CN103194563A - 一种基于炉渣物性控制的转炉快速足量倒渣的方法 - Google Patents

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王新华
何肖飞
梁秀兰
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Abstract

本发明涉及转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺中转炉脱磷阶段倒渣环节，具体是一种基于炉渣物性控制的转炉快速足量倒渣的方法，属于转炉炼钢领域，主要技术特点是通过脱磷阶段添加少量小粒石灰和少量小粒白云石控制脱磷阶段炉渣碱度和炉渣MgO含量在较低范围，保证炉内不含高熔点未溶物以及高熔点析出物，从而降低炉渣熔化温度，以此同时，适当提高脱磷阶段温度，控制炉渣粘度值在较低范围，保证炉渣的流动性能，从而能够在转炉脱磷阶段结束快速足量倒出转炉渣。<b/>

Description

一种基于炉渣物性控制的转炉快速足量倒渣的方法
技术领域
    本发明属于冶金行业转炉炼钢领域，主要涉及一种转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼条件下前期脱磷阶段结束后的快速倒渣技术。
二、背景技术
随着科技的发展以及钢铁企业对成本要求的增加，转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼技术得到了较大的关注与发展，以往普通转炉冶炼的倒渣环节是在转炉出钢以后，只要把转炉倾倒，炉渣会迅速倒出，但在转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼技术领域，倒渣环节被移到转炉双渣冶炼的前期脱磷阶段结束，且只容许在此阶段倒渣，由于此时转炉内有大量钢液，转炉倾倒速度和倾倒程度都有严格的限制，以保证钢液不被倒出，此时倒渣速度慢、倒渣量少成为了该工艺顺利进行的主要限制环节。
转炉出钢结束不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼技术要求倒渣环节只能在双渣冶炼脱磷阶段结束，并需要尽可能多炉次的循环下去。在这种工艺条件下，如倒渣不顺会增加转炉冶炼时间，还会引起炉内渣量波动，这对吹炼过程控制稳定性造成很大影响，同时倒渣量不足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，导致该少渣冶炼工艺无法接续、循环，中途停止。因此，在转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼的转炉少渣冶炼工艺下，如何保证脱磷吹炼结束转炉快速足量倒出炉渣具有重要意义。
发明内容
本发明的目的：解决转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼工艺中前期脱磷阶段结束倒渣量少、倒渣速度慢的问题，为该少渣冶炼工艺能够接续、循环进行提供条件，从而提高转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺的生产效率。
本发明的技术方案是：一种基于炉渣物性控制的转炉快速足量倒渣的方法，该方法主要针对转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼的转炉少渣冶炼工艺中转炉前期脱磷阶段结束快速足量倒渣问题，提出前期脱磷阶段的炉渣物性控制技术，具体包括以下步骤：
转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺主要由出钢后留渣、溅渣护炉、高温液态渣冷却固化、添加废钢、兑铁、脱磷阶段吹炼、倒渣、脱碳阶段吹炼、出钢九个阶段组成。在前期脱磷阶段添加一定量的粒度直径在5~20mm的颗粒含量为>95%的小粒石灰和一定量的粒度直径在5~20mm的颗粒含量为>95%的小粒白云石，并控制脱磷阶段炉渣碱度为1.15~1.75、炉渣MgO含量为5.8~7.8%，控制脱磷结束钢液温度为1360~1400℃，经过脱磷阶段吹炼，控制炉内不含未熔化的石灰、白云石颗粒以及方镁石（MgO）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）的高熔点析出相，控制炉渣半球点熔化温度为1220~1350℃、粘度值为0.1~0.5Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，可以实现在保证钢液不被倒出的前提下将转炉炉渣快速足量的倒出。
进一步，所述，熔化最佳温度为1250~1320℃。
进一步，所述步骤中石灰和白云石的加入量主要根据上炉终渣成分和留渣量以及本炉入炉铁水硅含量和目标碱度、MgO含量综合计算得出，计算公式如下：
Figure 863293DEST_PATH_IMAGE002
其中，式中
Figure 480568DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 260305DEST_PATH_IMAGE004
分别为脱磷阶段加入石灰、白云石的重量；
Figure 593197DEST_PATH_IMAGE005
、 
Figure 407569DEST_PATH_IMAGE006
分别为上炉次留渣量、本炉次添加铁水重量；
、
Figure 684016DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 820599DEST_PATH_IMAGE009
分别为加入石灰、白云石以及上炉所留渣中的CaO含量；
为上炉所留渣中的SiO2含量；
、
Figure 925587DEST_PATH_IMAGE012
分别为加入白云石以及上炉所留渣中MgO含量；
Figure 662598DEST_PATH_IMAGE013
、分别为入炉铁水i元素含量和脱磷结束铁水i元素含量，i代表Si、Mn、P、Ti；
Figure 553511DEST_PATH_IMAGE015
为i元素分子量；
Figure 982087DEST_PATH_IMAGE016
为i元素对应氧化物的分子量，x、y为各氧化物分子中i、O元素的个数；R、
Figure 257211DEST_PATH_IMAGE017
分别为目标碱度和目标MgO含量。
本发明的有益效果是：该方法通过控制脱磷期加入的石灰粒度和白云石粒度、脱磷渣碱度和MgO含量以及脱磷阶段温度，使石灰、白云石充分熔化，并防止脱磷渣形成高熔点物相，降低脱磷渣熔化温度和粘度值，从而提高脱磷渣的流动性，使脱磷期结束转炉倒渣阶段能够快速足量倒出脱磷渣。根据大量数据统计，本发明节省倒渣时间50~150秒，同时倒渣量增加1.5~3.5吨（100吨转炉）和3~6吨（210吨转炉），倒渣时间减少，倒渣量增加，实现了脱磷阶段结束快速足量倒渣的目的，解决了转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼工艺中前期脱磷阶段结束倒渣量少、倒渣速度慢的问题，为该少渣冶炼工艺能够接续、循环进行提供条件，从而提高转炉出钢不倒渣+转炉双渣冶炼工艺的生产效率。
附图说明
图1是本发明100t转炉倒渣量、倒渣时间效果对比图；
图2是210t转炉倒渣量、倒渣时间效果对比图。
五、具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实验分别在100吨转炉和210吨转炉内进行，铁水与废钢总装入量分别为100～130吨和210～240吨，所采用的工艺都是转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼的少渣冶炼工艺。
实施例1
在100吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰0.5t、小颗粒白云石0.2t，所加入的石灰、白云石直径在5~20mm的颗粒含量>95%，脱磷阶段结束钢液温度为1385℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.18，MgO含量为6.0%，炉渣粘度为0.25Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为6.5t，倒渣时间为180秒。
实施例2
在100吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰1.0t、小颗粒白云石0.5t，所加入的石灰、白云石直径在5~20mm的颗粒含量>95%，脱磷阶段结束钢液温度为1370℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.48，MgO含量为7.6%，炉渣粘度为0.35Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为5.8t，倒渣时间为200秒。
对比例1
在100吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰2.0t、小颗粒白云石1.5t，所加入的石灰、白云石直径在25~50mm的颗粒含量<95%，脱磷阶段结束钢液温度为1340℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.80，MgO含量为9%，炉渣粘度为0.75Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为3.5t，倒渣时间为310秒。
实施例3
在210吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰1.5t、小颗粒白云石0.6t，所加入的石灰、白云石直径在5~20mm的颗粒含量>95%，脱磷阶段结束钢液温度为1364℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.31，MgO含量为6.5%，炉渣粘度为0.30Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为11t，倒渣时间为240秒。
实施例4
在210吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰2.0t、小颗粒白云石0.8t，所加入的石灰、白云石直径在5~20mm的颗粒含量>95%，脱磷阶段结束钢液温度为1393℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.57，MgO含量为7.3%，炉渣粘度为0.38Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为10t，倒渣时间为280秒。
对比例2
在210吨转炉内实施，根据入炉铁水成分和上炉留渣量及其成分等，在本炉次脱磷阶段向转炉内加入小颗粒石灰3.5t、小颗粒白云石2.0t，所加入的石灰、白云石直径在25~20mm的颗粒含量<95%，脱磷阶段结束钢液温度为1348℃，脱磷渣碱度（CaO/SiO2）为1.90，MgO含量为10%，炉渣粘度为0.9Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，并且保证钢液不被倒出，最终倒渣量为5.5t，倒渣时间为340秒。
实施例与对比例相比的倒渣效果如图1、2所示。从图1、2可以看出，本发明不仅倒渣时间短，倒渣速度快，而且倒渣量比较大，效果十分显著，实现了在转炉出钢后不倒渣+转炉双渣冶炼工艺中前期脱磷阶段结束后的快速足量倒渣，为转炉出钢不倒渣+双渣冶炼的少渣冶炼工艺提供了必备条件，这不仅实现了转炉多炉次循环生产，还大大缩短了单炉冶炼周期。

Claims (3)

1.一种基于炉渣物性控制的转炉快速足量倒渣的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
在前期脱磷阶段添加一定量的粒度直径在5~20mm的颗粒含量为>95%的小粒石灰和一定量的粒度直径在5~20mm的颗粒含量为>95%的小粒白云石，并控制脱磷阶段炉渣碱度为1.15~1.75、炉渣MgO含量为5.8~7.8%，控制脱磷结束钢液温度为1360~1400℃，经过脱磷阶段吹炼，控制炉内不含未熔化的石灰、白云石颗粒以及方镁石、硅酸二钙的高熔点析出相，控制炉渣半球点熔化温度为1220~1350℃、粘度值为0.1~0.5Pa.s，脱磷阶段结束，进行摇炉倒渣，可以实现在保证钢液不被倒出的前提下将转炉炉渣快速足量的倒出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔化温度还可为1250~1320℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法中石灰和白云石的加入量主要根据上炉终渣成分和留渣量以及本炉入炉铁水硅含量和目标碱度、MgO含量综合计算得出，计算公式如下：
其中，式中
Figure 395211DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 124132DEST_PATH_IMAGE004
分别为脱磷阶段加入石灰、白云石的重量；
、 
Figure 389340DEST_PATH_IMAGE006
分别为上炉次留渣量、本炉次添加铁水重量；
Figure 160987DEST_PATH_IMAGE007
、、分别为加入石灰、白云石以及上炉所留渣中的CaO含量；
为上炉所留渣中的SiO2含量；
、
Figure 851731DEST_PATH_IMAGE012
分别为加入白云石以及上炉所留渣中MgO含量；
Figure 272348DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 682601DEST_PATH_IMAGE014
分别为入炉铁水i元素含量和脱磷结束铁水i元素含量，i代表Si、Mn、P、Ti；
Figure 796050DEST_PATH_IMAGE015
为i元素分子量；
Figure 409697DEST_PATH_IMAGE016
为i元素对应氧化物的分子量，x、y为各氧化物分子中i、O元素的个数；
R、分别为目标碱度和目标MgO含量。
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