的镁砂、含碳材料和活性石灰混合而成。

5.根据权利要求4所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，所述镁砂、含碳材料和活性石灰的粒度都小于5mm。

6.根据权利要求4所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，所述的含碳材料为石墨、焦粉、沥青焦或无烟煤。

7.根据权利要求4所述的用于提钒转炉的溅渣护炉方法，其特征在于，所述镁砂中MgO的重量百分含量大于90％。