CN103320566A

CN103320566A - 双渣法冶炼半钢的方法

Info

Publication number: CN103320566A
Application number: CN2013102594461A
Authority: CN
Inventors: 陈均; 陈永; 喻林; 曾建华; 梁新腾; 张彦恒; 杨森祥; 杜利华; 黄生权; 何为; 陈路
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd; Pangang Group Xichang Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: CN103320566B

Abstract

本发明提供了一种双渣法冶炼半钢的方法。所述方法包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80%时，结束第一次吹炼，倒渣；向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～2m；吹炼结束后，出钢。本发明的方法能够在保证转炉冶炼过程干法除尘不泄爆、具有更高的脱磷效率且煤气回收量大。

Description

双渣法冶炼半钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，更具体地讲，涉及一种干法除尘条件下采用双渣法冶炼半钢的方法。

背景技术

通常，将含钒铁矿（例如，钒钛磁铁精矿）经高炉冶炼后得到的含钒铁水，经转炉提钒、脱硫后得到的铁水称为半钢。半钢炼钢由于其碳质量百分数较一般铁水低（3.4%～4.0%），半钢中硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低。此外，在现有技术中，主要采用干法除尘系统对半钢炼钢转炉产生的烟气进行净化与回收，而采用干法除尘系统的半钢炼钢厂家除了要考虑半钢炼钢的难点外还得面对炼钢过程“泄爆”的问题。当除尘器电场中CO、H₂、O₂等气体含量达到一定值时就可能造成爆炸，因此静电除尘器都安装有泄爆装置，一旦除尘器内发生爆炸，能够自动打开将燃烧膨胀的气体及时进行排放并且能够自动复位，降低除尘器的破坏程度从而保证了除尘器长期运行，但是每次泄爆也会对设备造成损伤，因此如何防止泄爆成为延长干法除尘系统寿命的重要因素。

采用传统的双渣法进行冶炼时除了增加泄爆的几率外，还将大大降低冶炼过程煤气回收量，间接增加炼钢成本。可见，干法除尘条件下采用双渣法进行半钢炼钢、脱磷难度较大。

在现有的专利文献中已有半钢炼钢、脱磷的报道，如公开号为CN101696462A的中国专利申请公开了一种半钢冶炼低磷钢的生产方法，主要是通过调整单渣法转炉冶炼的造渣参数来实现对转炉终点磷含量的控制，其结果能将转炉炼钢终点P控制在0.006％以内，控制钢包渣回P在0.002％以内、合金增P在0.002％以内，能稳定生产成品磷含量小于0.010％的低磷钢种。该方法存在以下不足：当入炉磷含量偏高时采用单渣法很难将终点磷控制在0.006%以内，且出钢过程下渣量很难控制钢水回磷严重。公开号为CN101423879的中国专利申请公开了一种低磷钢水冶炼方法，其特点是转炉冶炼的钢水温度≥1680℃，钢水中磷含量小于0.012％，钢水中氧活度控制在0.1％～0.13％；转炉出钢前，先在钢包内装入深脱磷剂；转炉出钢过程中进行挡渣控制，下渣量≤3kg/吨钢，并对钢包中的钢水进行弱脱氧处理；出钢结束后，再往钢包中投入深脱磷剂；该低磷钢水冶炼方法与其它方法相比渣量减少20％以上，转炉冶炼周期缩短5％以上。该方法存在以下不足：预先在钢包中加入深脱磷剂对钢水氧含量控制有严格的要求，如果出钢氧含量过高，出钢过程或出钢完毕后可能发生钢包“放炮”现象，存在一定的安全隐患，且出钢前后都要向钢包中加入深脱磷剂并对钢水进行弱脱氧处理，过程处理时间过长，影响生产节奏。

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。

例如，本发明的目的之一在于提供一种在干法除尘条件下采用双渣法冶炼半钢的方法，以解决在采用双渣法冶炼的条件下，转炉冶炼过程干法除尘容易“泄爆”，转炉脱磷率难度较大，和煤气回收量小的问题。

本发明提供了一种双渣法冶炼半钢的方法。所述方法包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80%时，结束第一次吹炼，倒渣；向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～2m；吹炼结束后，出钢。

根据本发明的双渣法冶炼半钢的方法的一个实施例，在所述出钢步骤后，将炉渣留在转炉内并加入3～5kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，然后如上所述的双渣法冶炼半钢的方法进行下一炉次的冶炼。

根据本发明的双渣法冶炼半钢的方法的一个实施例，所述第一批造渣材料包括15～25kg/t钢的活性石灰、15～25kg/t钢的高镁石灰和10～20kg/t钢的复合造渣剂。

根据本发明的双渣法冶炼半钢的方法的一个实施例，所述第二批造渣材料包括5～10kg/t钢的高镁石灰、1～5kg/t钢的复合造渣剂。

根据本发明的双渣法冶炼半钢的方法的一个实施例，所述复合造渣剂的成分按重量百分比计由40～60%的SiO₂、15～25%的CaO、3～7%的MgO、10～15%的FeO、3～5%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：在干法除尘条件下采用双渣法冶炼半钢时，能够在保证转炉冶炼过程干法除尘不泄爆、具有更高的脱磷效率且煤气回收量大。

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双渣法冶炼半钢的方法。

根据本发明的双渣法冶炼半钢的方法包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80%时，结束第一次吹炼，倒渣。向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～2m。吹炼结束后，出钢。

这里，所述第一批造渣材料包括15～25kg/t钢的活性石灰、15～25kg/t钢的高镁石灰和10～20kg/t钢的复合造渣剂。所述第二批造渣材料包括5～10kg/t钢的高镁石灰、1～5kg/t钢的复合造渣剂。所述复合造渣剂的成分按重量百分比计主要由40～60%的SiO₂、15～25%的CaO、3～7%的MgO、10～15%的FeO、3～5%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。

在一个示例性实施例中，双渣法冶炼半钢的方法在上述示例性实施例的方法的基础上还包括，在所述出钢步骤后，将炉渣留在转炉内并加入3～5kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，然后使用上述冶炼半钢的方法进行下一炉次的冶炼。这样，第二批造渣材料得到了循环利用，大大降低了转炉冶炼成本。

申请人发现，采用干法除尘系统，当烟气中CO体积含量大于9%，同时O₂体积含量大于6%时，即会引起泄爆。本发明的方法在转炉吹炼开始至吹炼90s时，炉内碳氧反应不是很剧烈，消耗的氧气量较小，此时采用低供氧强度、较高枪位是为了减少炉内未反应的氧含量使之不能达到泄爆要求，同时也能减缓炉内升温速率，为低温脱磷提供条件。在吹炼90s至转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80%时，在此过程中，碳氧反应较为剧烈，不会因氧气浓度高而导致泄爆，但是为延长低温脱磷时间，提高脱磷效率，供氧强度不应过大，且该阶段产生的CO量最大，是煤气回收的高峰期，如果在此过程倒渣将严重影响煤气回收量。在第二批造渣吹炼时，由于钢水中碳含量已较低，即使氧气含量高（O₂＞6%），但产生的CO含量也达不到泄爆值（CO＞9%），且由于处于冶炼后期为了增加搅拌的需要，应采用较大供气强度和较低氧枪枪位。

此外，在两次造渣过程中，加入第一批造渣材料（分批多次、少量加入）目的是为了加入后使之快速熔化，并通过枪位控制快速形成初期渣以提高脱磷效果；而第二批造渣材料中，加入1～5kg/t钢的复合造渣剂是为了提高炉渣流动性，促进钢、渣间的脱磷反应，而加入5～10kg/t钢的高镁石灰除了增加炉渣碱度提高脱磷效果外，另一个目的是增加炉渣中MgO含量，调整炉渣粘度，减少出钢过程下渣，减少出钢过程回磷。

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1

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0055%，在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为1.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2m，并在开吹的同时加入造渣材料进行造渣，活性石灰15kg/t钢；高镁石灰15kg/t钢；复合造渣剂（按重量百分比计由40%的SiO₂、25%的CaO、7%的MgO、15%的FeO、5%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成）加入量10kg/t钢。吹炼过程采用副枪进行定碳，在钢水碳含量为0.40%时拉碳，并倒渣。吹氧90s至倒渣阶段顶吹氧枪供氧强度为3m³/（min·t钢），氧枪枪位为2～2.5m。倒渣后进行二次造渣吹炼，二次造渣时只加入高镁石灰和复合渣，高镁石灰加入量为5kg/t钢；复合造渣剂加入量1kg/t钢，二次吹炼顶吹氧枪供氧强度为3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～1.8m直至冶炼终点，冶炼终点出完钢后不再倒渣，将炉渣留在转炉内，并加入3kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，进行下一炉冶炼。

整个冶炼过程没有发生“泄爆”，最终得到终点钢水磷含量为0.006%，煤气回收量为115m³/t钢，大大降低了冶炼成本，且脱磷率效果好。

示例2

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0065%，在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为2m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2.2m，并在开吹的同时加入造渣材料进行造渣，活性石灰20kg/t钢；高镁石灰15kg/t钢；复合造渣剂（按重量百分比计由60%的SiO₂、15%的CaO、3%的MgO、10%的FeO、3%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成）加入量20kg/t钢。吹炼过程采用副枪进行定碳，在钢水碳含量为0.60%时拉碳，并倒渣。吹氧90s至倒渣时顶吹氧枪供氧强度为3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.3m。倒渣后进行二次造渣吹炼，二次造渣时只加入高镁石灰和复合渣，高镁石灰加入量为10kg/t钢；复合造渣剂加入量3kg/t钢，二次吹炼顶吹氧枪供氧强度为4m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.6～2m直至冶炼终点，冶炼终点出完钢后不再倒渣，将炉渣留在转炉内，并加入4kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，准备下一炉冶炼。

整个冶炼过程没有发生“泄爆”，最终得到终点钢水磷含量为0.005%，煤气回收量为109m³/t钢，大大降低了冶炼成本，且脱磷效果好。

示例3

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.0079%，在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为2.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～1.9m，并在开吹的同时加入造渣材料进行造渣，活性石灰18kg/t钢；高镁石灰15kg/t钢；复合造渣剂（按重量百分计由50%的SiO₂、20%的CaO,、5%的MgO、13%的FeO、4%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。）加入量20kg/t钢。吹炼过程采用副枪进行定碳，在钢水碳含量为0.80%时拉碳，并倒渣。吹氧90s至倒渣时顶吹氧枪供氧强度为3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.1m。倒渣后进行二次造渣吹炼，二次造渣时只加入高镁石灰和复合渣，高镁石灰加入量为8kg/t钢；复合造渣剂加入量5kg/t钢，二次吹炼顶吹氧枪供氧强度为3.8m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～1.6m直至冶炼终点，冶炼终点出完钢后不再倒渣，将炉渣留在转炉内，并加入5kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，准备下一炉冶炼，如此反复。

整个冶炼过程没有发生“泄爆”，最终得到终点钢水磷含量为0.006%，煤气回收量为116m³/t钢，大大降低了冶炼成本，且脱磷效果好。

综上所述，本发明的方法通过顶吹氧枪的供氧制度、造渣制度、氧枪枪位控制制度及合理的倒渣时间共同实现了在保证转炉冶炼过程干法除尘不泄爆的条件下，提高炉渣脱磷效果，并且煤气回收量大、降低了转炉冶炼成本。

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

1.一种双渣法冶炼半钢的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80%时，结束第一次吹炼，倒渣；

向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m³/（min·t钢），氧枪枪位为1.4～2m；

吹炼结束后，出钢。

2.根据权利要求1所述的双渣法冶炼半钢的方法，其特征在于，在所述出钢步骤后，将炉渣留在转炉内并加入3～5kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干，然后使用权利要求1所述的双渣法冶炼半钢的方法进行下一炉次的冶炼。

3.根据权利要求1所述的双渣法冶炼半钢的方法，其特征在于，所述第一批造渣材料包括15～25kg/t钢的活性石灰、15～25kg/t钢的高镁石灰和10～20kg/t钢的复合造渣剂。

4.根据权利要求1所述的双渣法冶炼半钢的方法，其特征在于，所述第二批造渣材料包括5～10kg/t钢的高镁石灰、1～5kg/t钢的复合造渣剂。

5.根据权利要求3或4所述的双渣法冶炼半钢的方法，其特征在于，所述复合造渣剂的成分按重量百分比计由40～60%的SiO₂、15～25%的CaO、3～7%的MgO、10～15%的FeO、3～5%的Fe₂O₃以及少量不可避免的杂质组成。