CN103820596B

CN103820596B - 一种转炉高温钢渣循环利用的方法

Info

Publication number: CN103820596B
Application number: CN201310674117.3A
Authority: CN
Inventors: 刘志军; 黄生权; 易良刚; 吕学辉; 林立
Original assignee: Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Chengdu Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-12-11
Also published as: CN103820596A

Abstract

本发明公开了一种转炉高温钢渣循环利用的方法，所述方法包括以下步骤：a、控制上炉出钢温度为1590～1630℃，出钢后保留全部钢渣；b、下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹时间为1.5～2.5min；c、加入冷却剂，冷却剂的加入量为全部钢渣量的15～20wt％；d、下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹时间为1～1.5min；e、溅渣结束后准备下炉进料，其中，氮气的喷吹压力为0.7～0.9Mpa、喷吹流量为12000～14000Nm³/h。采用本发明的方法可短时间内完全固化高温液态钢渣，可有效避免转炉高温钢渣因表面固化而内部仍残留液渣的问题，转炉高温钢渣安全可靠地得到循环利用，降低转炉生产成本约10元/吨，且避免了资源浪费。

Description

一种转炉高温钢渣循环利用的方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，更具体地讲，涉及一种转炉高温钢渣循环利用的方法。

背景技术

我国转炉的年钢产量约5.5亿吨，每年产生的钢渣量达数千万吨，如何利用转炉钢渣是普遍关注的问题。

目前的转炉钢渣的循环利用主要方式有：⑴用于建材原料，如生产水泥等；⑵钢铁厂回收加工再利用，如作为脱磷剂的原料或作为熔剂进入烧结系统等。也即，现有的综合利用方式都是“先稳定化预处理→再后续利用”的两步法模式（即冷态循环利用），虽然对转炉钢渣进行了利用，但却白白地损耗了转炉液态渣的全部热量，没有真正实现钢渣本身价值的有效利用。

转炉钢渣综合利用最有效的方式就是热态循环应用。长期以来，很多冶金人员对转钢渣热态循环应用进行了研究，由于不能有效解决热态应用的安全隐患（如兑铁喷溅）等问题，未能实现转钢渣热态循环利用。现有技术中的钢渣热态利用方法通常存在钢渣未完全固化的缺点（若完全固化则须较长时间），原因在于汇集于炉底的高温钢渣从表面看已固化（或不流动），但实际上是液态钢渣表面结壳，而里面仍残留有液渣，兑入铁水时仍有喷溅的安全隐患。并且，现有技术是采用1次较长时间喷吹氮气溅渣，则钢渣固化的效果须多次确认，若未完全固化还须采取进一步的措施，如继续加入冷却剂或反复摇炉等，操作时间不固定，不利于转炉生产周期的稳定控制。

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。

本发明的目的在于提供一种安全可靠并可在短时间内固化高温液态钢渣并实现转炉钢渣热态循环利用的方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a、控制上炉出钢温度为1590～1630℃，出钢后保留全部钢渣；b、下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹时间为1.5～2.5min；c、加入冷却剂，冷却剂的加入量为全部钢渣量的15～20wt％；d、下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹时间为1～1.5min；e、溅渣结束后准备下炉进料，其中，氮气的喷吹压力为0.7～0.9Mpa、喷吹流量为12000～14000Nm³/h。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的一个实施例，控制所述钢渣中的FeO≤16wt％。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的一个实施例，所述第一次溅渣的喷枪枪位为0.8～1.0米，所述第二次溅渣的喷枪枪位为0.6～0.8米。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的一个实施例，所述全部钢渣量为2.5～3.5t。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的一个实施例，所述冷却剂包括石灰和轻烧白云石。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的一个实施例，所述石灰的加入量为200～400Kg，所述轻烧白云石的加入量为230～270Kg。

采用本发明的方法可短时间内完全固化高温液态钢渣，可有效避免转炉高温钢渣因表面固化而内部仍残留液渣的问题，转炉高温钢渣安全可靠地得到循环利用，降低转炉生产成本约10元/吨，且避免了资源浪费。

具体实施方式

在下文中，将结合具体示例来详细说明本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法。

根据本发明的转炉高温钢渣循环利用的方法的示例性实施例，所述方法包括以下步骤：

首先控制上炉出钢温度为1590～1630℃。由于转炉钢渣的熔点通常为1250～1350℃，转炉吹炼过程的温度一般大于1500℃，故钢渣在转炉中呈液态。而转炉吹炼终点的温度对高温液态钢渣的固化（或不具有流动性）直接产生影响，吹炼终点的温度越高，钢渣的温度也相应就高，钢渣冷却到钢渣熔点以下的时间相应也就越长，并且钢渣的过热度（液渣温度与熔点之差）越大，越不利于钢渣的固化，所以转炉吹炼终点的温度不宜过高。综合考虑转炉出钢过程的温度损失及后工序处理能力，将转炉的上炉出钢温度控制在1590～1630℃是适宜的区间，既可满足后工序的要求，又能保证转炉内的钢渣温度不至于过高。

此外，考虑到确保溅渣护炉的效果，优选地，控制转炉钢渣的FeO≤16wt％。这是因为钢渣中的FeO含量越高，钢渣的熔点就越低，溅渣护炉的效果也就越差，因此需保证钢渣中的FeO含量不至于太高。

然后进行出钢留渣并保留全部钢渣，即在出钢过程中挡渣将钢渣全部保留在转炉中。正常情况下，保留下来的全部钢渣量为2.5～3.5t。

之后，下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，即利用氮气的高速射流将炉底的液态钢渣吹散并飞溅到炉壁四周，起到溅渣护炉的效果，同时四周飞溅的钢渣相当于增加了液渣的散热面积，有利于钢渣的固化。

由于转炉出钢后，保留在炉内的钢渣温度仍约1500℃且炉渣呈液态，此时可进行溅渣护炉以延长转炉炉衬寿命，但由于此时钢渣温度依然较高，飞溅的钢渣一部分会挂在炉壁四周，而一部分会又汇聚到炉底。根据生产实践，即使延长喷吹氮气的时间，炉底仍汇聚有较多液渣，若继续延长喷吹时间，则氮气的消耗明显增加，不仅对成本控制不利，也无法产生很好的效果。因此，本发明对第一次溅渣采取短时间喷吹氮气的方案，即在氮气的喷吹压力为0.7～0.9Mpa、喷吹流量为12000～14000Nm³/h的情况下，喷吹时间控制为1.5～2.5min，优选为2min。并且控制第一次溅渣的喷枪枪位为0.8～1.0米，由于枪位是影响转炉溅渣的重要工艺参数，溅渣枪位较低时则炉衬各部位的溅渣量都较少，溅渣枪位较高时则炉衬各部位的溅渣量都增加。当溅渣枪位增加到一定值即最佳溅渣枪位时,溅渣量达到最大值，因此本发明控制第一次溅渣的枪位较高，以使炉底的液渣尽可能多的飞溅到炉壁上，既保证溅渣护炉效果，又可增加液渣的散热面积。

在第一次溅渣护炉之后，向转炉内的残留高温钢渣中加入冷却剂，以对高温液渣进行强制降温冷却。其中，冷却剂的加入量必须适当，冷却剂的最佳加入量原则是既能有效降低液渣过热度，又能让加入的冷却剂大部份熔化。若冷却剂的加入量过大，虽能起到使炉底的液渣快速固化的目的，但会造成炉底液渣和冷料结成大团块，对后续的转炉冶炼极其不利，例如导致涨炉底或下一炉化渣时间过长（防止形成大团块）。根据本发明，冷却剂的加入量为全部钢渣量的15～20wt％为宜。

所使用的冷却剂可以为本领域常用的冷却剂，例如包括石灰和轻烧白云石，但本发明不限于此，只要能够实现对钢渣进行强制冷却的物质即可。根据本发明的一个实施例，在冷却剂中，控制石灰的加入量为200～400Kg，控制轻烧白云石的加入量为230～270Kg，然后控制冷却剂的总加入量为全部钢渣量的15～20wt％。

加入冷却剂之后，再次下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，以在液渣表面未完全结壳的情况下利用氮气的高速射流将炉底仍未固化的液态钢渣吹散并飞溅到炉壁四周，再次溅渣护炉并加速钢渣的散热固化，防止炉底仍残留有液渣。由于此时汇集在炉底的液渣温度约1400℃且液渣的过热度已较低，因此在液渣表面结壳之前进行第二次喷吹氮气进行溅渣，由于此时的钢渣温度已较低，钢渣的黏度较高且流动性较差，飞溅的炉渣挂在炉壁四周并很快固化，即使有很少部份液渣流动到炉底，也与残留在炉底未熔化的冷却剂一同固化或不具有流动性。因此，第二次溅渣的优点就是能够防止炉底钢渣表面固化而内部仍残留液渣的隐患，使后续的转炉兑铁操作安全可靠。因此，同样地在氮气的喷吹压力为0.7～0.9Mpa、喷吹流量为12000～14000Nm³/h的情况下，将第二次喷吹的时间控制为1～1.5min即可，并控制第二次溅渣的喷枪枪位为0.6～0.8米。之后，待溅渣结束后准备下炉进料。相对于第一次溅渣，第二次溅渣时喷枪采用较低的枪位，则氮气射流冲击熔渣的面积小、冲击深度大，供给的能量较大部分消耗于穿透和喷溅液渣方面，避免了冲击深度不够而导致的残留液芯，防止安全隐患。

现有技术中通常只进行一次溅渣，但溅渣后再次汇集的液渣仍须采取进一步的措施，如继续加入冷却剂或反复摇炉等，这导致操作时间不固定，影响转炉各工序的生产节奏。本发明采用2次短时间的喷吹氮气进行溅渣护炉并加入冷却剂，使高温钢渣得到了非常稳定的固化效果且整个固化处理时间也稳定受控，并且缩短了喷吹氮气的总时间并减少了氮气使用量，节约资源且提高效率。

下面结合具体示例进一步描述本发明的示例性实施例。实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。若无特别说明，其中所涉及的固体和液体的百分比均指重量百分比。

示例1：

设备：100t转炉；

控制上炉出钢温度为1594℃，炉渣中的FeO含量为15.43%；

出钢后保留全部钢渣且全部钢渣量约为2.7t；

下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹压力为0.77Mpa，喷吹流量12450Nm³/h。喷吹枪位为0.9米，喷吹时间为2min；

加入冷却剂，冷却剂包括石灰270Kg和轻烧白云石250Kg；

下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹压力为0.7Mpa，喷吹流量为12500Nm³/h。喷吹枪位为0.7米，喷吹时间为1min；

溅渣结束，提枪、摇炉观察，炉内钢渣全部得到固化。

示例2：

设备：100t转炉；

控制上炉出钢温度为1620℃，炉渣中的FeO含量为15.79%；

出钢后保留全部钢渣且全部钢渣量约为3.3t；

下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹压力为0.82Mpa，喷吹流量为13600Nm³/h。喷吹枪位为0.8米，喷吹时间为1.5min；

加入冷却剂，冷却剂包括石灰360Kg和轻烧白云石230Kg；

下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹压力为0.82Mpa，喷吹流量为13500Nm³/h。喷吹枪位为0.6米，喷吹时间为1.5min；

溅渣结束，提枪、摇炉观察，炉内钢渣全部得到固化。

示例3：

设备：50t转炉；

控制上炉出钢温度为1597℃，炉渣中的FeO含量为14.87%；

出钢后保留全部钢渣且全部钢渣量约为2.5t；

下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹压力为0.79Mpa，喷吹流量为12800Nm³/h。喷吹枪位为1.0米，喷吹时间为2.5min；

加入冷却剂，冷却剂包括石灰200Kg和轻烧白云石270Kg；

下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹压力为0.80Mpa，喷吹流量为12900Nm³/h。喷吹枪位为0.8米，喷吹时间为1min；

溅渣结束，提枪、摇炉观察，炉内钢渣全部得到固化。

示例4：

设备：50t转炉；

控制上炉出钢温度1629℃，炉渣中的FeO含量为15.36%；

出钢后保留全部钢渣且全部钢渣量约为2.8t；

下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹压力为0.85Mpa，喷吹流量为13800Nm³/h。喷吹枪位为0.9米，喷吹时间为2min；

加入冷却剂，冷却剂包括石灰240Kg和轻烧白云石250Kg；

下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹压力为0.84Mpa，喷吹流量为13700Nm³/h。喷吹枪位为0.7米，喷吹时间为1.5min；

溅渣结束，提枪、摇炉观察，炉内钢渣全部得到固化。

综上所述，本发明采用吹炼终点温度控制和2次短时间喷吹氮气溅渣相结合的方式，巧妙利用高温钢渣在不同温度段的特性，既达到转炉溅渣护炉的工艺要求，又实现高温钢渣的循环利用。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims

1.一种转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a、控制上炉出钢温度为1590～1630℃，出钢后保留全部钢渣；

b、下枪喷吹氮气进行第一次溅渣，喷吹时间为1.5～2.5min，第一次溅渣的喷枪枪位为0.8～1.0米；

c、加入冷却剂，冷却剂的加入量为全部钢渣量的15～20wt％；

d、下枪喷吹氮气进行第二次溅渣，喷吹时间为1～1.5min，第二次溅渣的喷枪枪位为0.6～0.8米；

e、溅渣结束后准备下炉进料，

其中，氮气的喷吹压力为0.7～0.9Mpa、喷吹流量为12000～14000Nm³/h。

2.根据权利要求1所述的转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，控制所述钢渣中的FeO≤16wt％。

3.根据权利要求1所述的转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，所述全部钢渣量为2.5～3.5t。

4.根据权利要求1所述的转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，所述冷却剂包括石灰和轻烧白云石。

5.根据权利要求4所述的转炉高温钢渣循环利用的方法，其特征在于，所述石灰的加入量为200～400Kg，所述轻烧白云石的加入量为230～270Kg。