CN102965465A - 一种转炉渣固化的方法 - Google Patents

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王建伟
何肖飞
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李飞
吕迺冰
崔阳
姜仁波
南晓东
吕延春
王文军
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Abstract

一种转炉渣固化的方法，属于转炉炼钢技术领域。在“加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢”的双渣冶炼工艺中，转炉出钢后不倒渣，采用氮气降温加石灰或轻烧白云石固化的方法溅渣护炉，通过控制溅渣护炉氮气气体流量、枪位，控制加入渣料种类和数量，控制炉体倾动角度，控制废钢加入量，实现转炉出钢留渣操作后，炉渣能够完全固化，以继续进行后续的生产步骤。

Description

一种转炉渣固化的方法
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，特别是提供了一种转炉渣固化的方法。
背景技术
在传统转炉生产工艺生产中，出钢结束后先倒出大部分终点炉渣，再进行溅渣护炉，溅渣护炉的目的主要是保护炉衬，留渣量较小，一般为2-4kg/吨钢。在3-5分钟内，炉渣能够完全固化。即使有未固化的炉渣，溅渣结束后，工人会倒出残存的液态炉渣，在兑铁时炉内没有液态炉渣，保证兑铁安全。
现有技术中，采用“加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢”双渣冶炼工艺，转炉终点不倒渣，留到下一个炉次脱磷阶段使用。这种工艺可以节约石灰使用量40%左右，降成本的同时降低污染。但是，该工艺路线在转炉终点溅渣护炉时，炉内液态渣量大，可达到70-90kg/吨钢，为传统工艺液态渣量的20-40倍， 若采用传统方法固化炉渣，5分钟之内炉渣很难完全转变为固态，后续兑铁水等操作非常危险，而延长炉渣固化时间又会影响转炉生产周期。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉渣固化的方法，解决现有技术中因转炉中留渣量陡增、炉渣不能短时间完全固化引起的安全隐患和延长生产周期等问题。
本发明的技术解决方案是：本发明提供一种转炉渣固化的方法，采用转炉双渣冶炼工艺，包括加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢，转炉出钢后不倒渣，采用氮气降温然后加石灰或者轻烧白云石的方法进行炉渣固化工艺。
   炉渣固化工艺步骤如下：
1）      吹氮气时间3-4分钟，氮气流量为3.0-4.0Nm3/min/吨钢，枪位采用先高后低的操作模式，低枪位操作时，枪头距渣液面为1.2米-1.8米，低枪位操作持续时间2-3min，随后换做高枪位操作，枪头距渣液面为1.8米-2.2米，持续时间50-70秒；
2）      向转炉内加入石灰或者轻烧白云石，加入量根据转炉出钢量进行调整，若加入炉料为石灰，则加入量为4-6kg/t钢；若加入炉料为轻烧白云石，加入量为3-5kg/t钢； 
3）      石灰或者轻烧白云石加入之后，前后摇炉一次，摇炉倾角85°-110°；
4）      确认炉渣不流动后，加入废钢，废钢加入量为最终出钢钢水质量的10%-15%，再摇炉一次，摇炉倾角75°-100°。
在上述操作过程中，上炉出钢结束后立即开始溅渣护炉操作，通过向液态渣吹入氮气流，将部分炉渣溅至炉衬表面直接固化。此外由于吹入氮气，炉底液态渣温度快速下降。随温度的下降，高熔点相（3CaO?SiO2、2CaO?SiO2、MgO等）首先析出，形成固态高熔点析出相与残余“RO”（FeO-MnO-CaO系固溶体）液相共存的炉渣体系。为了达到溅渣护炉和炉渣固化的目的，在溅渣护炉前期采用低枪位操作，使大部分炉渣溅到炉壁上，由于溅到炉壁上的部分炉渣会从炉壁流至炉底，在溅渣护炉后期，采用高枪位吹氮气，冷却固化留在炉底的液态炉渣。
溅渣结束后向炉内加入少量石灰或添加少量轻烧白云石。添加少量石灰或白云石的目的主要是与渣中残余液态“RO”作用，提高残余液渣CaO、MgO含量而使其快速固化。为此在加入石灰或轻烧白云石后，要求前后倾动转炉使加入的石灰或白云石与残余液态渣快速混合。
对炉内炉渣的固化效果进行确认后装入废钢，进行物理降温，其后还要前后倾动转炉，以进一步冷却炉内炉渣，此时，炉渣已经完全固化，可开始装入铁水操作。
本专利开发了“氮气降温→石灰或轻烧白云石固化”的炉渣固化技术，保证转炉出钢留渣操作后，炉渣能够完全固化，以继续进行紧接着的生产步骤。并最终实现节省石灰消耗和降低污染的目标。
具体实施方式：
下表1至表10列出了本发明在210吨、100吨顶底复吹转炉上实施“加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢”的双渣冶炼工艺时转炉终点炉渣固化的关键参数实例。但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。
 
表1 210吨转炉冶炼过程上一炉次脱碳结束留渣量
炉次 渣量，kg/吨钢
1 75
2 82
3 84
表2  210吨复吹转炉顶吹溅渣护炉工艺关键参数-低枪位控制
炉次 枪头距渣液面高度，m 氮气流量，Nm3/min/t钢 持续时间，min
1 1.52 3.3 2.7
2 1.63 3.7 2.3
3 1.78 3.9 3
表3  210吨复吹转炉顶吹溅渣护炉工艺关键参数-高枪位控制
炉次 枪头距渣液面高度，m 氮气流量，Nm3/min/t钢 持续时间，s
1 2.10 3.1 60
2 2.13 3.7 58
3 1.98 3.9 70
表4  210吨复吹转炉炉渣原料加入工艺关键参数
炉次 石灰，kg/吨钢 轻烧白云石，kg/吨钢 摇炉倾角，°
1 4.2 0 85
2 0 4.7 97
3 5.2 0 91
表5  210吨复吹转炉废钢加入工艺关键参数
炉次 废钢加入量，吨 摇炉倾角，°
1 21.1 77
2 21.0 95
3 21.5 80
表6 100吨转炉冶炼过程上一炉次脱碳结束留渣量
炉次 渣量，kg/吨钢
a 79
b 86
c 73
表7  100吨复吹转炉顶吹溅渣护炉工艺关键参数-低枪位控制
炉次 枪头距渣液面高度，m 氮气流量，Nm3/min/t钢 持续时间，min
a 1.29 3.0 2.5
b 1.26 3.1 2.2
c 1.34 3.1 3
表8  100吨复吹转炉顶吹溅渣护炉工艺关键参数-高枪位控制
炉次 枪头距渣液面高度，m 氮气流量，Nm3/min/t钢 持续时间，s
a 2.10 3.1 55
b 1.81 3.2 60
c 1.94 3.2 60
表9  100吨复吹转炉炉渣原料加入工艺关键参数
炉次 石灰，kg/吨钢 轻烧白云石，kg/吨钢 摇炉倾角，°
a 4.6 0 99
b 0 4.7 87
c 0 3.9 86
表10  100吨复吹废钢加入工艺关键参数
炉次 废钢加入量，吨 摇炉倾角，°
a 10.9 90
b 13.0 92
c 12.1 83
采用“氮气降温→石灰或轻烧白云石固化”炉渣固化工艺，可以保证转炉出钢留渣操作后，炉渣完全固化，不影响正常的转炉生产调度。

Claims (3)

1.一种转炉渣固化的方法，转炉双渣冶炼工艺包括加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢，其特征在于：转炉出钢后不倒渣，进行炉渣固化工艺。
2.根据权利要求1所述的一种转炉炉渣固化的方法，其特征在于：炉渣固化工艺采用氮气降温然后加石灰或者轻烧白云石的方法固化炉渣。
3.根据权利要求1所述的一种转炉炉渣固化的方法，其特征在于：固化炉渣操作步骤如下：
(1)吹氮气时间3-4min，氮气流量为3.0-4.0Nm3/min/吨钢，枪位采用先高后低的操作模式，低枪位操作时，枪头距渣液面为1.2m-1.8m，低枪位操作持续时间2-3min，随后换做高枪位操作，枪头距渣液面为1.8m-2.2m，持续时间50-70s；
(2)向转炉内加入石灰或者轻烧白云石，加入量根据转炉出钢量进行调整，若加入炉料为石灰，则加入量为4-6kg/吨钢；若加入炉料为轻烧白云石，加入量为3-5kg/吨钢； 
(3)石灰或者轻烧白云石加入之后，前后摇炉一次，摇炉倾角85°-110°；
(4)确认炉渣不流动后，加入废钢，废钢加入量为最终出钢钢水质量的10%-15%，再摇炉一次，摇炉倾角75°-100°。
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PB01 Publication
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