CN104060022B

CN104060022B - 一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法

Info

Publication number: CN104060022B
Application number: CN201310406580.XA
Authority: CN
Inventors: 陈永; 梁新腾; 曾建华; 李扬洲; 杨森祥; 陈均; 陈路; 龚洪君; 喻林
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-09-09
Filing date: 2013-09-09
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2033-09-09
Also published as: CN104060022A

Abstract

本发明公开了一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法，该方法还包括以下步骤：1）在转炉吹炼结束、出钢完成后，进行溅渣护炉的操作，然后加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣，得到存在于转炉中的炉渣A；2）在转炉熔池中存在炉渣A的条件下，向转炉熔池中加入半钢和造渣材料，进行供氧吹炼、终点控制后，留渣出钢。通过该方法能够减少活性石灰的用量，同时又能够利用石灰石分解吸热达到对上炉次流动性强的炉渣进行降温固化的目的，从而显著地降低了生成成本，且对环境友好。

Description

一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法

技术领域

本发明涉及一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法。

背景技术

节能降耗已成为当前钢铁企业普遍关注的重要课题之一，如何在炼钢生产中既满足冶炼工艺需求的同时又能够降低炼钢成本事关企业发展的经济命脉。

目前转炉炼钢中普遍采用活性石灰作为造渣材料，而活性石灰则是由石灰石煅烧而来的。因此在炼钢造渣原料石灰煅烧→转炉炼钢这一工业链上，存在着浪费石灰煅烧的物理热、CO₂过度排放和增加环境污染的问题。

一般转炉溅渣护炉结束后往往将上炉终点炉渣留下一部分或全部给下炉使用，上炉终点渣温度高、碱度高，并且有一定的FeO含量，炉渣流动性好，下炉次利用之前必须采取措施进行降温固化，一般是加入炼钢辅料。在整个转炉冶炼周期中，在溅渣结束到开始兑铁，往往间隔一定的时间，一般间隔时间在5～20分钟左右，在此等待兑铁期间，存在转炉炉衬宝贵热量通过炉口辐射出去而损失的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法，通过该方法能够减少了活性石灰的用量，同时又能够利用石灰石分解吸热达到对上炉次流动性强的炉渣进行降温固化的目的，从而显著地降低了生成成本，且对环境友好。

为了实现上述目的，本发明提供一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法，其中，该方法还包括以下步骤：

1）在转炉吹炼结束、出钢完成后，进行溅渣护炉的操作，然后加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣，得到存在于转炉中的炉渣A；

2）在转炉熔池中存在炉渣A的条件下，向转炉熔池中加入半钢和造渣材料，进行供氧吹炼、终点控制后，留渣出钢。

通过本发明的转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法，通过将转炉留渣与加石灰石二者结合，充分利用转炉炉衬热量，减少热量辐射损失，减少了活性石灰的用量，同时又利用石灰石分解吸热达到对上炉次流动性强的炉渣进行降温固化的目的，从而显著地降低了生成成本，且对环境友好，其在工业上具有广泛的前景。

此外，本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本说明书中所用的术语“终点控制”指吹炼终点（吹氧结束）时使钢水的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制，包括控制出钢温度和终点钢水的碳含量、磷含量、氧含量等。

本说明书中所用的术语“半钢”可以是指高炉铁水经过脱硫提钒后得到的产物，但是也可以是对铁水进行预处理如脱硫、脱氧后得到的Si、C元素含量很低的处于铁水和钢水中间状态的钢原料。所述半钢可以为以半钢的总量为基准，含有3.0～3.9重量%的碳、0.001～0.02重量%的硅、0.02～0.04重量%的锰、0.06～0.085重量%的磷、0.002～0.030重量%的硫、0.01～0.06重量%的钛、0.02～0.06重量%的钒和95.85～96.85重量%的铁的半钢。

本发明提供的转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法的特征在于，该方法还包括以下步骤：

根据本发明的方法，由于本发明主要涉及将上一炉终点炉渣中添加石灰石，然后用于下一炉次的炼钢，其对炼钢过程中的供氧吹炼、终点控制的方法和条件没有特别的要求，可以参照本领域的常规方法和条件进行。

根据本发明，通常在半钢转炉炼钢连续炼制过程中，在溅渣护炉的操作之后到下一炉次加入半钢和造渣材料为止会间隔一定时间，该时间通常为5～20分钟。另外，溅渣护炉后，转炉内的温度没有特别的限定，可以为通常在半钢转炉炼钢进行溅渣护炉后的温度，作为该温度通常为1200～1400℃。本发明通过在上述时间段中，在上述温度范围内，利用转炉炉衬热量，能够使石灰石充分转化为CaO。

如上所述，由于通过本发明的方法，能够有效利用溅渣护炉的操作后的转炉炉衬热量，将石灰石转化为CaO，从而减少热量辐射损失，减少了所述造渣材料中的活性石灰的用量，具有成本低且对环境友好的优点。

根据本发明，为了在上述时间段中，在上述温度范围内，利用转炉炉衬热量使石灰石充分转化为CaO，优选所述石灰石的用量为10～30kg/t钢，更优选为14～28kg/t钢。在此“kg/t钢”中的“钢”是指本炉次转炉炼钢出钢的钢水（以下相同）。

根据本发明，从安全的方面来考虑，优选该方法还包括在步骤1）中，在加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为30～40kg/t钢。更优选的情况下，在加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为32～35kg/t钢。在此“kg/t钢”中的“钢”是指本炉次转炉炼钢出钢的钢水。

根据本发明，步骤1）中，在加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣之前，存在于转炉熔池中炉渣，可以是通过本领域技术人员所公知的转炉氧气炼钢方法进行转炉吹炼结束、出钢完成后，进行溅渣护炉的操作后的炉渣；也可以是通过本发明的方法进行转炉吹炼结束、出钢完成后，进行溅渣护炉的操作后的炉渣。

根据本发明，步骤2）中，所述造渣材料的用量只要能够使转炉中CaO的量满足半钢炼制钢水的需求即可。通常的情况下，所述造渣材料的用量使得转炉中CaO的量为29～40kg/t钢即可。优选的情况下，所述造渣材料的用量使得转炉中CaO的量为35～40kg/t钢。所述转炉中的CaO可以为通过所述石灰石转化得到的CaO，也可以为通过所述石灰石转化得到的CaO以及来源于所述造渣材料的CaO。优选为通过所述石灰石转化得到的CaO以及来源于所述造渣材料的CaO。也就是说，在通过所述石灰石转化得到的CaO的量不能满足半钢炼制钢水的需求时，可以通过添加所述造渣材料来补充CaO的量。在此“kg/t钢”中的“钢”是指本炉次转炉炼钢出钢的钢水。

根据本发明的方法，优选的情况下，所述造渣材料含有活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂。为了使所述造渣材料的用量能够使转炉内的CaO在本发明的范围内，且为了其他成分满足半钢炼钢的要求，优选所述造渣材料的加入量为：所述活性石灰的加入量为10～18kg/t钢，高镁石灰加入量为21～25kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为10～18kg/t钢；更优选所述造渣材料的加入量为：所述活性石灰的加入量为12～15kg/t钢，高镁石灰加入量为22～23kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为13～16kg/t钢。在此“kg/t钢”中的“钢”是指本炉次转炉炼钢出钢的钢水。

在本发明中，所述活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂可以为本领域在炼钢中所常用的活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂。所述活性石灰主要含有CaO，且以所述活性石灰的总重量为基准，CaO的含量为85～90重量%。所述高镁石灰主要含有MgO和CaO，以所述高镁石灰的总重量为基准，MgO的含量为30～40重量%，CaO的含量为48～55重量%。所述复合造渣剂的主要成分是SiO₂，从而弥补了提钒后的半钢中发热元素不足的缺陷。所述复合造渣剂可以为SiO₂含量为40～90%的酸性炼钢造渣材料；优选情况下，所述复合造渣剂中SiO₂的含量为50～60重量%，通常使用的复合造渣剂主要原料例如可以为石英砂、锰矿、炼钢污泥等。

在本发明中，步骤2）中，供氧吹炼采用顶吹氧气进行吹炼，所述顶吹氧气采用氧枪进行。供氧吹炼的条件包括：供氧强度为2.5～4.0Nm³/(t钢·min)，吨钢氧耗43～57m³，氧枪的枪位为1.3～2.2m；优选供氧强度为3.0～3.3Nm³/(t钢·min)，吨钢氧耗48～53m³，氧枪的枪位为1.5～1.8m。

在本发明中，单位“Nm³/(t钢·min)”是指相对于每吨钢水，每分钟的氧气流量（以标准体积计）。“Nm³/(t钢·min)”中的“钢”是指本炉次转炉炼钢出钢的钢水（以下相同）。

根据本发明的方法，步骤2）中，所述溅渣护炉操作可以采用本领域所公知的方法来进行，例如通过采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.25～3.0m，溅渣时间为2～5min，氮气的供气强度为3.5～4.5Nm³/(t钢·min)。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。

以下实施例中，所述半钢为高炉铁水经过脱硫提钒后而得到的半钢。

以下实施例中，CaO的量按照JB/T7948.4-1999熔炼焊剂化学分析方法EDTA容量法测定氧化钙量的方法进行测量。

以下实施例中，单位“Nm³/(t钢·min)”和“kg/t钢”的“钢”为出钢钢水。

以下实施例中，所述复合造渣剂主要成分为50重量％的SiO₂、20重量％的MnO、15重量％的FeO、10重量％的Fe₂O₃。

制备例1

本实施例用于说明初始炉渣的制备

1）将135t的半钢（其成分为：3.6重量%的碳、0.02重量%的硅、0.032重量%的锰、0.077重量%的磷、0.01重量%的硫、0.02重量%的钛、0.03重量%的钒，余量为铁）兑入120t转炉炉内，然后向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼，在钢水成分及温度满足要求的条件下进行出钢（出钢钢水量为130t，钢水中的各成分及含量见表1）。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为22kg/t钢，高镁石灰加入量为23kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为15kg/t钢；上述顶吹氧气采用氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼的条件包括：供氧强度为3.0Nm³/(t钢·min)，氧枪的枪位波动为1.3～2.2m，吨钢氧耗49m³。

2）出钢完成后进行溅渣护炉的操作，然后保留存在于转炉熔池中炉渣的量为38kg/t钢的炉渣，以出钢量计，相对于每吨钢水，加入20千克的石灰石进行降温稠渣后得到炉渣A（即初始炉渣）。其中，所述溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.5m，溅渣时间为3min，氮气的供气强度为3.8Nm³/(t钢·min)；所述溅渣护炉后炉内的温度为1380℃。

实施例1

1）在制备例1中，进行溅渣护炉，加入石灰石后5min，在含有炉渣A的熔池中兑入135t的半钢（其成分为：3.6重量%的碳、0.02重量%的硅、0.032重量%的锰、0.077重量%的磷、0.01重量%的硫、0.02重量%的钛、0.03重量%的钒，余量为铁），然后向转炉熔池中加入造渣材料，使得转炉内的CaO的量为35kg/t钢。在顶吹氧气下进行吹炼，在钢水成分及终点温度满足要求的条件下进行出钢（出钢钢水量为130t，钢水中的各成分及含量和终点温度见表1）。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为15kg/t钢，高镁石灰加入量为23kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为14kg/t钢；上述顶吹氧气采用氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼的条件包括：供氧强度为3.0Nm³/(t钢·min)，氧枪的枪位波动为1.3～2.2m，吨钢氧耗48m³。

2）出钢完成后进行溅渣护炉的操作，然后保留存在于转炉熔池中炉渣的量为35kg/t钢的炉渣，以出钢量计，相对于每吨钢水，加入14千克的石灰石进行降温稠渣后得到炉渣A1。其中，所述溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.5m，溅渣时间为3min，氮气的供气强度为3.8Nm³/(t钢·min)；所述溅渣护炉后炉内的温度为1360℃。

实施例2

1）在实施例1中，进行溅渣护炉，加入石灰石后10min，在含有炉渣A的熔池中兑入135t的半钢（其成分为：3.6重量%的碳、0.02重量%的硅、0.032重量%的锰、0.077重量%的磷、0.01重量%的硫、0.02重量%的钛、0.03重量%的钒，余量为铁），然后向转炉熔池中加入造渣材料，使得转炉内的CaO的量为36kg/t钢。在顶吹氧气下进行吹炼，在钢水成分及终点温度满足要求的条件下进行出钢（出钢钢水量为130t，钢水中的各成分及含量和终点温度见表1）。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为13kg/t钢，高镁石灰加入量为22kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为13kg/t钢；上述顶吹氧气采用氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼的条件包括：供氧强度为3.0Nm³/(t钢·min)，氧枪的枪位波动为1.3～2.2m，吨钢氧耗52m³。

2）出钢完成后进行溅渣护炉的操作，然后保留存在于转炉熔池中炉渣的量为32kg/t钢的炉渣，以出钢量计，相对于每吨钢水，加入28千克的石灰石进行降温稠渣后得到炉渣A2。其中，所述溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.5m，溅渣时间为3min，氮气的供气强度为3.8Nm³/(t钢·min)；所述溅渣护炉后炉内的温度为1350℃。

实施例3

1）在实施例2中，进行溅渣护炉，加入石灰石后10min，在含有炉渣A的熔池中兑入135t的半钢（其成分为：3.6重量%的碳、0.02重量%的硅、0.032重量%的锰、0.077重量%的磷、0.01重量%的硫、0.02重量%的钛、0.03重量%的钒，余量为铁），然后向转炉熔池中加入造渣材料，使得转炉内的CaO的量为39kg/t钢。在顶吹氧气下进行吹炼，在钢水成分及终点温度满足要求的条件下进行出钢（出钢钢水量为130t，钢水中的各成分及含量和终点温度见表1）。其中，该造渣材料由活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂组成，所述活性石灰的加入量为12kg/t钢，高镁石灰加入量为23kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为16kg/t钢；上述顶吹氧气采用氧枪进行，顶吹氧气进行吹炼的条件包括：供氧强度为3.0Nm³/(t钢·min)，氧枪的枪位波动为1.3～2.2m，吨钢氧耗53m³。

2）出钢完成后进行溅渣护炉的操作，然后保留存在于转炉熔池中炉渣的量为33kg/t钢的炉渣，以出钢量计，相对于每吨钢水，加入20千克的石灰石进行降温稠渣后得到炉渣A3。其中，所述溅渣护炉的操作采用氧枪喷吹氮气来进行，并且氧枪的枪位为0.5m，溅渣时间为3min，氮气的供气强度为3.8Nm³/(t钢·min)；所述溅渣护炉后炉内的温度为1390℃。

然后在含有炉渣A3的熔池中兑入半钢，进行下一炉次的半钢炼钢。

对比例1

按照实施例1的方法进行，炉渣A为：在制备例1中，以出钢量计，相对于每吨钢水，加入40千克的石灰石进行降温稠渣后得到炉渣A。但在稠渣过程中，石灰石不能够充分分解，分解率仅为30%，在下一炉次吹炼过程中，石灰石分解大量消耗热量，造成在吹炼结束，钢水温度仅为1560℃，难以满足后工序的热量要求。

表1

注：以上钢水中，余量为铁。

通过上述实施例可知，通过本发明的方法得到的钢水的成分满足钢种的要求，并且通过将转炉留渣与加石灰石二者结合，充分利用转炉炉衬热量，减少热量辐射损失，减少了活性石灰的用量，同时又利用石灰石分解吸热达到对上炉次流动性强的炉渣的降温固化目的，从而显著地降低了生成成本，且对环境友好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种转炉留渣加石灰石进行炼钢的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

1)在转炉吹炼结束、出钢完成后，进行溅渣护炉的操作，然后加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣，得到存在于转炉中的炉渣A；

2)在转炉熔池中存在炉渣A的条件下，向转炉熔池中加入半钢和造渣材料，进行供氧吹炼、终点控制后，留渣出钢；

其中，步骤1)中，所述石灰石的用量为10～30kg/t钢，步骤2)中，所述造渣材料含有活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，所述造渣材料的加入量为：所述活性石灰的加入量为10～18kg/t钢，高镁石灰加入量为21～25kg/t钢，所述复合造渣剂的加入量为10～18kg/t钢；

步骤1)中，加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为30～40kg/t钢。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，所述石灰石的用量为14～28kg/t钢。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1)中，加入石灰石对转炉内的液态炉渣进行降温稠渣之前，存在于转炉熔池中炉渣的量为32～35kg/t钢。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤2)中，供氧吹炼的条件包括：吨钢氧耗43～57m³，氧枪的枪位为1.3～2.2m。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半钢为高炉铁水经过脱硫提钒后而得到的半钢。