CN103540707B - 全留渣-单渣法转炉冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全留渣-单渣法转炉冶炼方法，包括出钢时预稠化炉渣、溅渣预热辅料、原料装炉、初期快速成渣、乳化炉渣脱磷并溢出、脱碳、出钢工序；转炉放完钢后加入稠渣剂预调渣，摇起炉开始溅渣，溅完渣后全留渣，然后加废钢、兑铁水，开吹打火后在总供氧量7.5-18%内加入造渣材料，在总供氧量20-35%，氧压逐步降至0.85MPa；溢渣结束，氧枪提高50-150mm；吹炼至总供氧量65%开始连续加入4-7批次矿石，均匀控制熔池升温速度，增加渣中FeO含量；吹炼至总供氧量90%左右，枪位降至1000mm至结束。本发明工艺全程化渣，炉渣不返干，石灰利用率高，比传统冶炼工艺渣量降低约25kg/吨钢。

Description

全留渣-单渣法转炉冶炼方法

技术领域

本发明涉及一种全留渣-单渣法转炉冶炼方法，属于转炉炼钢技术领域。

背景技术

转炉炼钢是一种主要以液态生铁、废钢、合金为原料的炼钢方法。一般包括：(1)装炉，(2)点火，(3)吹炼，(4)出钢合金化，合金在出钢至1/4时开始加入，(5)溅渣修补。可参见CN102080136A提供的一种转炉冶炼工艺。

传统冶炼工艺一，进行溅渣护炉操作后，倒掉炉渣进行加废钢、兑铁水等操作，转炉开吹打着火后，陆续加入一批料石灰、白云石、矿石等造渣材料；一批料已基本化好，开始陆续加入二批料石灰、矿石等，至转炉冶炼钢完毕，造渣料使用量较大，渣量吨钢达到120kg左右，氧气消耗高，吨钢消耗58m³，脱磷率70-75%，倒掉炉渣的热量损失大。

传统冶炼工艺二，进行溅渣护炉操作后，进行留渣操作，不倒掉炉渣进行加废钢、兑铁水等，转炉开吹打着火后，陆续加入一批料石灰、白云石、矿石等造渣材料；一批料化好后，停止吹炼，提枪倒掉脱磷渣，再重新造渣冶炼，与传统冶炼工艺一比较，渣量少，吨钢100kg左右，氧气消耗低，吨钢消耗55m³，脱磷率80-85%，但一批料化好后倒渣时机不好把握，提枪过早炉渣未化好，渣子流动性差倒不出，若提枪过晚，此时炉渣比较活跃，碳氧反应大量开始，提枪时容易造成炉内大喷，威胁安全生产。且倒渣时需要停止吹炼，影响生产节奏，难以实现高效冶炼。

CN102212643A公开了一种转炉少渣冶炼工艺，其特点是脱磷期结束倒出40%～60%的脱磷渣，出钢后利用炉内脱碳渣顶吹氮气溅渣护炉，剩余渣料留在炉内，作为下炉脱磷期渣料使用。达到降低转炉白灰消耗、降低钢铁料消耗的目的。但该方法脱磷期结束倒出40%～60%脱磷渣的时机不好把握，成功率受到影响，同时生产周期延长，影响炉-机匹配。CN102888487A公开了一种转炉高效留渣冶炼方法，其特征在于倒渣处理：倒渣时通过控制转炉倾动的最终角度，使得粘稠并具有流动性的炉渣倒出一部分，留下4～6t炉渣在转炉内，然后将转炉回摇至零度。该方法的优点是可以实现快速便捷地留渣处理，但热态炉渣利用率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种全留渣-单渣法转炉冶炼方法，通过该新的冶炼工艺，依靠全留渣-单渣（LD-RSL）操作，实现转炉少渣高效冶炼，提高热态炉渣利用率。

术语解释：

氧气顶吹转炉常用的造渣方法有三种：即单渣法、双渣法和留渣法。

单渣法，就是在冶炼过程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣、直到终点出钢。当铁水Si、P、S含量较低时，或者钢种对P、S要求不严格，以及冶炼低碳钢种时，均可以采用单渣操作。单渣操作工艺比较简单，吹炼时间短，易于实现自动控制。

双渣法，就是在冶炼过程中倒两次渣，第一次倒渣后继续冶炼再次造渣，第二次倒渣后才出钢，这种方法主要是为了深脱磷。

留渣法，就是出完钢溅完渣后，留下一部分或全部渣子做为下一炉的初渣使用。

本发明技术方案如下：

一种全留渣-单渣法转炉冶炼方法，包括出钢时预稠化炉渣、溅渣预热辅料、原料装炉、初期快速成渣、乳化炉渣脱磷并溢出、脱碳、出钢工序，包括下列步骤：

（1）出钢时稠化炉渣：

转炉放钢后期加入10-20kg/吨钢稠渣剂，进行预调渣；

（2）溅渣预热辅料：

摇起炉开始溅渣，溅完渣后全留渣；

（3）原料装炉：

加废钢、兑铁水；

（4）初期快速成渣：

开吹打火后在总供氧量7.5%-18%时段内，加入一批料石灰、白云石、矿石造渣材料，开吹枪位1200-1250mm，氧压0.9-1.0MPa，使初期快速成渣；

（5）乳化炉渣脱磷并溢出：

在总供氧量20%-35%内，氧压逐步降至0.85MPa，使炉渣充分乳化，形成大量泡沫化炉渣增加磷在渣-钢分配比例，并使部分脱磷渣溢出炉口，溢渣量控制在15-25kg/吨钢，在不间断熔池供氧的情况下，使得前期脱磷渣排除。

（6）脱碳期控制：

溢渣结束后，氧枪提高50-150mm；向炉内加入矿石，均匀控制熔池升温速度，补充渣中（FeO）含量，使炉渣不“返干”；

（7）出钢。

根据本发明，步骤（1）所述的稠渣剂作用是降低炉渣中的氧势，减轻炉渣氧化性，达到快速是稠化炉渣，减少炉口跑渣，提高炉渣利用率的效果，因此本领域公知的此类稠渣剂均可以使用。本发明优选提供以下稠渣剂质量百分比成分如下：C：15-25%，MgO：55-70%，SiO₂≤5.5%，CaO：2-5%，粒度：10-30mm；各成分之和为100%。

优选的，步骤（2）中，溅渣时每炉加入生白云石300-500kg。

优选的，步骤（4）中，一批料中，每炉石灰总量留出300-400kg，白云石留出100-200kg，矿石留出总量的1/2，其余的作为一批料在步骤（4）初期快速成渣时加入。

在步骤（5）中溢渣期视溢渣情况加入留出的100-200kg白云石，及留出部分的1/2石灰；吹炼至总供氧量65%时开始分4-7批次加入留出的矿石，期间根据炉渣活跃程度加入剩余石灰。

优选的，步骤（6）所述的脱碳为：吹炼至总供氧量65%时开始分续加入4-7批连次小批量矿石，每批次加入量50-100kg，均匀控制熔池升温速度，补充渣中（FeO）含量，使炉渣不“返干”，处于比较活跃的状态。吹炼至总供氧量85%时，适当降低枪位50-100mm，同时氧压降低至0.83MPa；吹炼至总供氧量90%时，枪位降至1000mm，至吹炼结束。

本发明步骤（4）、（6）所述矿石为烧结矿及转炉污泥球总称。本发明中造渣材料吨钢共产生炉渣75kg左右，吨钢石灰消耗32-37kg、白云石10-12kg及矿石15-20kg。

在本发明中，氧枪的枪位依次为：开吹枪位1200-1250mm；溢渣结束后，氧枪提高50-150mm；吹炼至总供氧量85%时，适当降低枪位50-100mm；吹炼至总供氧量90%，枪位降至1000mm至吹炼结束。

在本发明中，氧压的依次为：开吹氧压0.9-1.0MPa，在总供氧量20%-35%内，氧压逐步降至0.85MPa；吹炼至总供氧量85%，氧压降低至0.83MPa。

本发明工艺步骤没有详加限定的，均按现有技术。例如步骤（3）中的加废钢、铁水按现有技术传统配比，主要参考铁水温度及铁水硅含量。本领域技术人员可根据铁水温度及铁水硅含量计算配比。

根据本发明，一个优选的方案为，全留渣-单渣法转炉冶炼方法，步骤如下：

1)按50吨转炉计算，转炉放钢后期加入50-100kg稠渣剂，并采用中压氮气正常溅渣，其中氮气压力为0.8-1.0MPa。

2)溅渣时加入白云石300-500kg，溅完渣后全留在炉内，确保炉渣溅粘溅干。

3)加废钢和兑铁水完毕即开始冶炼。

4)一批料备料：石灰1600-1850kg，白云石500-600kg，矿石750-1000kg；

开吹枪位1200-1250mm，开吹氧压0.9-1.0MPa，在总供氧量7.5%-18%内加入一批料石灰、白云石、矿石造渣材料，其中石灰留出200-300kg，白云石留出100-200kg，矿石留出总量的1/2。

5)起渣后，氧枪提高50-150mm，总供氧量20%-35%之间，氧压逐步降至0.85MPa，使前期炉渣充分乳化，形成大量泡沫化炉渣并使其溢出炉口，溢渣期视溢渣情况加入一批料留出的白云石100-200kg、留出石灰的1/5-1/4来控制溢渣时间，溢渣量控制在15-25kg/吨钢。

6)吹炼至总供氧量65%时，连续将一批料留出的1/2矿石分成4-7批次加入，期间视炉渣活跃程度加入一批料留出石灰的剩余部分。

7)吹炼至总供氧量85%，氧压降低至0.83MPa，降低枪位50-100mm；吹炼至总供氧量90%，枪位降至1000mm吹炼至结束。压枪时间持续1分钟，保持炉渣平稳，防止出钢时钢渣流失。

8）出钢。

本发明的方法为“留渣-单渣”转炉少渣冶炼工艺，具有留渣工艺特点，可减少渣料消耗，同时具备单渣快节奏生产特点，还兼有双渣工艺能够排除脱磷渣实现高效脱磷优势。简称LD-RSL冶炼工艺（RemainingSingleLessslag）。本发明前期使炉渣充分乳化，形成大量泡沫化炉渣，增加磷在渣-钢分配比例，并使部分脱磷渣溢出炉口，溢渣量控制在15-25kg/吨钢，在不间断熔池供氧的情况下，使得前期脱磷渣排除，不会影响到生产周期。本发明是在转炉放钢后期加入10-20kg/吨钢的稠渣剂，进行预调整，溅渣护炉后采取全留渣操作，热态炉渣利用率远高于现有技术。本发明的工艺的有益之处在于：实现全程化渣，炉渣不返干，石灰利用率高，在相同冶炼终点条件下，比传统冶炼工艺渣量降低25kg/吨钢，总渣量只有传统工艺72.6%。脱磷率稳定在85%以上，冶炼周期缩短20-30秒，氧气消耗吨钢减少2.2m³，钢铁料消耗降低4-8kg/吨钢，在工业生产中实现了少渣高效冶炼。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图示意图。从左上第一幅开始演箭头方向依次为溅渣预热辅料、固化、加废钢、兑铁、脱磷、乳化溢出、脱碳、出钢稠化炉渣。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。

实施例中使用的稠渣剂，质量百分比成分如下表：

名称	C	MgO	SiO2	CaO	粒度
						炉渣稠化剂	25%	65%	5%	5%	20-25mm

实施例：山钢集团莱芜分公司炼钢厂50吨转炉实验，炉役中期。

LD-RSL冶炼工艺，转炉放钢后期加入50-100kg稠渣剂，并采用中压氮气进行搅拌，溅完渣后全留在炉内，确保炉渣溅粘溅干，加废钢和兑铁完毕开始准备冶炼，具备冶炼条件时降枪开吹，开吹枪位1200-1250mm，开吹氧压0.9-1.0MPa，在在总供氧量7.5%-18%加入一批料石灰、白云石、矿石造渣材料，其中石灰留出300-400kg，白云石留出100-200kg，矿石留出总量的1/2。起渣后，氧枪提高50-150mm，总供氧量20%-35%之间，氧压逐步降至0.85MPa，使前期炉渣充分乳化，形成大量泡沫化炉渣并使其溢出炉口，溢渣期视溢渣情况加入留出的100-200kg白云石，及留出石灰的1/2来控制溢渣时间，溢渣量控制在20kg/吨钢，其作用是在不间断熔池供氧的情况下，使得前期脱磷渣排除。吹炼至总供氧量65%，开始连续将一批料预留的1/2矿石分成5批次加入，期间视炉渣活跃程度加入剩余石灰，防止熔池升温速度过快，并补充渣中（FeO）含量，使炉渣不“返干”，处于比较活跃的状态。吹炼至总供氧量85%左右，氧压降低至0.83MPa，适当降低枪位50-100mm；吹炼至总供氧量90%，枪位降至1000mm吹炼至结束。

下表是冶炼10炉的平均数据，冶炼钢种同为HRB400。

由上述对比可以得知：本发明的方法，石灰利用率高，在相同冶炼终点条件下，比传统单渣法冶炼工艺渣量降低27.9kg/吨钢，总渣量只有传统单渣法的72.9%，传统双渣法的59.6%。

Claims (4)

1.一种全留渣-单渣法转炉冶炼方法，包括出钢时预稠化炉渣、溅渣预热辅料、原料装炉、初期快速成渣、乳化炉渣脱磷并溢出、脱碳、出钢工序，包括下列步骤：

（1）出钢时稠化炉渣：

转炉放钢后期加入10-20kg/吨钢稠渣剂，进行预调渣；

（2）溅渣预热辅料：

摇起炉开始溅渣，渣溅完渣后全留渣；

（3）原料装炉：

加废钢、兑铁水；

（4）初期快速成渣：

开吹打火后在总供氧量7.5%-18%时段内，加入一批料石灰、白云石、矿石造渣材料，开吹枪位1200-1250mm，氧压0.9-1.0MPa，使初期快速成渣；

（5）乳化炉渣脱磷并溢出：

在总供氧量20%-35%内，氧压逐步降至0.85MPa，使炉渣充分乳化，形成大量泡沫化炉渣增加磷在渣-钢分配比例，并使部分脱磷渣溢出炉口，溢渣量控制在15-25kg/吨钢，在不间断熔池供氧的情况下，使得前期脱磷渣排除；

上述步骤（4）中的一批料中，石灰总量留出300-400kg，白云石留出100-200kg，矿石留出总量的1/2；在步骤（5）中溢渣期视溢渣情况加入留出的100-200kg白云石，及留出的部分石灰；吹炼至总供氧量65%时开始分4-7批次加入留出的矿石，期间根据炉渣活跃程度加入剩余石灰；

（6）脱碳期控制：

溢渣结束后，氧枪提高50-150mm；向炉内加入矿石，均匀控制熔池升温速度，补充渣中FeO含量，使炉渣不“返干”；工艺条件如下：

吹炼至总供氧量65%时开始分续加入4-7批次小批量矿石，每批次加入量50-100kg，吹炼至总供氧量85%时，适当降低枪位50-100mm，同时氧压降低至0.83MPa；吹炼至总供氧量90%时，枪位降至1000mm，至吹炼结束；

（7）出钢。

2.如权利要求1所述的全留渣-单渣法转炉冶炼方法，其特征在于步骤（2）中，溅渣时每炉加入生白云石300-500kg。

3.如权利要求1所述的全留渣-单渣法转炉冶炼方法，其特征在于，氧枪的枪位依次为：开吹枪位1200-1250mm；溢渣结束后，氧枪提高50-150mm；吹炼至总供氧量85%时，适当降低枪位50-100mm；吹炼至总供氧量90%，枪位降至1000mm至吹炼结束。

4.如权利要求1所述的全留渣-单渣法转炉冶炼方法，其特征在于，氧压依次为：开吹氧压0.9-1.0MPa，在总供氧量20%-35%内，氧压逐步降至0.85MPa；吹炼至总供氧量85%，氧压降低至0.83MPa。