CN102943143A

CN102943143A - 挡渣渣料、挡渣方法以及挡渣和溅渣护炉联合工艺方法

Info

Publication number: CN102943143A
Application number: CN2012105339728A
Authority: CN
Inventors: 孙中强
Original assignee: METALLURGY TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co Ltd NORTHEAST UNIVERSITY
Current assignee: METALLURGY TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE Co Ltd NORTHEAST UNIVERSITY
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-12-12
Also published as: CN102943143B

Abstract

本发明涉及挡渣渣料、挡渣方法以及挡渣和溅渣护炉联合工艺方法。所述挡渣渣料中CaO、MgO、C三种物质的质量百分含量之和占所述挡渣渣料总质量的40%以上，灼减小于所述挡渣渣料总质量的47%，碳（C）的质量百分含量不高于所述挡渣渣料总质量的25%。所述挡渣方法包括：将一定量的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。本发明具有以下有益效果：使下渣量减少，包内渣层厚度明显减薄，减轻钢包内钢水脱氧和顶渣改性的任务，降低脱氧剂消耗；减轻钢水精炼过程中的回磷、增硅现象；降低调渣材料消耗，缩短钢水精炼的时间，降低冶炼成本；出钢结束后，挡渣渣料可直接作为溅渣护炉料使用，减少溅渣护炉料的投放量，缩短溅渣护炉时间，提高转炉作业率。

Description

挡渣渣料、挡渣方法以及挡渣和溅渣护炉联合工艺方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种挡渣渣料、一种转炉炼钢出钢后期所使用的挡渣方法、以及一种挡渣和溅渣护炉联合工艺方法。

背景技术

在转炉炼钢过程中，由于吹氧使得铁水中的硅、锰、磷、硫、铁等被氧化，生成的氧化产物进入到炉渣中。当转炉出钢时，如果挡渣不好，有些炉渣就会进入钢包。由于转炉出钢后要对钢水进行脱氧及合金化，钢包环境变为还原性气氛，这时炉渣中的部分硅、锰、磷等会被还原到钢水中，增加了钢水成分控制的难度。进入钢包中的炉渣所带的氧化铁会增加脱氧剂和合金的消耗，同时会带来钢水二次氧化，增加钢水精炼的难度，影响精炼工艺顺行，同时也增加生产成本。

目前，控制转炉炼钢出钢后期下渣是钢铁冶炼工艺的主要难题之一。为防止出钢后期下渣，在现有技术中先后采用了挡渣球、挡渣棒、挡渣锥、气动挡渣、滑板挡渣等多种挡渣手段，但是每一种上述挡渣手段都存在一些问题。

（1）CN1844411A和CN2451598Y中披露了炼钢炉钢水出口挡渣球，CN2748471Y中披露了炼钢炉钢水出口挡渣球/挡渣棒，CN202063945U中披露了转炉炼钢用的挡渣锥。然而，由于挡渣球、挡渣棒和挡渣锥体积小，在出钢后期无法控制因漩涡负压产生的下渣现象；另外，挡渣球、挡渣棒和挡渣锥的挡渣命中率不高；挡渣球/挡渣棒很难准确投入到出钢口上方，挡渣效果不可靠；挡渣锥虽能较准确放置到出钢口上方，但由于出钢口使用到后期时形状不规则等原因，挡渣效果也不理想，目前采用该种方法进行挡渣的各用户因炉容大小不同及操作等原因，出钢后渣层厚度多在60mm~100mm范围内。

（2）CN201040672中披露了一种转炉出钢气动挡渣装置。然而，气动挡渣在出钢后期会发生因漩涡负压产生的下渣现象，引起钢、渣混出，存在剩钢和下渣的矛盾。或者剩钢太多，造成浪费，给溅渣护炉带来困难；或者下渣太多，挡渣效果不理想。而且，气动挡渣系统对工况条件要求苛刻，部件更换困难，影响作业率，生产成本高，目前国内已经几乎没有厂家使用该种方法进行挡渣。

（3）CN202081124U中披露了一种用于转炉滑板挡渣的转炉耳轴穿管装置。然而，滑板挡渣同样存在出钢后期关闭滑板前会发生的因漩涡负压产生的下渣现象，引起钢、渣混出，也存在剩钢和下渣的矛盾。更主要的是滑板挡渣设备装置复杂，运行成本高，安装拆卸均不方便，同样影响转炉作业率。虽然存在上述问题，但是目前来讲该种方法挡渣效果是最好的，渣层厚度可以控制在30mm~50mm的范围内。

总之，以上这些现有技术手段都不能从根本上解决转炉炼钢出钢后期的下渣和剩钢问题，特别是炉内剩钢会给溅渣护炉带来很大困难，影响溅渣护炉的效果。

溅渣护炉是在转炉炼钢中所采用的提高炉龄的技术。溅渣护炉技术是利用氧化镁含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。此外，转炉冶炼的钢种以中低碳钢为主，炉渣成分中的氧化铁和氧化锰的含量偏高，会使炉渣的熔点降低，影响溅渣护炉效果。因此，需要在溅渣护炉料中添加碳质材料，降低终渣的氧化性。但是，溅渣护炉料的制作过程中，加入高比例的碳质材料很难实现，一般碳质材料（C）的质量百分含量只能达到15%左右。因此，必须增加溅渣护炉料的加入量，才能保证溅渣护炉效果。

目前，溅渣护炉料制作的主要工艺方法有：压球法和滚球法，这两种方法都需要将原材料粉碎加工后再进行二次加工成形，不仅成本较高，而且加入高比例的碳很难。采用压球法制备的溅渣护炉料颗粒虽然强度高，有利于采用高位料仓加入，但是加入炉内后不易迅速成渣，影响溅渣护炉效果。滚球法制备的溅渣护炉料颗粒强度较低，在采用高位料仓加入转炉时，会有部分颗粒破碎，由于转炉除尘风力较大，破碎的部分会被除尘系统吸走，这样既浪费了物料，也给除尘系统造成压力。另外，也有个别厂家，为了降低终渣氧化铁和氧化锰，直接向转炉加入焦炭，颗粒小时，容易被除尘风吸走，颗粒大时，反应性又不好，同时，投到渣面上，大量的焦炭还会被燃烧掉，利用率非常低。

发明内容

本发明提供一种能够防止转炉炼钢出钢后期下渣的挡渣渣料、挡渣方法以及一种挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，成功地解决了现有挡渣工艺及溅渣护炉工艺中存在的上述问题。

除非另行定义，否则本申请所用的所有科技术语的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。

本申请中所使用的一些术语的定义如下：

“转炉炼钢出钢后期”是指在转炉出钢过程中，从钢水出到转炉内钢水总量的1/2以后到出钢结束即钢水出净的时间段。

“出钢挡渣”是指在转炉出钢时，防止转炉内的炉渣通过出钢口进入钢包内所采取的措施。出钢挡渣分为转炉出钢前期挡渣和转炉炼钢出钢后期挡渣。转炉出钢前期挡渣是指在转炉出钢时钢水流出出钢口之前，防止钢水液面上的炉渣通过出钢口进入钢包内的措施；转炉炼钢出钢后期挡渣是指转炉出钢过程中防止因为漩涡负压而产生下渣的措施。

“出钢口上方的液面区域”是指以出钢口的纵向轴线与在挡渣渣料投放时的炉渣液面的交叉点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径优选小于等于出钢口的直径的4倍。

“炉渣液面”是指由转炉内浮于钢水表层的炉渣层所形成的接触转炉内气氛的界面。

“转炉倾动角度”是指在转炉出钢过程中转炉的纵向轴线相对于处于竖直位置的转炉的纵向轴线所倾转的角度。

“熔点”是指在转炉内的压力条件下，物质的固态和液态达到平衡时的温度，也就是说在该压力和熔点温度下，物质呈固态的化学势和呈液态的化学势相等。

“块度”是指经过机械破碎后得到的挡渣渣料中的碎块料的大小程度。块度以碎块料的三向长度的最大值表示。

“灼减”是指CaCO₃、MgCO₃、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂中的CO₃ ^2-和OH^-以及挥发分。

“溅渣护炉”是在转炉炼钢中所采用的提高炉龄的技术。溅渣护炉技术是利用氧化镁（MgO）含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压氮气的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。溅渣形成的溅渣层耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬砖，降低耐火材料损耗速度，减少喷补材料消耗，同时减轻工人劳动强度，提高炉衬使用寿命，提高转炉作业率，降低生产成本。

“原渣层厚度”是指在采用本发明的挡渣方法进行转炉炼钢出钢后期挡渣试验的前30天内，同一钢厂在采用挡渣锥、挡渣球或滑板挡渣等现有技术方法中的一种进行挡渣的生产过程中测得的钢包中的渣层厚度的平均值。

“明显下渣现象”是指在转炉炼钢出钢后期人工观察到转炉出钢口的钢流有明显钢渣混出现象，所述明显钢渣混出是由于在出钢口上方产生了负压漩涡致使出钢口的钢流出现了明显的钢水带渣现象。

本发明的挡渣方法的原理是：

挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上后，会产生如下现象：

挡渣渣料在重力的作用下将钢水表面上的炉渣排开，挡渣渣料本身也形成一个固体物料堆。此时投放到转炉内的挡渣渣料的温度远低于炉渣的温度，会大量吸收周边炉渣的热量，降低了周边炉渣的温度，在挡渣渣料周围形成了黏度很高的渣环，增加了因出钢后期形成漩涡负压而产生的旋转阻力。

由于投入的挡渣渣料熔点高于炉渣熔点，因此在投放到出钢口上方的液面区域上后，形成的固体物料堆在转炉出钢过程中不会熔化，并伴随着炉渣液面下降而下降。同时与炉渣、钢水接触部分会有轻微烧结，形成一个固体渣坨。

综上所述：这样一个周边阻力很大，下面无液态渣的固体渣坨，会抑制出钢口上方漩涡负压的形成，在出钢结束之前，防止了钢渣混出，实现了转炉炼钢出钢后期的高效挡渣。

具体而言，本发明涉及以下多个方面的内容：

1. 一种挡渣渣料，其特征在于，所述挡渣渣料中CaO、MgO、C三种物质的质量百分含量之和占所述挡渣渣料总质量的40%以上，灼减小于所述挡渣渣料总质量的47%，余量为不可避免的杂质，其中所述碳（C）是指CO₃ ^2-以外的碳元素且碳（C）的质量百分含量不高于所述挡渣渣料总质量的25%，并且所述挡渣渣料中包含粉料，所述粉料的粒径范围为0mm~1mm。

2. 根据方面1所述的挡渣渣料，其特征在于，所述粉料的质量百分含量大于等于20%。

3. 根据方面1或2所述的挡渣渣料，其特征在于，所述挡渣渣料进一步包含块料和/或粒料，所述粒料的粒径范围为1mm~5mm；所述块料的块度范围为5mm~80mm。

4. 根据方面1所述的挡渣渣料，其特征在于，所述不可避免的杂质是SiO₂、Al₂O₃等。

5. 根据前述方面1-4中任一项所述的挡渣渣料，其特征在于，所述挡渣渣料的熔点高于在渣料投放时转炉内炉渣的熔点。

6. 一种挡渣方法，其特征在于，在转炉炼钢出钢后期，将根据前述方面1-5中任一项所述的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，所述挡渣渣料的投放量M与转炉出钢量Q的关系由如下关系式确定：M=A·Q，其中：M为渣料的加入量，单位为千克；Q为转炉出钢量，单位为吨；系数A的范围为1.00×10^-3~8.00×10^-3，优选范围为2.00×10^-3~7.00×10^-3，更优选范围为3.00×10^-3~5.00×10^-3。

7. 根据方面6所述的挡渣方法，其特征在于，所述出钢口上方的液面区域是以出钢口的纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口的直径的4倍。

8. 根据方面6或方面7所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料的投放时机在转炉倾动角度介于75°~100°范围内，优选介于80°~95°范围内，更优选介于85°~90°范围内。

9. 根据前述方面6-8中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料的温度在-50℃~150℃之间。

10. 根据前述方面6-9中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料是被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

11. 根据方面10所述的挡渣方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料被包装在阻燃编织袋中。

12. 根据前述方面6-9中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料是借助于能够耐受转炉内温度且能够承载所述投放量的所述挡渣渣料的投放设备被投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

13. 根据方面12所述的挡渣方法，其特征在于，所述投放设备是固定式投放料槽。

14. 根据方面12所述的挡渣方法，其特征在于，所述投放设备是行走式投放设备。

15. 根据前述方面12-14中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料被包装在阻燃编织袋中且所述阻燃编织袋被放置在所述投放设备上面。

16. 根据前述方面10-15中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料是被一次性投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

17. 一种挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，所述工艺方法包括以下步骤：

在根据方面1所述的挡渣渣料成分范围内根据转炉的使用状况确定在转炉出钢结束后继续作为溅渣护炉料使用的挡渣渣料的成分，按照所确定的成分制备出落入根据前述方面1-5中任一项所述的挡渣渣料范围内的挡渣渣料；

在转炉炼钢出钢后期，将所确定的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，所述挡渣渣料的投放量M与转炉出钢量Q的关系由如下关系式确定：M=A·Q，其中：M为渣料的加入量，单位为千克；Q为转炉出钢量，单位为吨；系数A的范围为1.00×10^-3~8.00×10^-3，优选范围为2.00×10^-3~7.00×10^-3，更优选范围为3.00×10^-3~5.00×10^-3；以及在转炉出钢结束后，利用所投放的所述挡渣渣料进行溅渣护炉。

18. 根据方面17所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述出钢口上方的液面区域是以出钢口的纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口的直径的4倍。

19. 根据方面17或方面18所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述挡渣渣料的投放时机在转炉倾动角度介于75°~100°范围内，优选介于80°~95°范围内，更优选介于85°~90°范围内。

20. 根据前述方面17-19中任一项所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料的温度在-50℃~150℃之间。

21. 根据前述方面17-20中任一项所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述挡渣渣料是被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

22. 根据方面21所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料被包装在阻燃编织袋中。

23. 根据前述方面17-20中任一项所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述挡渣渣料是借助于能够耐受转炉内温度且能够承载所述投放量的所述挡渣渣料的投放设备被投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

24. 根据方面23所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述投放设备是固定式投放料槽。

25. 根据方面23所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述投放设备是行走式投放设备。

26. 根据前述方面23-25中任一项所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料被包装在阻燃编织袋中且所述阻燃编织袋被放置在所述投放设备上面。

27. 根据前述方面21-26中任一项所述的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法，其特征在于，所述挡渣渣料是被一次性投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。

本发明特别具有以下有益效果：

（1）由于使用本发明的挡渣方法有效解决了转炉炼钢出钢后期下渣问题，使下渣量减少，使得钢包内渣层厚度明显减薄；

（2）由于使用本发明的挡渣方法使下渣量减少，从而可以减轻钢包内钢水脱氧和顶渣改性的任务，降低了脱氧剂和合金的消耗。

（3）由于使用本发明的挡渣方法下渣量减少，从而可以减轻钢水精炼过程中的回磷、增硅现象；

（4）由于使用本发明的挡渣方法下渣量减少，从而可以降低调渣材料消耗，减少了渣量，提高了成渣速度，缩短了钢水精炼的时间，因此降低了冶炼成本；

（5）出钢结束后，该挡渣渣料可以直接作为溅渣护炉材料使用，从而能够减少或省去溅渣护炉料的投放量，由于此时挡渣渣料已经预热，从而可以缩短溅渣护炉时间，进而提高转炉作业率；

（6）加入碳（C）可以降低渣中氧化铁的含量，提高炉渣的熔点，从而能够改善溅渣护炉的效果；

（7）转炉出钢后继续作为溅渣护炉料使用的本发明的挡渣渣料不再需要二次造块，碳的加入量也可以按需要增加，最高不高于所述挡渣渣料总质量的25%。由此无需再靠增加溅渣护炉料来增加碳，所以也会减少溅渣护炉料的总体投放量。

附图说明

图1示意性地示出了在转炉炼钢出钢后期，本发明的挡渣渣料的投放位置，其中转炉出钢倾动角度为80°。

附图标记列表

1	转炉
		2	转炉炉衬
3	炉渣液面
		4	出钢口
A-A’	竖直轴线
		B-B’	转炉的纵向轴线
C-C’	水平线
		D-D’	出钢口的纵向轴线
Φ	出钢口直径
		O	竖直轴线与水平线的交点
G	出钢口的纵向轴线与钢水液面的交点

具体实施方式

如本申请所用，方向性术语“上”、“下”与说明书附图图1中所示的具体方向是相一致的。

如本申请所用，术语“包含”、“含有”、“包括”、“具有”或任何其他同义词或它们的任何其他变形均指非排他性的包括。例如，包括特定要素列表的工艺、方法、制品或设备不必仅限于那些具体列出的要素，而是可以包括其他未明确列出的要素，或此类工艺、方法、制品或设备固有的要素。

本申请的材料、方法和实施例仅仅是例证性的，并非旨在进行限制，除非具体指明。

下面结合说明书附图图1对本发明的具体实施方式进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由后附的权利要求书来确定。本发明涉及一种全新的适用于转炉炼钢出钢后期的挡渣工艺，这种挡渣工艺的关键所在是：在转炉炼钢出钢后期，将包含质量百分含量大于等于20%的粉料的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。

本发明的挡渣原理：

在将本发明的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上后，会产生如下现象：

1、投放后挡渣渣料在重力的作用下将炉渣排开，挡渣渣料形成了一个固体物料堆。

2、投放到转炉内挡渣渣料的温度远低于炉渣的温度，会大量吸收周边炉渣的热量，降低了周边炉渣的温度，在挡渣渣料周围形成了黏度很高的渣环，增加了因出钢后期形成漩涡负压而产生的旋转阻力。

3、投入的挡渣渣料熔点高于炉渣熔点，在投放到出钢口上方的液面区域上后，形成的固体物料堆在转炉出钢过程中不会熔化，并伴随着炉渣液面下降而下降。同时与炉渣、钢水接触部分会有轻微烧结，形成一个固体渣坨。

以下对这种全新的适用于转炉炼钢出钢后期的挡渣工艺的具体步骤进行说明：

（1）挡渣渣料的制备

本发明的挡渣渣料中CaO、MgO、C三种物质的质量百分含量之和占挡渣渣料总质量的40% 以上，灼减小于47%，其中C的质量百分含量不高于挡渣渣料总质量的25%，余量为挡渣渣料原料中不可避免地存在的杂质，例如SiO₂、Al₂O₃等。所述碳（C）是指CO₃ ^2-以外的碳元素。所述灼减是指CaCO₃、MgCO₃、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂中的CO₃ ^2-和OH^-以及挥发分，其中CO₃ ^2-、OH^-和挥发分在灼减中的比例是由所选用的原材料所具体确定的。所述挡渣渣料中的CaO、MgO也可以以碳酸钙、碳酸镁或钙镁碳酸盐（如白云石）的形式存在。如果仅考虑该挡渣渣料的挡渣功能的话，挡渣渣料中氧化镁（MgO）可为任意质量百分含量，碳（C）可以不加。

采用如下方法制备本发明挡渣工艺所使用的挡渣渣料：

本发明的挡渣渣料为机械破碎后的物料，可以是块料、粒料和粉料混合体，或者是块料和粉料的混合体，或者是粒料和粉料的混合体，或者全为粉料。在本发明的挡渣渣料中，粉料的质量百分含量≥20%，以粉料能够基本上把粒料或块料表面包裹，投入转炉后不迅速被钢渣浸润为准则。优选地，本发明的挡渣渣料是由粉料，粒料，块料按照堆比重最大的原则进行混合得到的混合料。

本发明的挡渣渣料包含的所述粉料的粒径范围为0mm~1mm，本发明的挡渣渣料包含的所述粒料的粒径范围为1mm~5mm，本发明的挡渣渣料包含的所述块料的块度范围为5mm~80mm。由于块度大不利于溅渣护炉成渣，因此，如果考虑转炉出钢结束后继续利用该

挡渣渣料做溅渣护炉料时，不建议挡渣渣料中包含的所述块料的块度太大，所述块度优选为5mm~30mm。

（2）挡渣渣料的投放

在转炉炼钢出钢后期，将已制备好的本发明的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，挡渣渣料加入量由如下关系式确定：

M=A·Q------------------------------------------------------------------------------------（1）

A=K₁·K₂----------------------------------------------------------------------------------（2）

K₁=ρ₂/ρ₁---------------------------------------------------------------------------------（3）

其中：M为挡渣渣料的加入量，单位为千克（kg）；Q为转炉出钢量，单位为吨（t）；ρ₁为挡渣渣料的体密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）；ρ₂为被排开炉渣的密度，单位为克每立方厘米（g/cm³）； K₁由式（3）确定范围为1.88~4.25；K₂由出钢后期出钢口上方的炉渣渣厚确定范围为0.53~2.40×10^-3，A由式（2）确定范围为1.00~8.00×10^-3，优选范围为2.00~7.00×10^-3，更优选范围为3.00~5.00×10^-3，出钢后期的炉渣越厚，K₂的取值越大。

所述出钢口上方的液面区域是以出钢口的纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域。优选地，所述圆形区域的直径小于等于出钢口的直径的4倍。将挡渣渣料投放到上述优选的液面区域范围内时可以达到更理想的挡渣效果。所述挡渣渣料的投放时机在转炉倾动角度介于75°~100°范围内，优选介于80°~95°范围内，更优选介于85°~90°范围内。转炉倾动速度由其操作工艺具体决定，与本发明的技术方案和技术效果没有关联。图1示意性地图解示出了在转炉炼钢出钢后期，本发明的挡渣渣料的投放位置，其中转炉出钢倾动角度为80°。从图1中可以看到：在这一时刻，转炉1的纵向轴线B-B’相对于处于竖直位置的转炉1的纵向轴线A-A’所倾转的角度为80°。转炉1的出钢口4呈圆柱形，直径为Φ。出钢口4的纵向轴线D-D’与80°转炉出钢倾动角度下的转炉1炉衬2内的炉渣液面3的交点为G。那么，本发明的挡渣渣料的投放区域优选为炉渣液面3上以G为圆心的直径为4Φ的圆形区域。所属领域的技术人员理解：所要投放的挡渣渣料的温度只要是能够满足远低于转炉内炉渣的温度这一条件即可。优选地，要进行投放的所述挡渣渣料的温度在-50℃~150℃之间。

所述挡渣渣料可以被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。优选地，所述挡渣渣料被包装在阻燃编织袋中，进而被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。

所述挡渣渣料也可以借助于各种适合的能够耐受转炉内高温且能够承载所述投放量的所述挡渣渣料的投放设备例如固定式投放料槽、行走式投放设备等投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。所述投放设备可以是固定式投放料槽；所述投放设备也可以是行走式投放设备。要进行投放的所述挡渣渣料可以被包装在置于所述投放设备上面的阻燃编织袋中而被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上。

优选地，所述挡渣渣料是被一次性投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。当然，所述挡渣渣料也可以在转炉炼钢出钢后期的转炉倾转过程中被缓缓地或分多次倾倒在转炉内出钢口上方的液面区域上。

（3）转炉出钢结束后，挡渣渣料在溅渣护炉工艺中的应用

在转炉出钢结束后继续利用本发明的挡渣渣料作为溅渣护炉料时，应根据转炉的终渣成分和渣量确定挡渣渣料中氧化镁和碳的含量，其调整目标对于所属领域的技术人员而言是已

公知的。

本发明的挡渣渣料与现有的溅渣护炉料相比，无需对机械破碎后的物料进行二次加工，既不需要压球和滚球，降低了渣料的制备成本。而且，在挡渣渣料中可以按需要加入碳质材料，可以达到本发明所述挡渣渣料总质量的25%。因此，在溅渣护炉时既可降低溅渣护炉料的加入量，又可以实现降低渣中氧化铁的目标。由于碳质材料是和挡渣渣料一起混合加入，因此碳质材料会被挡渣渣料保护，减少碳质材料的烧损，提高了碳质材料的利用率。而且，挡渣渣料经过挡渣过程的提前预热，稠化了炉渣，所以在进行后续溅渣护炉工艺时会快速起渣，缩短了溅渣时间。

本发明的挡渣渣料以与全部溅渣护炉料相同的成分在转炉出钢后期加入，在转炉出钢结束之后，自然作为溅渣护炉料继续进行溅渣护炉。这既是本发明挡渣的一种工艺方法，也是溅渣护炉的新工艺方法，在本申请中被称作“挡渣和溅渣护炉联合工艺方法”。

本发明的挡渣和溅渣护炉联合工艺方法包括以下步骤：

在前文第（1）部分所述的挡渣渣料成分范围内根据转炉的使用状况确定在转炉出钢结束后继续作为溅渣护炉料使用的挡渣渣料的成分，按照所确定的成分制备出落入前文第（1）部分所述的挡渣渣料范围内的挡渣渣料；

在转炉炼钢出钢后期，将成分确定的按照前文第（1）部分所述的制备方法制备出的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，所述挡渣渣料的投放量M与转炉出钢量Q的关系由如下关系式确定：M=A·Q，其中：M为渣料的加入量，单位为千克；Q为转炉出钢量，单位为吨；系数A的范围为1.00×10^-3~8.00×10^-3，优选范围为2.00×10^-3~7.00×10^-3，更优选范围为3.00×10^-3~5.00×10^-3；以及在转炉出钢结束后，利用所投放的所述挡渣渣料进行溅渣护炉。

实施例

以下通过多个实施例进一步详细地对本发明进行描述，但本发明并不限于下面这些实施例。

在以下各实施例中所提及的“原渣层厚度”是指在采用本发明的挡渣方法进行转炉炼钢出钢后期挡渣试验的前30天内，同一钢厂在采用挡渣锥、挡渣球或滑板挡渣等现有技术方法中的一种进行挡渣的生产过程中测得的钢包中的渣层厚度的平均值。各实施例中所涉及的百分比数值均为质量百分含量。

实施例1

在某钢厂出钢量为300t转炉上，采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，由原来采用挡渣球挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q195。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=5.15×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为1546kg，挡渣渣料温度为26℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为46%。

挡渣渣料的化学成分：CaO 9.5%，MgO 60.2%，C 19.9%，灼减6.8%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将1546kg的挡渣渣料装入到固定式投放料槽内，当转炉倾动角度达到85°时借助于固定式投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用，无需补加溅渣护炉料。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣球挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度80mm降低到21mm，挡渣效果良好。

实施例2

在某钢厂出钢量为180t转炉上，由原来采用挡渣球挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q235。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=3.1×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为558kg，挡渣渣料温度为-46℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为27%。

挡渣渣料的成分：CaO 10.2%，MgO 47.9%，C 20.3%，灼减17.5%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将828kg的挡渣渣料装入到投放料槽内，当转炉倾动角度达到90°时借助于投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣球挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度75mm降低到22mm，挡渣效果良好。

实施例3

在某钢厂出钢量为100t转炉上，由原来采用滑板挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q235B。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=7.0×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为700kg，挡渣渣料温度为-30℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为35%。

挡渣渣料的成分：CaO 16.5%，MgO 50.1%，C 19.9%，灼减10.3%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将680kg的挡渣料装入到固定式投放料槽内，当转炉倾动角度达到95°时借助于固定式投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用，无需补加溅渣护炉料。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用滑板挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度35mm降低到20mm，挡渣效果良好。

实施例4

在某钢厂出钢量为60t转炉上，由原来采用挡渣锥挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q235B。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=1.8×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为108kg，挡渣渣料温度为-10℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为20%。

挡渣渣料的成分：CaO 15.5%，MgO 52.6%，C 25%，灼减2.3%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将108kg的挡渣料装入到投放料槽内，当转炉倾动角度达到75°时借助于投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣锥挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度72mm降低到19mm，挡渣效果较好。

实施例5

在某钢厂出钢量为30t转炉上，由原来采用挡渣锥挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为20MnSi。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=2.4×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为72kg，挡渣渣料温度为40℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为45%。

挡渣渣料的成分：CaO 2.5%，MgO 39.6%，灼减 45.5%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将72kg的挡渣料装入阻燃编织袋内，当转炉倾动角度达到92°时人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣锥挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度55mm降低到18mm，挡渣效果较好。

实施例6

在某钢厂出钢量为100t转炉上，由原来采用挡渣锥挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为20MnSi。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=2.13×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为213kg，挡渣渣料温度为60℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为95%。

挡渣渣料的成分：CaO 2.5%，MgO 69.6%，C 18.9%，灼减5.5%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将143kg的挡渣料装入阻燃编织袋内，当转炉倾动角度达到100°时借助于行走式投放设备将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣锥挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度82mm降低到21mm，挡渣效果较好。

实施例7

在某钢厂出钢量为250t转炉上，由原来采用挡渣球挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q195。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=1.2×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为300kg，挡渣渣料温度为100℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为55%。

挡渣渣料的化学成分：CaO 59.5%，MgO 10.2%，C 4.9%，灼减21.8%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将1575kg的挡渣渣料装入到固定式投放料槽内，当转炉倾动角度达到85°时借助于固定式投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣球挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度83mm降低到23mm，挡渣效果良好。

实施例8

在某钢厂出钢量为120t转炉上，由原来采用挡渣球挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q195。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=7.8×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为936kg，挡渣渣料温度为120℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为50%。

挡渣渣料的化学成分：CaO 6.9%，MgO 71.1%，C 17.1%，灼减1.8%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将912kg的挡渣渣料装入到塑料编织袋内，当转炉倾动角度达到80°时固定式投放料槽将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用，无需再加溅渣护炉料。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣球挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度78mm降低到25mm，挡渣效果较好。

实施例9

在某钢厂出钢量为60t转炉上，由原来采用挡渣锥挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为Q195。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=4.6×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为276kg，挡渣渣料温度为145℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为26%。

具体操作过程如下：将276kg的挡渣渣料装入阻燃编织袋内，当转炉倾动角度达到85°时借助于行走式投放设备将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。

挡渣效果如下：

在转炉炼钢出钢后期的钢流中未观察到明显下渣现象，与该转炉采用挡渣锥挡渣的方法相比，钢包内渣层厚度由原渣层厚度76mm降低到23mm，挡渣效果良好。

实施例10

在某钢厂出钢量为100t转炉上，由原来采用挡渣锥挡渣改成采用本发明的挡渣方法进行挡渣试验，冶炼钢种为20MnSi。根据挡渣渣料的体密度、炉渣的渣层厚度及其密度等综合因素确定A=8×10^-3，从而由式（1）确定挡渣渣料加入量为800kg，挡渣渣料温度为60℃，挡渣渣料中所包含的粉料的质量百分含量为35%。

挡渣渣料的成分：CaO 2.5%，MgO 57.6%，C 20.3%，灼减15.5%，余量为不可避免的杂质。

具体操作过程如下：将143kg的挡渣料装入阻燃编织袋内，当转炉倾动角度达到100°时借助于行走式投放设备将挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，即以出钢口纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口直径的4倍。出钢结束后，在随后的溅渣护炉工艺中，挡渣渣料在发挥挡渣作用后全部作为溅渣护炉料使用，无需补加溅渣护炉料。

挡渣效果如下：

由此可见，本发明特别具有以下有益效果：

（1）由于使用本发明的挡渣方法有效解决了转炉炼钢出钢后期下渣问题，使下渣量减少，使得钢包内渣层厚度明显减薄，挡渣效果优于采用现有技术挡渣手段所获得的挡渣效果；

（2）由于使用本发明的挡渣方法使下渣量减少，从而可以减轻钢包内钢水脱氧和顶渣改性的任务，降低了脱氧剂消耗；

以上虽然已结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由后附的权利要求书来确定。本领域的技术人员可在不脱离本发明的技术思想和主旨的范围内对这些实施方式进行适当的变更，而这些变更后的实施方式显然也包括在本发明的保护范围之内。

Claims

2. 根据权利要求1所述的挡渣渣料，其特征在于，所述粉料的质量百分含量大于等于20%。

3. 根据权利要求1或2所述的挡渣渣料，其特征在于，所述挡渣渣料进一步包含块料和/或粒料，所述粒料的粒径范围为1mm~5mm；所述块料的块度范围为5mm~80mm。

4. 根据权利要求1所述的挡渣渣料，其特征在于，所述不可避免的杂质是SiO₂、Al₂O₃等。

5. 根据前述权利要求1-4中任一项所述的挡渣渣料，其特征在于，所述挡渣渣料的熔点高于在渣料投放时转炉内炉渣的熔点。

6. 一种挡渣方法，其特征在于，在转炉炼钢出钢后期，将根据前述权利要求1-5中任一项所述的挡渣渣料投放到转炉内出钢口上方的液面区域上，所述挡渣渣料的投放量M与转炉出钢量Q的关系由如下关系式确定：M=A·Q，其中：M为渣料的加入量，单位为千克；Q为转炉出钢量，单位为吨；系数A的范围为1.00×10^-3~8.00×10^-3，优选范围为2.00×10^-3~7.00×10^-3，更优选范围为3.00×10^-3~5.00×10^-3。

7. 根据权利要求6所述的挡渣方法，其特征在于，所述出钢口上方的液面区域是以出钢口的纵向轴线与在渣料投放时的炉渣液面的交点为中心点的圆形区域，所述圆形区域的直径小于等于出钢口的直径的4倍。

8. 根据权利要求6或权利要求7所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料的投放时机在转炉倾动角度介于75°~100°范围内，优选介于80°~95°范围内，更优选介于85°~90°范围内。

9. 根据前述权利要求6-8中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，要进行投放的所述挡渣渣料的温度在-50℃~150℃之间。

10. 根据前述权利要求6-9中任一项所述的挡渣方法，其特征在于，所述挡渣渣料是被人工投放到转炉内出钢口上方的液面区域上的。