CN102965466B - 一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺，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，脱磷渣流动性差，不容易倒出，本发明通过控制脱磷阶段炉料加入量；脱磷炉渣中MgO、FeO质量分数；脱磷终点温度；摇炉角度和持续时间等重要参数，稳定控制脱磷炉渣的倒出量在50%-60%。
Description
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，特别是提供了一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺。
背景技术
在传统的双渣工艺操作中，由于不存在上炉留渣的问题，为了控制磷含量，脱磷炉渣的碱度控制在1.8-2.2之间，炉渣FeO含量为15%左右，脱磷结束温度控制在1450-1550℃。由于转炉终点倒渣，脱磷阶段倒渣量不足仅仅影响磷含量的控制。
本发明的双渣冶炼工艺为“加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢且不倒渣”，由于较高碱度（碱度=3.5左右）的转炉终点炉渣并不倒出，供下个炉次脱磷时使用，脱磷渣流动性差，不容易倒出。生产中脱磷操作如果波动较大，就会造成脱磷炉渣流动性控制不稳，倒渣量波动大，对稳定生产极为不利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺，控制脱磷炉渣物化性能控制要点和倒渣操作要点，以确保稳定、顺利的倒出脱磷炉渣。
本发明的技术方案是：本发明的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→转炉出钢且不倒渣。在转炉吹炼脱磷阶段控制吹氧、造渣工艺参数如下：
（1）控制脱磷阶段的供氧量为冶炼炉次理论总供氧量的24%-28%，；先采用低枪位，控制吹氧量为15%-18%，再采用高枪位，控制吹氧量为8%-10%；供氧强度：2.8-3.5Nm3/min/t钢；
（2）根据脱磷阶段转炉入炉铁水中硅元素的质量分数控制石灰和轻烧白云石的加入量，转炉入炉铁水中[Si%]≤0.5时，石灰加入量为0-9.5kg/吨钢，轻烧白云石加入量为0-5.5 kg/吨钢；转炉入炉铁水中[Si%]＞0.5，石灰加入量为9-12kg/吨钢，轻烧白云石加入量为5-7.5 kg/吨钢；
（3）控制脱磷结束温度为1350-1420℃；控制脱磷炉渣碱度为1.2-1.6，控制炉渣MgO质量分数为6-9%，控制FeO质量分数为8-14%；
（4）脱磷结束倒渣开始后将炉体倾动至75°~80°位置，在该角度保持3~5秒后，再缓慢摇炉至80-90°位置；
本发明所述一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺，转炉吨位为180吨-240吨时，低枪位控制为235cm-245cm；高枪位为255cm-265cm；转炉吨位为80吨-140吨时，低枪位控制为115cm-125cm；高枪位为125cm-135cm；
本发明所述一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺转炉入炉铁水[Si%]≤0.3时，不加石灰或轻烧白云石；转炉入炉铁水0.3＜[Si%]≤0.4时，石灰加入量为6-8kg/吨钢，轻烧白云石加入量为3-5 kg/吨钢；转炉入炉铁水0.4＜[Si%]≤0.5时，石灰加入量为7.5-9.5kg/吨钢，轻烧白云石加入量为3.5-5.5 kg/吨钢。
在“加入废钢、铁水→转炉吹炼脱磷→倒脱磷炉渣→转炉吹炼脱碳→转炉出钢且不倒渣”的转炉双渣冶炼工艺中，为了达到转炉终点磷含量较低的目的，脱磷结束后，需要倒出脱磷渣。只有尽可能的倒出脱磷炉渣，才能够保证脱碳阶段炉内磷含量较低，达到转炉终点控制磷含量的目的。如倒渣量不足，便会出现炉内渣量逐炉蓄积、碱度不断增加、倒渣愈加困难的情况，最后导致转炉终点不得不倒出终点炉渣。此外，倒渣不顺还会增加冶炼时间，炉内渣量波动也会对吹炼过程控制稳定性造成很大影响。
为了保证脱磷炉渣流动性的稳定控制，必须做到：（1）脱磷炉渣充分熔化，尽量不含未溶石灰颗粒以及方镁石（MgO）、2CaO·SiO2等高熔点析出相；（2）控制炉渣组成使其具有较低的粘度值；（3）适当提高脱磷阶段温度（尽管对脱磷会造成一定不利影响）。总之，要完成顺利、稳定倒渣的目的，除控制碱度之外，还必须对炉渣中FeO、MgO含量等进行严格控制。
技术方案中，关于供氧的控制主要通过供氧量、供氧强度和枪位综合进行。对供氧的控制目的主要是在于提供良好的动力学搅拌条件，让钢液与炉渣有充分的接触，保证脱磷的基本冶炼效果。此外，还有一个重要的控制目的在于枪位的高低和供氧量能够直接影响炉渣中FeO的含量，FeO的高低决定了炉渣的氧化性，同时还可以影响炉渣的流动性。在理论计算和大量的工厂操作经验基础上，本发明确定了合理的供氧操作。
技术方案中，根据入炉铁水中的硅含量，调整石灰和轻烧白云石的加入量。加入石灰是为了利用其中的CaO成分，来调整炉渣的碱度，达到1.2-1.6的目标范围。加入轻烧白云石则是为了利用其中的MgO，炉渣少量中的MgO即可影响炉渣的熔点，从而改变炉渣的流动性。炉渣碱度和熔点是影响炉渣流动性的最关键因素之一，因此准确的控制两种炉料的加入量，是该发明的关键。
技术方案中还就脱磷阶段终点温度、炉渣碱度、炉渣组成等因素给出了具体的控制目标，就是为了综合炉渣温度、流动性等因素的效果，实现温度控制炉渣流动性，从而顺利倒渣。
本发明的技术效果：
按照本发明提供的方法进行终点留渣式转炉双渣冶炼，能够在大生产中实现每一炉脱磷倒渣量达到50-60%的效果，为稳定生产提供了保障。
具体实施方式
下表1至表10列出了首钢总公司采用本发明在210吨、100吨顶底复吹转炉上生产低磷钢水时的关键参数实例。但本发明的保护范围并不仅限于以下实施例。
表1 210吨复吹转炉顶吹工艺关键参数-低枪位控制
| 炉次 | 转炉枪位，mm | 供氧比例，% | 顶吹搅拌强度，Nm3/min/t钢 |
| 1 | 235 | 16.5 | 3.2 |
| 2 | 242 | 15.2 | 3.2 |
| 3 | 238 | 17.3 | 3.5 |
表2 210吨复吹转炉顶吹工艺关键参数-高枪位控制
| 炉次 | 转炉枪位，mm | 供氧比例，% | 顶吹搅拌强度，Nm3/min/t钢 |
| 1 | 257 | 8.4 | 3.2 |
| 2 | 262 | 9.3 | 3.2 |
| 3 | 262 | 10.0 | 3.5 |
表3 210吨转炉脱磷阶段原料加入工艺关键参数
| 炉次 | 入炉铁水Si含量，wt% | 石灰（kg/t钢） | 轻烧白云石（kg/t钢） |
| 1 | 0.28 | 0 | 0 |
| 2 | 0.37 | 7.6 | 4.3 |
| 3 | 0.44 | 8.4 | 3.9 |
表4 210吨转炉脱磷终点参数控制水平
| 炉次 | 钢水温度，℃ | 炉渣碱度 | 炉渣MgO含量，wt% | 炉渣FeO含量，wt% |
| 1 | 1382 | 1.43 | 7.2 | 8.7 |
| 2 | 1407 | 1.49 | 7.3 | 11.5 |
| 3 | 1359 | 1.33 | 8.1 | 11.9 |
表5 210吨转炉脱磷倒渣参数控制水平
| 炉次 | 炉体倾动角度，° | 倾动持续时间，S | 脱磷炉渣倒出比例，% |
| 1 | 76 | 3 | 52 |
| 2 | 80 | 3 | 57 |
| 3 | 80 | 4 | 53 |
表6 100吨复吹转炉顶吹工艺关键参数-低枪位控制
| 炉次 | 转炉枪位，mm | 供氧比例，% | 顶吹搅拌强度，Nm3/min/t钢 |
| a | 117 | 15.1 | 3.1 |
| b | 123 | 17.4 | 3.2 |
| c | 125 | 17.7 | 3.4 |
表7 100吨复吹转炉顶吹工艺关键参数-高枪位控制
| 炉次 | 转炉枪位，mm | 供氧比例，% | 顶吹搅拌强度，Nm3/min/t钢 |
| a | 128 | 9.1 | 3.1 |
| b | 133 | 9.6 | 3.2 |
| c | 134 | 8.8 | 3.4 |
表8 100吨转炉脱磷阶段原料加入工艺关键参数
| 炉次 | 入炉铁水Si含量，wt% | 石灰（kg/t钢） | 轻烧白云石（kg/t钢） |
| a | 0.42 | 8.1 | 4.2 |
| b | 0.38 | 7.6 | 4.4 |
| c | 0.51 | 11.3 | 5.8 |
表9 100吨转炉脱磷终点参数控制水平
| 炉次 | 钢水温度，℃ | 炉渣碱度 | 炉渣MgO含量，wt% | 炉渣FeO含量，wt% |
| a | 1369 | 1.24 | 6.3 | 9.7 |
| b | 1411 | 1.58 | 8.9 | 13.4 |
| c | 1377 | 1.44 | 7.6 | 13.1 |
表10 100吨转炉脱磷倒渣参数控制水平
| 炉次 | 炉体倾动角度，° | 倾动持续时间，S | 脱磷炉渣倒出比例，% |
| a | 79 | 4 | 51 |
| b | 75 | 4 | 59 |
| c | 75 | 5 | 57 |
Claims (2)
1.一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺，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：转炉吹炼脱磷阶段控制吹氧、造渣工艺参数如下：
（1）控制脱磷阶段的供氧量为冶炼炉次理论总供氧量的24%-28%；先采用低枪位，控制吹氧量为15%-18%，再采用高枪位，控制吹氧量为8%-10%；供氧强度：2.8-3.5Nm3/min/t钢；
（2）根据脱磷阶段转炉入炉铁水中硅元素的质量分数控制石灰和轻烧白云石的加入量，转炉入炉铁水[Si%]≤0.3时，不加石灰或轻烧白云石；转炉入炉铁水0.3＜[Si%]≤0.4时，石灰加入量为6-8kg/吨钢，轻烧白云石加入量为3-5kg/吨钢；转炉入炉铁水0.4＜[Si%]≤0.5时，石灰加入量为7.5-9.5kg/吨钢，轻烧白云石加入量为3.5-5.5kg/吨钢；转炉入炉铁水中[Si%]＞0.5，石灰加入量为9-12kg/吨钢，轻烧白云石加入量为5-7.5kg/吨钢；
（3）控制脱磷结束温度为1350-1420℃；控制脱磷炉渣碱度为1.2-1.6，控制炉渣MgO质量分数为6-9%，控制FeO质量分数为8-14%；
（4）脱磷结束倒渣开始后将炉体倾动至75°～80°位置，在该角度保持3～5秒后，再缓慢摇炉至80-90°位置。
2.根据权利要求1所述的一种提高转炉脱磷阶段倒渣量的工艺，其特征在于：转炉吨位为180吨-240吨时，低枪位控制为235cm-245cm；高枪位为255cm-265cm；转炉吨位为80吨-140吨时，低枪位控制为115cm-125cm；高枪位为125cm-135cm。
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