CN104060025B - 一种炼钢用转炉综合护炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢铁冶炼领域，尤其是涉及一种炼钢用转炉综合护炉方法，本发明选用轻烧白云石与生白云石作为溅渣料，与石灰加入量1:1，各25—35kg/t。取消价格昂贵且废渣量过大的轻烧镁球与改质剂，并采用造渣养炉、溅渣护炉、留渣垫炉三结合护炉法进行护炉。本发明在传统溅渣护炉工艺的基础上，适当降低溅渣护炉技术的应用条件，依据各家钢厂的实际生产条件，采取因地制宜、取代置换的方法，来满足溅渣护炉工艺需要，最大限度地发挥出溅渣护炉功效，完全取消人工大铲贴砖补炉，补炉料将至最低，使钢厂的降本增效实现最大化。此项技术是对传统溅渣护炉工艺的完善与补充，使其更具有普及性，将使我国近半数以上的钢厂因此而受益。

Description

一种炼钢用转炉综合护炉方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼领域，尤其是涉及一种炼钢用转炉综合护炉方法。

背景技术

转炉的溅渣护炉技术起源于美国，1994年传入我国，至今已有了20年的发展历史，我国目前已有近半数以上的钢厂采用了这项技术，收到了良好的效果。

此项技术的原理，就是通过出钢过后向炉内喷吹一定压力、流量的氮气，将炉内余渣喷涂在炉衬内壁上，废物利用、变废为宝，保护炉衬砖，使其不接触钢水、钢渣，基本不受高温与炉渣的侵蚀，下炉冶炼过程即在上炉所喷涂的炉渣上进行，做到：始终在渣上炼钢，而不在砖上炼钢，因此炉衬砖的寿命就大大延长了。此项技术使得我国约有近半数以上的钢厂转炉炉龄得到近十倍的增长！耐材消耗大大降低，有的钢厂已经做到补炉材料零消耗，生产效率提高20％以上，这项技术运用的好坏，对钢厂的降本增效起到了举足轻重的作用。

但，此项技术之所以推广应用了20年，我国竟还有近半数的钢厂(成千上万家)尚未采用或是使用效果不佳，其主要原因就是，此项技术所要求的相关装备条件(氮气工作压力必须大于10公斤)、原料与终渣成分条件(渣料必须选用价格昂贵的造渣镁球与改质剂，终渣成分中的氧化镁、氧化钙、二氧化硅、全铁、碱度都有严格的规定)、以及过程温降条件较高(出钢温度开浇不得大于1700度、连浇不得大于1680度)，许多中小型钢厂的生产及装备条件，还达不到溅渣护炉所必须的这一系列严格要求，就只好放弃溅渣护炉，多采用人工大铲“一日三餐”地贴砖补炉来维持生产，费工、费时、费料，生产效率低下。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种实施一倒放钢，杜绝无碳出钢，实现限时加料(冶炼六分钟前必须加完全部渣料)，防止钢水过氧化而伤及炉衬。可降低补炉耐材80％左右，节省钢铁料消耗10--20kg/t以上，吨钢节约50元/t钢左右，全年可降低成本一亿元(年产约200万吨的钢厂)的一种炼钢用转炉综合护炉方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种减少大量耐材入炉时产生的大量烟尘与废气，有利环保达标的一种炼钢用转炉综合护炉方法。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种弥补即使氮气严重不足所带来负面影响，通过精心操作，实时调渣，照样可以把渣造好、溅好，发挥好，使渣层粘牢、硬实，充分起到保护炉衬砖作用的一种炼钢用转炉综合护炉方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，包括：

一个造渣养炉的步骤：即在炼钢过程中进行造渣的步骤，具体是在炼钢时氧枪向转炉开始纯吹氧时即开始向转炉投放造渣料进行造渣，使整个冶炼过程中逐步生成碱度为2.6—3.6的碱性炉渣，与用碱性耐火材料所砌筑的炉衬不发生化学反应，造渣料采用石灰和轻烧白云石混合料，其中，石灰的加入量是30～65kg/t钢；轻烧白云石的加入量是15～45kg/t钢；分批加入。纯吹氧时，氧枪的氧压为0.65～0.8MPa；供氧强度是2.7～4.3立方米/分钟、吨，纯吹氧时间为10～14分钟；

一个溅渣护炉的步骤；即在纯吹氧结束后出钢之前倒炉测温时判断钢液是否过氧化，根据钢液是否过氧化进行如下操作：

操作一：若钢液过氧化，则立即向转炉内添加造渣料，待出钢之后向炉内投放适量焦炭末，再用氧枪对转炉进行吹氮溅渣；

操作二：若钢液没有过氧化，则测温结束出钢之后，直接用氧枪对转炉进行吹氮溅渣；

所述操作一和操作二的造渣料均为轻烧白云石，轻烧白云石的加入量为5～10kg/t钢；吹氮时，氧枪的氮压为0.08～0.13MPa；供氮强度是3～5；纯吹氮时间为3～5分钟；

一个留渣垫炉的步骤：即在炼钢结束后停炉时间，将溅渣护炉的步骤中存留的溅渣后的余渣垫平、摊附在转炉的大面或小面上，让余渣逐渐冷却，对大小面中的坑洼处进行填平补齐，实施修复。

在上述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，所述的造渣养炉的步骤中，向转炉投放造渣料时，需要在纯吹氧开始后的六分钟之内全部投放完毕，投放方式是分二至三批次投放。

在上述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，在冶炼时采用一次倒炉方式，一次倒炉率需要大于70％。

在上述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，所述溅渣护炉的步骤中，操作一或操作二结束后进行吹氮时，若开吹后30～40秒仍不见起渣，应即刻加入5～10kg/t钢的轻烧白云石调粘稠渣。

在上述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，所述造渣养炉的步骤中，石灰和轻烧白云石的加入量均是25～45kg/t钢；且加入的石灰和轻烧白云石的质量比为1：1，生白云石依据冶炼热平衡需要按10—20kg/t钢加入。

在上述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，所述溅渣护炉的步骤中，吹氮溅渣方式为：将炉体均等分为三个部分，即上部炉帽、中部炉身以及下部熔池；前第一分钟开吹氮气时氧枪枪位在1.8米左右，同时让炉温快速冷却，炉温降至1000度左右；第一分钟结束后降枪，枪位下移至0.5米左右，吹氮1～1.5分钟后，氧枪开始在0.4米—2米区间上下滑动，使得终渣能够自下而上、自上而下地均匀铺展粘附在炉衬砖表面，形成有一定厚度与硬度的溅渣层。

因此，本发明具有如下优点：1.选对渣料——轻烧与生烧白云石替换轻烧镁球与改质剂，渣料成本比以往降低一半以上，轻烧镁球700—800元/t，改质剂900—1000元/t，轻烧白云石280—300元/t，生白云石40—60元/t。采用轻烧镁球时，石灰+轻烧镁球+改质剂吨钢渣料为105kg/t，单耗46元/t钢，石灰+轻烧白云石+生白云石，单耗17元/t钢，对比单耗节省29元/t钢。一个中型钢厂按200万吨/年规模，一年可因此节约成本5800万元；2.过去冶炼多为多次倒炉放钢，基本都是无碳出钢，钢水严重过氧化，对炉衬砖的侵蚀非常严重！班班需要人工大铲贴砖补炉，“一日三餐”雷打不动，消耗掉大量的人力、物力，而且造成转炉效率低下，冶炼成本居高不下。现在实施一倒放钢，杜绝无碳出钢，实现限时加料(冶炼六分钟前必须加完全部渣料)，使渣料充分溶解、化透，防止钢水过氧化而伤及炉衬。可节省钢铁料消耗10--20kg/t以上，吨钢节约50元/t钢左右，全年可降低成本一亿元；3.可彻底取消贴砖补炉，每月可节省700吨左右的补炉耐火材料。吨钢耐火材料消耗节约10元/t钢左右，一年可降低成本2000万元。同时，因为每月数百吨的补炉耐材节省不入炉，避免了耐材入炉时产生的大量烟尘与废气，有利环保达标；4.采用造渣养炉、溅渣护炉、留渣垫炉三结合护炉法，比过去普通的溅渣护炉方法更有普及性，因为过去的溅渣方法对原料、装备及操作条件要求较高，难度较大，不宜推广普及。例如：过去只要氮气工作压力低于十公斤，就有可能溅不起渣，无法正常完成溅渣作业过程，达不到理想的溅渣护炉效果。但现在采取造渣、溅渣、少渣、摊渣、垫渣、留渣、、、、、、等一系列措施，就大大弥补了即使氮气严重不足所带来负面影响，照样可以把渣造好、溅好，发挥好，使渣层粘牢、硬实，充分起到保护炉衬砖的作用；5.生白云石既起到调节炉渣中氧化镁及渣系的粘稠度，同时还起到降温剂作用，调节冶炼过程中的热平衡。因其价格极其低廉，是溅渣过程中降本增效的首选。

附图说明

图1是吨钢补炉材料消耗对比图。

图2是钢厂与耐材企业炉龄攻关降成本对照图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

(一)本发明主要分为三个大的部分:

一、造渣养炉。

1、改变渣料，渣料成本更低——过去转炉的溅渣料多采用轻烧镁球与改质剂，此种材料不仅价格昂贵，而且有效成分有限，废渣料大，带走的氧化铁多，增加钢铁料消耗，得不偿失！现在采用轻烧白云石与生白云石做溅渣料，不仅渣料成本整整降低一半，吨钢节约成本26元。而且白云石中的有效成分占到80％以上，废渣量只有轻烧镁球的一半，对降低钢铁料消耗十分有利。同时，生白云石还可兼顾冷却剂的功能，此举可谓一举两得。

2、精准配料，终渣指标更优——过去一般的厂家渣料中均含石灰、轻烧镁球、改质剂与轻烧白云石，只有这样，才能使终渣成分达标：MgO 8—12％、CaO 45—60％、SiO216—19％、Fe2O313—16％、R＝2.8—3.2，现在省去轻烧镁球与改质剂之后，通过精准配料，同样可以满足终渣成分要求，而且各项指标的区间范围更小、更精确，溅渣护炉效果更好。使整个冶炼过程与终渣始终保持偏碱性，与碱性炉衬材料不发生化学反应，从而达到造渣养炉的效果，其中，石灰的加入量是30～65kg/t钢；轻烧白云石的加入量是15～45kg/t钢；在本实施例中，石灰和轻烧白云石的加入量均是30kg/t钢。纯吹氧时，氧枪的氧压为0.65～0.8MPa；供氧强度是2.7～4.3；纯吹氧时间为10～14分钟

3、少渣操作，钢铁料消耗更少——冶炼过程中渣料所含钢铁料均在18％左右，随着排渣而被浪费掉，渣料越少则钢铁料浪费越少，过去渣料总量一般都在80—100kg/t钢左右，现在通过改进配料，石灰+轻烧白云石的总渣量只有50—60kg/t钢左右，钢铁料消耗因此而节省10--20kg/t钢以上！仅此一项，一般中型钢厂就可降低成本一个亿！

4、一倒放钢，控温保碳更好——过去大部分钢厂基本都是采取多次倒炉，无碳出钢，然后追加碳粉的方式冶炼，因为这种冶炼操作方法十分简便。但，这种方式所带来的负面效应很大，冶炼时间长、出钢温度高、各项消耗也高、炉衬侵蚀严重！现在采取一倒放钢法，并要求一倒率大于70％，不仅大大缩短冶炼时间，而且出钢温度适宜，终点碳可保持在0.08％以上，各项消耗明显降低，尤其是冶炼吹损可降低40％左右。

二、溅渣护炉。

1、过程实时调渣，适度做稠做粘——溅渣效果好坏，一个关键因素是在终渣指标合格的基础上把渣做粘稠，冶炼过程渣与终渣都必须适度做稠做粘，这样才能使合格渣通过吹氮喷溅，紧紧地依附在炉衬表面，形成一个保护层，起到保护炉衬砖的作用。调粘稠渣的方法是：①过程渣的石灰与白云石的比例为1:1入炉，各约为25--35kg/t钢左右，随着冶炼进程的推移，炉渣的碱度与粘性都会逐步加大，如果因为冶炼时间过长，或是后吹严重，钢水过氧化，就必须在出钢过程后期适量加入焦粉调渣；②冶炼终点若发现渣稀，即可适量(3—5kg/t钢)加入白云石调渣；③若溅渣开吹后30秒仍不见起渣，应即刻加入2—3kg/t钢白云石调粘稠渣；但，终渣过稠、过粘也会增大溅渣阻力与溅渣高度，影响溅渣效果。所以，终渣的实时调节，必须把握分寸、粘稠适度，才能保证溅渣质量与护炉效果达到最佳状态。

2、抢位高低适度，渣层均匀铺展——溅渣时的氧枪上下位移操作至关重要，第一分钟抢位要适当高一些，对炉渣起到降温稠化作用，第二分钟则要逐渐降枪并上下滑动，使得终渣能够自下而上、自上而下地均匀铺展粘附在炉衬砖表面，形成有一定厚度与硬度的溅渣层，能够抵抗得住1700度左右的高温与钢渣的侵蚀，抢位越低，终渣反弹力度越大，渣层覆盖面越高；相反，枪位越高，则终渣反弹力度越弱，渣层覆盖面越低。溅渣枪位的确定，要根据炉况的具体情况与需要而定，总之，通过认真溅渣，溅好渣，切实做到下一炉的冶炼，是在“渣上炼钢”，而不在“砖上炼钢”，使高温与钢渣与炉衬砖不接触、不反应，从而大大延长炉衬砖的使用寿命。

3、三分钟雷打不动，确保溅渣时间——溅渣护炉必须有相应的时间保障，才能满足终渣的降温稠化与化合生成硅酸三钙、硅酸二钙抗高温、抗渣蚀物质的需要，经反复实践，现确定为：溅渣时间不得小于三分钟！否则，没有足够的时间，渣中有效的化学反应难以完成。所以，整个转炉生产环节中，溅渣是一个必不可少，而且非常重要的生产环节，应该做到：生产再忙，溅渣不忘，时间确保三分钟以上！

具体是：将炉体均等分为三个部分，即上部炉帽、中部炉身以及下部熔池；前第一分钟开吹氮气时氧枪枪位在1.8米，同时让炉温快速冷却，炉温将至1000度；第一分钟结束后降枪，枪位下移至0.58米左右，吹氮1～1.5分钟后，氧枪开始在0.4米—2米区间上下滑动，使得终渣能够自下而上、自上而下地均匀铺展粘附在炉衬砖表面，形成有一定厚度与硬度的溅渣层。

4、采取摇炉挂渣，突出“两面”重点——溅渣三分钟过后，往往会有一些余渣残留堆积在炉底，这部分余渣是已经化合生成的合格渣，如果倒掉则是一个极大的浪费！但如果直接加入废钢，又很容易裹住废钢，造成冶炼时难以熔化，对冶炼不利，再就是炉炉留有余渣，也很容易涨炉底，缩小炉容比，增加冶炼难度。因此，就需要将这部分余渣采取前后大小面摇炉挂渣的方式，将其充分粘附在最易受到废钢与铁水冲刷与侵蚀的转炉大面与小面上，对这“两面”进行重点地修复，同时消耗掉全部的余渣，这样就能收到事半功倍的效果。

三、留渣垫炉。

1、，找准有利时机，摊渣修补缺陷——转炉在运行中都会遇到中间包换浇次，或是设备检修时间，此时停炉时间多在半小时以上，甚至多达数小时之多，凡遇此情景，一定要抓住有利时机，将事先特意多存留的溅渣后的余渣垫平、摊附在转炉的大面或小面上，让余渣逐渐冷却，对大小面中的坑洼处进行填平补齐，实施修复。这种用余渣摊补、冷却后的转炉大面与小面，耐冲刷、抗高温，使用寿命长。比用大面料或自流料修补大小面的效果更好！

2、实施留渣操作，循环利用溅干——终渣一般含全铁在15—20％之间，如果排渣炉外，势必将渣中所含的钢铁料浪费掉，采取留渣操作，将渣中所含的全铁在炉内循环利用不出炉，就可以使钢铁料消耗大大降低。留渣方式就是将余渣全部溅干为止，做到无渣出炉。要做到这一点，首先，冶炼过程中倒炉测温、取样、倒渣时，一定要留渣适量，其次，溅渣时的粘稠度一定要把握好，最后，将余渣通过摇炉挂渣方式粘附在大小面并彻底溅干为止。

3、防止炉底上涨，把握氮氧切换——如果留渣过多，且又炉炉溅干，势必会出现炉底上涨的现象出现，严重时会缩小炉内空间，减小炉容比，造成冶炼时的喷溅加剧！一旦出现此种状况，就应采取氮氧切换方式解决，即：在溅渣临结束前停氮气、开氧枪十秒左右，使存留在炉底的粘稠渣稀释，然后摇炉将其倒掉，炉炉循环往复多次，就可消除这一隐患。

4、修复炉底下沉，最低抢位是关键——冶炼过程中，如果最低抢位操控不好，氧枪频繁地“吃”炉底，就很容易造成炉底下沉。此时为了满足钢水的脱碳需要，就会出现氧枪越追越低，导致最终出现安全隐患，严重威胁正常冶炼！为此，必须班班接班前坚持测量转炉液面高度，做到心中有数，冶炼中严格执行最低抢位界限，或者，采用电器氮氧连锁方式，将吹氧最低枪位安装限位开关。同时，在溅渣完毕提枪时向炉底加料(轻烧白云石)200—400公斤/炉垫炉底。

(二)以下是采用上述方法的一个具体实例。

(1)、补炉材料消耗情况

表1：补炉材料消耗对比表

表中数据可以看出，通过炉龄攻关工作后，几个阶段耐材消耗均呈下降趋势，二月份达到了1.977kg/吨钢，据介绍达到了近10年来的最好水平。

(2)钢铁料消耗情况

如图1所示，钢铁料消耗直接影响钢铁企业的成本，同时也能反应出一个钢铁企业的管理及操作水平。通过炉龄攻关工作，本实验钢铁料消耗由之前的1094kg/t下降到了1072kg/t；平均钢铁料消耗降低了22kg/t。

(3)耐火材料与经济效益核算

如图2所示，通过炉龄攻关工作，耐材企业实现了耐材消耗降低，同时在冶炼操作水平、生产效率、钢铁料消耗以及渣料消耗等均取得了很大的效益，针对钢厂有统计数据，在此仅以钢铁料消耗一项来核算钢厂经济效益。

表2、炉龄攻关直接经济效益对比表

从上表可以看出，在不考虑其余渣料消耗，生产效率提高等各种因素的前提下，光钢铁料消耗一项，可为钢铁企业降低成本超过1亿元/年。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，包括：

一个造渣养炉的步骤：即在炼钢过程中进行造渣的步骤，具体是在炼钢时氧枪向转炉开始纯吹氧时即开始向转炉投放造渣料进行造渣，使整个冶炼过程中逐步生成碱度为2.6—3.6的碱性炉渣，与用碱性耐火材料所砌筑的炉衬不发生化学反应，造渣料采用石灰和轻烧白云石混合料，其中，石灰的加入量是30～65kg/t_钢；轻烧白云石的加入量是15～45kg/t_钢；纯吹氧时，氧枪的氧压为0.65～0.8MPa；供氧强度是2.7～4.3立方米/(分钟·吨)纯吹氧时间为10～14分钟；

一个溅渣护炉的步骤；即在纯吹氧结束后出钢之前倒炉测温时判断钢液是否过氧化，根据钢液是否过氧化进行如下操作：

操作一：若钢液过氧化，则立即向转炉内添加造渣料，待出钢之后用氧枪对转炉进行吹氮溅渣；

操作二：若钢液没有过氧化，则测温结束出钢之后，直接用氧枪对转炉进行吹氮溅渣；

所述操作一和操作二的造渣料均为轻烧白云石，轻烧白云石的加入量为5～10kg/t_钢；吹氮时，氧枪的氮压为0.08～0.13MPa；供氮强度是3～5m³/(min·t)；纯吹氮时间为3～5分钟；

一个留渣垫炉的步骤：即在炼钢结束后停炉时间，将溅渣护炉的步骤中存留的溅渣后的余渣垫平、摊附在转炉的大面或小面上，让余渣逐渐冷却，对大小面中的坑洼处进行填平补齐，实施修复。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，所述的造渣养炉的步骤中，向转炉投放造渣料时，需要在纯吹氧开始后的六分钟之内全部投放完毕，投放方式是分二至三批次投放。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，在出钢时采用一次倒钢方式，一次倒钢率需要大于80％。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，所述溅渣护炉的步骤中，操作一或操作二结束后进行吹氮时，若开吹后30～40秒仍不见起渣，应即刻加入5～10kg/t_钢的轻烧白云石调粘稠渣。

5.根据权利要求1所述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，所述造渣养炉的步骤中，石灰和轻烧白云石的加入量均是30～45kg/t_钢；且加入的石灰和轻烧白云石的质量比为1：1。

6.根据权利要求1所述的一种炼钢用转炉综合护炉方法，其特征在于，所述溅渣护炉的步骤中，所述溅渣护炉的步骤中，吹氮溅渣方式为：将炉体均等分为三个部分，即上部炉帽、中部炉身以及下部熔池；前第一分钟开吹氮气时氧枪枪位在1.8±0.1米，同时让炉温快速冷却，炉温降至1000±50度；第一分钟结束后降枪，枪位下移至0.58±0.1米左右，吹氮1～1.5分钟后，氧枪开始在0.4米—2米区间上下滑动，使得终渣能够自下而上、自上而下地均匀铺展粘附在炉衬砖表面，形成有一定厚度与硬度的溅渣层。