CN104073589B

CN104073589B - 一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法

Info

Publication number: CN104073589B
Application number: CN201410339402.4A
Authority: CN
Inventors: 雷辉; 李利刚; 聂绍刚; 王二军; 吴胜; 姚恩学; 李盛
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2034-07-16
Also published as: CN104073589A

Abstract

本发明公开了一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，该方法包括以下步骤：在转炉吹炼结束出钢后，对每炉进行留渣操作；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，在留渣操作的步骤中，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的低枪位吹氮气进行混匀。根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，能够有效地控制炉底上涨，提高转炉炉龄，并且减少补炉的炉次和补炉的消耗，降低转炉耐材的消耗和渣料的消耗，从而降低运行成本。

Description

一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法。

背景技术

转炉炉龄是一个综合性的技术指标，反映了一个企业的技术管理水平，提高转炉炉龄一直是冶金工作者追求的目标。近年来，由于对炉衬材质的改善和对工艺操作的改进，特别是对在热状态下的护炉技术的研究与开发，使转炉炉龄有了显著提高，并且通过减少炉衬耐材的消耗有效地降低了成本。由于钒钛磁铁矿(例如，攀枝花钒钛磁铁矿)的资源特点，铁水中含有V、Ti等元素，铁水经提钒后形成三低一高(即，C低、温度低、Si低和S高)的“半钢”，“半钢”再进入炼钢转炉进行冶炼。因为热源不足，冶炼困难，所以形成了中国乃至世界颇具特色的“半钢”冶炼模式。

目前的半钢炼钢复吹转炉维护一般采用溅渣及留渣的方式。然而，在这种操作模式下，转炉炉底的侵蚀发生得较快，需要时常进行炉底的扣补。同时，炼钢转炉可能出现不同程度的炉底上涨，其平均厚度约为1500mm，进而造成钢水液面上升，热反应区上移，炉身浸蚀加剧，特别是耳轴区域，并且炉底的上涨可能呈现出不均匀的现象，从而导致炉底变形。为此，需要进行清洗炉底的工作，然而其实际效果并不理想，主要表现在洗炉时氧气对炉身，特别是对耳轴区域的溅渣层冲刷较大，炉底上涨的问题未得到根本的解决，影响了生产节奏的控制，并且投入了大量补炉材料，提高了运行的成本。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，使用该方法能够有效地控制炉底上涨并且节约成本。

根据本发明，一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法包括以下步骤：在转炉吹炼结束出钢后，对每炉进行留渣操作；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，在留渣操作的步骤中，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的低枪位吹氮气进行混匀。

根据本发明的一方面，可控制终渣温度比出钢温度高10℃～20℃。

根据本发明的一方面，可控制终渣碱度为3.0～4.0。

根据本发明的一方面，可控制终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的8wt％～12wt％。

优选地，可控制终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的9wt％～11wt％。

根据本发明的一方面，在留渣操作的步骤中，可控制留渣量为0.5kg/t_钢～2kg/t_钢。

根据本发明的一方面，所述方法还可以包括：在出钢前可进行调渣，对于基于钢的总重量计的终点碳含量≥0.08wt％的炉次，可以不进行调渣直接出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量在0.03％≤C＜0.08wt％的范围内的炉次，可以根据终点渣态进行调渣后再出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量＜0.03wt％的炉次，在转炉吹炼结束时加入不超过5kg/t_钢的含碳材料(例如，无烟煤)，可以根据终点渣态进行调渣后再出钢，其中，对所有的调渣炉次可以静置1分钟以上。

因此，根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，能够有效地控制炉底上涨，提高转炉炉龄，并且减少补炉的炉次和补炉的消耗，降低转炉耐材的消耗和渣料的消耗，从而降低运行成本。

附图说明

图1是示出了使用根据本发明的示例性实施例的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法的补炉情况的图。

图2是示出了使用根据本发明的示例性实施例的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法的渣料消耗情况的图。

具体实施方式

本发明提供了一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法。根据本发明，半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法包括对留渣方式的控制以及对终渣的控制。

具体地讲，现有技术的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护一般采用在出钢之后对部分炉留渣而对部分炉倒渣的方式，例如，基于入炉的钢的总重量计，凡是入炉的P含量大于或等于0.1wt％的炉次不得留渣，下一炉冶炼低S钢种(S≤0.01wt％)、镗孔、补炉和测枪的炉次不得留渣。然而，炉底上涨并不是因为连续几个炉次的操作不当造成的，往往一炉的操作不当都会造成炉底上涨(有时只是不注意而已)。另外，在现有技术中，在留渣后进行兑铁时必须加入白灰进行混合，以调整渣态和碱度，并且使渣保持干燥，以防止兑铁时由于渣过稀而造成喷溅，从而确保生产安全，加入白灰的操作会延长生产时间2～3分钟。本申请的发明人经研究发现，由于白灰加入的不均匀会导致炉底上涨的不均匀，炉底的某一侧会上涨过快而明显超过炉底其他部分的上涨，从而导致炉底变形。对此，根据本发明，在转炉吹炼结束出钢后，对每炉进行留渣操作；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，在留渣操作的步骤中，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的低枪位(例如，氧枪的枪位的下限)吹氮气进行混匀。通过改变留渣方式以及白灰的混匀方式，不仅可以有效地控制炉底上涨，还可以消除炉底上涨不均衡的现象，并且通过改变白灰的混匀方式使转炉炉底得到控制，钢铁料消耗稳步下降。

另外，根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法还可以包括在出钢前进行全部或部分的调渣，对于基于钢的总重量计的终点碳含量≥0.08wt％的炉次，可以不进行调渣直接出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量在0.03％≤C＜0.08wt％的范围内的炉次，可以根据终点渣态进行调渣后再出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量＜0.03wt％的炉次，在转炉吹炼结束时加入不超过5kg/t_钢的含碳材料(例如，无烟煤)，可以根据终点渣态进行调渣后再出钢，其中，对所有的调渣炉次可以静置1分钟以上。由于终点碳含量不同，导致钢渣的氧化性差别较大，为了控制钢渣的氧化性，可以采用含碳材料脱氧。此外，静置一段时间是为了使反应充分并确保安全性。

此外，根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法还包括对终渣的控制。

详细地讲，因为溅渣护炉技术的应用，所以对冶炼终渣提出了更高的要求，要求炉渣除具有脱硫、脱磷的功能外，还应具备经受冶炼过程中不同时期的钢水和炉渣的侵蚀的能力，以保护炉衬。因此，溅渣层必须具备一定的耐火度和粘度。影响终渣耐火度的主要组分是碱度(CaO/SiO₂)、MgO和FeO，这些因素取决于冶炼条件和钢种。在炉渣组分确定以后，影响炉渣粘度的主要因素是温度。因此，终渣控制的内容包括控制温度和化学成分等。

更具体地讲，对于吹炼终渣的控制包括对于出钢温度的控制，终渣温度取决于出钢温度，要求其以满足浇注生产的需要为前提。但是，在条件允许的情况下，应适当降低终渣温度(出钢温度)，这是因为如果终渣温度过高，则导致炉渣的过热度高、渣稀和流动性好，从而不利于溅渣。为保证溅渣的效果，需要适当地延长溅渣时间。另外，如果终渣的温度过高，则低熔点的溅渣层容易熔化脱落，尤其是对于FeO含量较高的溅渣层。通常，出钢温度为1680℃～1700℃，则控制终渣温度比出钢温度高10℃～20℃。

此外，从溅渣护炉的角度分析，虽然较高的碱度会使转炉终渣中的C₂S与C₃S的重量之和可以达到基于终渣总重量计的70wt％～75wt％，这些化合物都是高熔点物质，对于提高溅渣层的耐火度有利，但是，碱度过高、冶炼过程不易控制和容易反干都会影响脱磷和脱硫的效果，并且造成原材料的浪费，还容易造成炉底上涨。另外，合适的终渣碱度会使炉渣具有一定的流动性，从而可以有效地控制炉底上涨，而炉底上涨一般出现在溅渣后的余渣不具备流动性而在倒炉时呈团滚动的炉次，该症状是炉渣碱度过高或终渣未化透的表现。因此，将终渣碱度从现有技术的4.0～6.0降低至3.0～4.0，最好不要超过3.2。

另外，控制吹炼终渣还包括对MgO含量的控制。氧化铁与氧化钙所形成的化合物为低熔点物质，氧化铁和氧化锰等组成的物质的RO相融点也较低。但是，MgO与FeO可以形成连续的固熔体，当FeO的含量达到50％时，该固熔体的熔点仍高于1800℃。MgO与Fe₂O₃能反应生成铁酸镁，该化合物又能与MgO反应生成固熔体，其都为耐高温物质，即使当Fe₂O₃的含量达到70％时，其熔点也在1800℃以上。如果MgO的含量低，则氧化铁与氧化钙生成低熔点的铁酸钙。因此，必须保持一定的MgO含量，控制吹炼的终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的8wt％～12wt％，优选地，控制终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的9wt％～11wt％。另外，在同样的温度、碱度和MgO含量的条件下，如果氧化铁的含量低，则渣的粘度大且起渣快，从而可以减少溅渣时间，并且不影响溅渣的效果。

此外，在溅渣护炉工艺中，转炉留渣量决定了溅渣层的厚度，并且是对于溅渣护炉十分重要的工艺参数。合理的留渣量一方面要保证炉渣在炉衬表面形成10mm～20mm厚的溅渣层；另一方面，随着炉内的留渣量的增加，炉渣的可溅性增强，对溅渣操作有利。根据溅渣护炉动力学研究，转炉上部的溅渣主要依靠氮气射流对熔池炉渣的溅射而获得。如果渣量少，则渣层过薄，气流易于穿透渣层，从而削弱气流对于渣层的乳化和破碎作用，不利于转炉上部溅渣。相反，如果转炉留渣量过大，则在溶池内容易形成浪涌，同样不利于转炉上部溅渣。此外，即使强化了转炉上部溅渣的效果，也往往造成炉口粘渣变小，影响正常的冶炼操作。因此，在留渣操作的步骤中，控制留渣量为0.5kg/t_钢～2kg/t_钢。

下面将参照附图和实施例来详细说明根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，但并不以任何方式限制本发明的范围。

图1是示出了使用根据本发明的示例性实施例的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法的补炉情况的图。图2是示出了使用根据本发明的示例性实施例的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法的渣料消耗情况的图。

实施例1：

使用根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，用120吨复吹转炉炼Q235G钢，其中，出钢温度为1680℃，控制终渣温度为1700℃，控制终渣碱度为3.5，控制终渣中的MgO含量为基于终渣的总重量计的10wt％，对每炉进行留渣操作，控制留渣量为2kg/t_钢，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的低枪位吹氮气混匀，然后通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉。参照图1，采用根据本发明的实施例1的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法后，炉体维护从现有技术的依靠补炉为主转变为依靠操作护炉为主，补炉的消耗显著降低，从而可降低成本。

实施例2：

使用根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，用120吨复吹转炉炼P510L钢，其中，出钢温度为1700℃，控制终渣温度为1710℃，控制终渣碱度为3.2，控制终渣中的MgO含量为基于终渣的总重量计的11wt％，对每炉进行留渣操作，控制留渣量为1.5kg/t_钢，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的低枪位吹氮气混匀，然后通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉。如图2所示，采用根据本发明的实施例2的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法后，能够适当减少下一炉的冶炼渣料的投入，因此可以使每月的渣料消耗呈现下降的趋势，从而可节约成本。

因此，根据本发明的半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，能够有效地控制炉底上涨，提高转炉炉龄，大幅减少补炉的炉次和补炉的消耗，显著减少例如石灰、白云石等渣料的消耗和炼钢渣量，渣量的减少可以降低钢铁料的消耗。

上面虽然结合实施例对本发明的实施方式做了详细的说明，但是，本发明并不限于上述实施方式，本发明所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，在权利要求保护范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。

Claims

1.一种半钢炼钢复吹转炉的炉底维护的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在转炉吹炼结束出钢后，对每炉进行留渣操作；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，在留渣操作的步骤中，采用氧枪的高枪位将白灰平铺在渣表面后，使用氧枪的枪位的下限吹氮气进行混匀，

其中，在出钢前，对于基于钢的总重量计的终点碳含量≥0.08wt％的炉次，不进行调渣直接出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量在0.03％≤C＜0.08wt％的范围内的炉次，根据终点渣态进行调渣后再出钢；对于基于钢的总重量计的终点碳含量＜0.03wt％的炉次，在转炉吹炼结束时加入不超过5kg/t_钢的含碳材料，根据终点渣态进行调渣后再出钢，其中，对所有的调渣炉次静置1分钟以上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制终渣温度比出钢温度高10℃～20℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制终渣碱度为3.0～4.0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的8wt％～12wt％。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制终渣中的MgO的含量为基于终渣的总重量计的9wt％～11wt％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在留渣操作的步骤中，控制留渣量为0.5kg/t_钢～2kg/t_钢。