CN103290163A - 一种半钢炼钢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半钢炼钢方法。所述方法包括以下步骤:向转炉加入白云石;待白云石在转炉炉体余温作用下分解为CaO、MgO和CO2之后,向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼,其中,吹炼2min以后向转炉内加入造渣剂,并同时加入活性石灰以调节炉渣中的CaO/MgO质量比为2:1~3:1;吹炼结束后调渣出钢。采用本发明的方法进行半钢炼钢,具有生产成本低、化渣迅速、来渣快、渣态活跃、炉渣的脱磷能力好且提高了渣中铁的回收等优点。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域,更具体地讲,涉及一种采用半钢铁水炼钢的方法。
背景技术
转炉造渣就是要求尽快造好精炼能力强的渣,这样就要求吹炼时早化渣,化好渣。目前,活性石灰和高镁石灰为半钢炼钢常用的造渣原料,由于石灰在溶解过程中出现的硅酸二钙、硅酸三钙在石灰表面形成外壳,妨碍了内部CaO熔入炉渣,成为造渣速度的限制环节。因此,在半钢炼钢的造渣过程中,存在化渣困难、来渣速度慢、终渣全铁含量较高的问题。
另外,钢铁企业的竞争日趋激烈,随着钢铁行业产能严重过剩、钢材市场严重供大于求,钢铁进入微利时代,因此降低生产成本势在必行。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。
本发明的目的之一在于提供一种可以快速成渣并有利于转炉脱磷的用白云石代替石灰造渣的半钢炼钢方法。
为了实现上述目的,本发明提供了一种半钢炼钢方法。所述方法包括以下步骤:向转炉加入白云石;待白云石在转炉炉体余温作用下分解为CaO、MgO和CO2之后,向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼,其中,吹炼2min以后向转炉内加入造渣剂,并同时加入活性石灰以调节炉渣中的CaO/MgO质量比为2:1~3:1;吹炼结束后调渣出钢。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,在所述调渣出钢步骤后,进行溅渣护炉,然后使用权利要求1所述的半钢炼钢的方法进行下一炉次的冶炼。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,所述白云石的加入量为30~32kg/t钢,造渣剂的加入量为15~17kg/t钢,活性石灰的加入量为19~21kg/t钢。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,所述半钢铁水的成分以质量百分比计包括:3.2~4.1%的C、0.015~0.030%的Si、0.02~0.04%的Mn、0.06~0.08%的P和不大于0.015%的S,所述半钢铁水的入炉温度为1300~1360℃。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,所述白云石的组成按质量百分比计包括:CaO≥30.0%、MgO≥20.0%、CO2≥45.0%、小于0.01%的P、小于0.01%的S、小于1%的水分、以及不可避免的杂质,烧损率为44.5~47.0%,粒度为5~20mm。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,按质量百分比计,所述活性石灰中含有85~90%的CaO。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,所述造渣剂的成分按质量百分比计包括:48%的SiO2、10%的MgO、12%的CaO、20%的铁氧化物、8%的MnO、2%的Al2O3以及不可避免的杂质。
根据本发明的半钢炼钢的方法的一个实施例,在所述向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼的步骤中,控制开吹枪位为2m,吹炼枪位为1.4~1.8m,拉碳枪位为1.4m。
根据本发明的半钢炼钢方法的一个实施例,在所述向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼的步骤中,氧气流量为28000~32000Nm3/h。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:在转炉炼钢时,使用白云石替代高镁石灰和活性石灰造渣,降低转炉炼钢辅料成本,白云石受热分解产生的CaO和MgO用于造渣对脱磷十分有效;并且,通过控制白云石、活性石灰、造渣剂加入转炉的加入时机和加入量,有效地解决了半钢冶炼时存在的来渣速度慢、化渣困难、终渣TFe含量较高的问题。
具体实施方式
在下文中,将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的半钢炼钢的方法。在本发明中,如果没有例外的表述,则通常提到的物质中各元素或成分的含量均是质量百分含量。本文中,将含钒铁水经脱硫提钒后得到的钢水称为半钢,以质量百分比计,半钢铁水成分为:C:3.2~4.1%,Si:0.015~0.030%,Mn:0.02~0.04%,P:0.06~0.08%,S≤0.015%。入炉温度:1300~1360℃。
根据本发明示例性实施例的半钢炼钢方法包括以下步骤:
⑴向转炉加入白云石。白云石化学式为CaMg(CO3)2,理论组成为CaO30.41%、MgO21.87%、CO247.72%,CaO/MgO质量比为1.39,常含有硅、铝、铁、钛等杂质。在本发明的示例性实施例中,所述白云石的组成按质量百分比计包括:CaO≥30.0%、MgO≥20.0%、CO2≥45.0%、小于0.01%的P、小于0.01%的S、小于1%的水分、以及不可避免的杂质,烧损率为44.5~47.0%,粒度控制为5~20mm,若粒度太大,则白云石难以分解,利用率低;粒度太小,则粉化严重加剧除尘设备压力且容易以粉尘形式带走。
⑵待白云石在转炉炉体余温作用下分解为CaO、MgO和CO2之后,向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼,吹炼2min以后向转炉内加入造渣剂,并同时加入活性石灰以调节炉渣中的CaO/MgO质量比为2:1~3:1,然后按现有技术中的冶炼方法继续吹炼脱磷。
据有关研究表明白云石分解温度小于1000℃,而转炉出钢,溅渣护炉后经红外测量炉体平均温度为1308℃,能达到白云石分解温度。其中,白云石受热分解的化学方程式为:CaMg(CO3)2→CaO+MgO+2CO2↑。当转炉出完钢,溅渣护炉后,将白云石倒入转炉,保温10min左右,在转炉炉体余温作用下白云石分解产生CaO、MgO和CO2,其中的CaO和MgO为转炉造渣脱磷辅料。采用白云石替代或部分替代高镁石灰和活性石灰进行造渣,一方面可以达到半钢转炉快速成渣,渣态活跃,提高炉渣的脱磷能力,降低炼钢辅料消耗的目的;另一方面白云石价格廉价,代替高镁石灰和活性石灰,减少转炉炼钢辅料成本,降低了生产成本。
由于白云石中的CaO/MgO质量比为1.39,若只添加白云石会导致炉渣碱度过低,因此需要随造渣剂加入活性石灰,并根据以往的吹炼辅料消耗来调节CaO/MgO质量比至2:1~3:1。活性石灰和造渣剂为半钢炼钢常用的造渣原料,例如,所述活性石灰中可含有85~90%的CaO。所述造渣剂的成分可以包括:48%的SiO2、10%的MgO、12%的CaO、20%的铁氧化物(或称为全铁,记为TFe)、8%的MnO、2%的Al2O3以及不可避免的杂质。
此外,在开吹2min后再加入活性石灰和造渣剂。
⑶吹炼结束后调渣出钢。
在本发明的一个示例性实施例中,半钢炼钢方法在上述示例性实施例的方法的基础上还包括,在所述调渣出钢步骤后,进行溅渣护炉,然后按照上述示例性实施例的方法重复进行下一炉次的冶炼。
在本发明的一个示例性实施例中,所述白云石的加入量为30~32kg/t钢,造渣剂的加入量为15~17kg/t钢,活性石灰的加入量为19~21kg/t钢,上述渣料若加入过多会造成熔池温度下降过多,导致渣料结团且石灰块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣;加入过少则达不到脱磷效果。
在根据本发明的一个示例性实施例中,在开始吹炼时,控制控制氧枪枪位为2m,以防止烧抢;在吹炼过程中,控制枪位为1.4m~1.8m,以促进化渣,保证熔渣具有很好的流动性,以达到快速脱磷的目的;将拉碳枪位控制为1.4m,以早化渣、多去磷并保护炉衬。在本发明中,氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。
在根据本发明的一个示例性实施例中,在所述向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼的步骤中,氧气流量为28000~32000Nm3/h。
为了更好地理解本发明的上述示例性实施例,下面结合具体示例对其进行进一步说明。示例中所采用的造渣剂的成分为:48%的SiO2、10%的MgO、12%的CaO、20%的铁氧化物、8%的MnO、2%的Al2O3以及不可避免的杂质。
示例1
在某钢厂120t转炉上冶炼SS(R)钢轨用钢,其实际入炉半钢铁水重量是138.8t,出钢重量是140.17t。实际吹氧量为6210m3。在转炉出完钢并进行溅渣护炉后加入白云石。入炉半钢铁水成分及温度如表1所示。
表1入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
在转炉出完钢并进行溅渣护炉加入白云石,白云石加入量为32kg/t钢,等待10min之后,装入半钢铁水开始吹氧炼钢,在半钢转炉吹氧吹炼开始后的2min时间内向转炉加入活性石灰和造渣剂,其中,活性石灰(含有85%的CaO)的加入量为21Kg/t钢,造渣剂的加入量为17Kg/t钢。
其中,在半钢转炉吹氧吹炼过程中,控制开吹枪位为2m,吹炼枪位为1.4m,拉碳枪位为1.4m。最后,调渣出钢,出钢成分及出钢温度如下表2所示。
表2出钢钢水成分(%)和出钢温度(℃)
测得来渣时间为4分30秒。过程渣活跃,有较强的脱磷能力。出钢结束采用常规溅渣护炉工艺,炉壁挂渣良好。此炉冶炼终渣碱度为3.5,终渣中全铁含量为18.8%;氧活度为500ppm。达到了很好的冶炼效果。
示例2
在某钢厂120t转炉上冶炼SS(R)钢轨用钢,其实际入炉半钢铁水重量是135t,出钢重量是136.54t,实际吹氧量为6400m3。在转炉出完钢并进行溅渣护炉后加入白云石。入炉半钢铁水成分及温度如表3所示。
表3入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
在转炉出完钢并进行溅渣护炉后加入白云石,白云石加入量为31kg/t钢,等待10min之后,装入半钢铁水开始吹氧炼钢,在半钢转炉吹氧吹炼开始后的2min时间内向转炉加入活性石灰和造渣剂,其中,活性石灰(含有85%的CaO)的加入量为20Kg/t钢,造渣剂的加入量为16Kg/t钢。
其中,在半钢转炉吹氧吹炼过程中,控制开吹枪位为2m,吹炼枪位为1.8m,拉碳枪位为1.4m。最后,调渣出钢,出钢成分及出钢温度如下表4所示。
表4出钢钢水成分(%)和出钢温度(℃)
测得来渣时间为4分11秒。过程渣活跃,有较强的脱磷能力。出钢结束采用常规溅渣护炉工艺,炉壁挂渣良好。此炉冶炼终渣碱度为3.8,终渣中全铁含量为18.9%;氧活度为450ppm。达到了很好的冶炼效果。
示例3
在某钢厂120t转炉上冶炼45钢种的钢,其实际入炉半钢铁水重量是134t,出钢重量是134.42t,实际吹氧量为6600m3。在转炉出完钢并进行溅渣护炉后加入白云石。入炉半钢铁水成分及温度如表5所示。
表5入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
在转炉出完钢并进行溅渣护炉后加入白云石,白云石加入量为30kg/t钢,等待10min之后,装入半钢铁水开始吹氧炼钢,在半钢转炉吹氧吹炼开始后的2min时间内向转炉加入活性石灰和造渣剂,其中,活性石灰(含有85%的CaO)的加入量为19Kg/t钢,造渣剂的加入量为15Kg/t钢。
其中,在半钢转炉吹氧吹炼过程中,控制开吹枪位为2m,吹炼枪位为1.6m,拉碳枪位为1.4m。最后,调渣出钢,出钢成分及出钢温度如下表6所示。
表6出钢钢水成分(%)和出钢温度(℃)
测得来渣时间为4分35秒。过程渣活跃,有较强的脱磷能力。出钢结束采用常规溅渣护炉工艺,炉壁挂渣良好。此炉冶炼终渣碱度为3.93,终渣中全铁含量为18%;氧活度为350ppm。达到了很好的冶炼效果。
对比例
按常规的方法进行转炉炼钢,并在造渣过程中,没有添加白云石。经多炉试验结果发现,来渣时间为4分43秒~4分45秒,终渣中的全铁含量为20.3~21%,终点钢水磷含量为0.011~0.012%。
由上述示例和对比例可知,添加白云石后,来渣时间平均提前15秒左右,终渣中全铁含量下降了2%以上,终点钢水磷含量下降0.0015~0.0020%,具有化渣迅速、来渣快、渣态活跃、提高炉渣的脱磷能力且提高了渣中铁的回收等优点。
综上所述,本发明中的用白云石替代高镁石灰,由于白云石的成本远低于高镁石灰,可降低转炉炼钢辅料成本10元/t钢,可产生巨大的经济效益。在半钢转炉炼钢生产中,将白云石、活性石灰、造渣剂加入转炉,并恰当控制其加入时机和加入量,有效地解决了半钢冶炼时存在的来渣速度慢、化渣困难、终渣TFe含量较高的问题。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明,但是本领域技术人员应该清楚,在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下,可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (9)
1.一种半钢炼钢方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
向转炉加入白云石;
待白云石在转炉炉体余温作用下分解为CaO、MgO和CO2之后,向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼,其中,吹炼2min以后向转炉内加入造渣剂,并同时加入活性石灰以调节炉渣中的CaO/MgO质量比为2:1~3:1;吹炼结束后调渣出钢。
2.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,在所述调渣出钢步骤后,进行溅渣护炉,然后使用权利要求1所述的半钢炼钢的方法进行下一炉次的冶炼。
3.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,所述白云石的加入量为30~32kg/t钢,造渣剂的加入量为15~17kg/t钢,活性石灰的加入量为19~21kg/t钢。
4.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,所述半钢铁水的成分以质量百分比计包括:3.2~4.1%的C、0.015~0.030%的Si、0.02~0.04%的Mn、0.06~0.08%的P和不大于0.015%的S,所述半钢铁水的入炉温度为1300~1360℃。
5.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,所述白云石的组成按质量百分比计包括:CaO≥30.0%、MgO≥20.0%、CO2≥45.0%、小于0.01%的P、小于0.01%的S、小于1%的水分、以及不可避免的杂质,烧损率为44.5~47.0%,粒度为5~20mm。
6.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,按质量百分比计,所述活性石灰中含有85~90%的CaO。
7.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,所述造渣剂的成分按质量百分比计包括:48%的SiO2、10%的MgO、12%的CaO、20%的铁氧化物、8%的MnO、2%的Al2O3以及不可避免的杂质。
8.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,在所述向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼的步骤中,控制开吹枪位为2m,吹炼枪位为1.4~1.8m,拉碳枪位为1.4m。
9.根据权利要求1所述的半钢炼钢方法,其特征在于,在所述向转炉中兑入半钢铁水进行吹氧吹炼的步骤中,氧气流量为28000~32000Nm3/h。
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