CN104711388A - 一种低硅铁水吹炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低硅铁水吹炼方法，属于转炉冶炼技术领域，本方法尤其适用于150t转炉冶炼。当转炉入炉铁水温度高于1350℃时，在转炉兑铁水后、开吹前加入适量高SiO2铁矿石，矿石加入后以低于未加入铁矿石冶炼炉次的枪位开吹；吹炼开始后，当化渣不充分时向炉内加入适量高SiO2铁矿石；吹炼进行至约300s后，向炉内加入适量高SiO2铁矿石，当矿石加入后，转炉有喷溅发生趋势时，降低枪位。本发明提供方法可以在提高脱磷效果的同时获得提高前期化渣效率、减少中期返干、粘枪几率的效果。

Description

一种低硅铁水吹炼方法
技术领域
本发明属于转炉冶炼技术领域，具体涉及一种脱磷率高、化渣效果好、中期反干少、粘枪几率低的低硅铁水吹炼工艺，尤其适用于150t转炉冶炼。
背景技术
为满足降低冶炼成本的需要及高炉低硅铁水冶炼技术的发展成熟，高炉低硅铁水的产出比例逐渐增加，造成转炉入炉铁水硅含量降低。同时，由于近年来国内钢铁工业发展迅速，高品质低磷矿产量逐渐降低且价格居高不下。受产品成本压力的影响，高炉冶炼被迫使用磷含量较高的矿石，因而导致高磷铁水比重日益增加，转炉脱磷压力增加。
受到炉内总体硅含量制约，低硅铁水冶炼渣量的提高受到限制，转炉脱磷能力较弱，易造成转炉终点磷含量不达标。在冶炼成分要求严格的钢种时，更是对转炉入炉铁水的基础硅含量有一定的要求。同时，与正常含硅铁水进行转炉冶炼相比，铁水中硅含量较低时，易造成化渣困难、中期返干、钢液粘枪等问题，严重时会影响生产顺行。即便在炉况较好的大型转炉冶炼低硅铁水的过程中也会出现前期化渣不充分、终渣固态游离CaO偏高(>10%)等问题，不仅浪费石灰而且容易造成炉底上涨。
为转炉提供补充硅源是解决低硅铁水吹炼过程中存在的诸多问题的最为直接的方法。硅铁、河沙、硅石作为补充硅源已有一定的工业实践。但硅铁本身价格昂贵，河沙、硅石成分复杂且融化时间长，都不是作为补充硅源的理想选择。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱磷率高、化渣效果好、中期反干少、粘枪几率低的低硅铁水吹炼方法。
本发明在低硅铁水冶炼过程中添加高SiO2铁矿石作为补充硅源。
本方法包括以下实施步骤：
（1）当转炉入炉铁水温度高于1350℃时，在转炉兑铁水后、开吹前加入适量高SiO2铁矿石用于直接补充铁水硅含量。矿石加入后以低于未加入铁矿石冶炼炉次的枪位开吹。当转炉入炉铁水温度低于1350℃时，开吹前不加入铁矿石。
（2）吹炼开始后，根据炉况，当化渣不充分时向炉内加入适量矿石。矿石加入后降低枪位防止前期喷溅发生。
（3）吹炼进行至约300s后，为防止炉渣出现返干，向炉内加入高SiO2铁矿石。当矿石加入后，转炉有喷溅发生趋势时，在矿石加入后适当降低枪位，防止因炉渣过稀造成的中期炉渣喷溅。
步骤中所述的高SiO2铁矿石成分（质量分数）指标：TFe>50%，SiO2>15%，P<0.08%。矿石粒度8～40mm。
步骤（1）中所述开吹前加入高SiO2铁矿石量为500-1000kg。开吹枪位降低值为100-250mm。
步骤（2）中所述矿石加入总量为300-400kg，矿石加入后枪位降低值为100-220mm。
步骤（3）中所述矿石分多批加入且单批加入量为200-550kg，矿石加入后枪位降低值为60-200mm。为控制吹炼中期喷溅的发生，中期矿石的单批次加入量应尽量控制在200-450kg，当矿石加入量超过450kg，应增加枪位降低值以维持炉况稳定。
当铁水硅含量每需提高0.1%（质量分数），高SiO2铁矿石的加入量按150kg计算。
本发明具有以下有益效果：高SiO2铁矿石相对硅铁合金价格低廉，相对河沙、硅石成分简单且融化时间短。利用矿石中同时具有高含量SiO2、Fe2O3的特点实现前期快速化渣，缓解中期返干。矿石加入后，补充炉渣中SiO2总量，缓解吹炼中期铁水硅不足引起的中期易返干、钢液易粘枪问题。通过补充炉渣中SiO2总量，可以降低冶炼过程中炉渣碱度，改善化渣效果，提高炉渣流动性，为转炉脱磷提供良好的动力学条件。终点炉渣的碱度降低可以减少炉渣中游离固态CaO量，缓解炉底上涨。炉渣SiO2总量的增加可以在合理炉渣碱度范围内有效提高炉渣渣量，提高转炉脱磷效果。
附图说明
图1为方法实施实例中枪位控制图，图中下方带有箭头的数字为在该时刻加入矿石的量。
图2为实施例中终渣物相图，其中A: Ca2FeO3、B: Ca3SiO5。
图3为实施例中终渣物相图，其中A: Ca2FeO3、B: Ca3SiO5、C:CaFe2O3。
具体实施方式：
实施例1
150吨转炉冶炼过程，铁水温度为1312℃，铁水硅含量0.35%（质量分数），铁水磷含量0.14%（质量分数）。冶炼钢种成品磷含量要求<0.02%（质量分数）。
转炉入炉铁水温度较低，开吹前未加入铁矿石。
转炉在吹炼前期至60s时加入头批高SiO2铁矿石336kg以促进化渣，加入矿石后，枪位由2210mm降低至1990mm，降低220mm，防止矿石加入后炉渣FeO含量过高造成前期喷溅。
吹炼至474秒时加入426kg矿石防止炉渣过度返干。
吹炼至520秒及572秒分别加入了424kg、534kg矿石以防止中期反干和钢液粘枪等问题。矿石加入造成渣中FeO含量过高，流动性增强使喷溅发生几率增大，采取了降低枪位操作，枪位分别降低100mm、170mm，避免了喷溅的发生。
扫描电镜分析结果显示，该炉次终点炉渣化渣充分。该炉次转炉吹炼终点P含量0.011%，脱磷率92.1%。转炉未采用矿石炉次的终点磷含量平均值0.014%，平均脱磷率为88.5%。采用高SiO2铁矿石后，转炉脱磷率明显提高。
实施例2
150吨转炉冶炼过程，铁水温度为1362℃，铁水硅含量0.35%（质量分数），铁水磷含量0.14%（质量分数）。冶炼钢种成品磷含量要求<0.02%（质量分数）。
转炉入炉铁水高于1350℃，开吹前加入672kg铁矿石，加入铁矿石之后枪位降低120mm。
转炉在吹炼前期至70s时加入头批高SiO2铁矿石360kg以促进化渣，加入矿石后，枪位由2210mm降低至1990mm，降低220mm，防止矿石加入后炉渣FeO含量过高造成前期喷溅。
吹炼至467秒时加入412kg矿石防止炉渣过度返干，枪位降低100mm。
吹炼至513秒及562秒分别加入了410kg、514kg矿石以防止中期反干和钢液粘枪等问题。矿石加入造成渣中FeO含量过高，流动性增强使喷溅发生几率增大，采取了降低枪位操作，枪位分别降低100mm、160mm，避免了喷溅的发生。
扫描电镜分析结果显示，该炉次终点炉渣化渣充分。该炉次转炉吹炼终点P含量0.011%，脱磷率92.71%。
实施例3
150吨转炉冶炼过程，铁水温度为1375℃，铁水硅含量0.36%（质量分数），铁水磷含量0.15%（质量分数）。冶炼钢种成品磷含量要求<0.02%（质量分数）。
转炉入炉铁水高于1350℃，开吹前加入850kg铁矿石，加入铁矿石之后枪位降低200mm。
转炉在吹炼前期至60s时加入头批高SiO2铁矿石310kg以促进化渣，加入矿石后，枪位由2210mm降低至2080mm，降低130mm，防止矿石加入后炉渣FeO含量过高造成前期喷溅。
吹炼至470秒时加入405kg矿石防止炉渣过度返干，枪位降低100mm。
吹炼至516秒及566秒分别加入了419kg、527kg矿石以防止中期反干和钢液粘枪等问题。矿石加入造成渣中FeO含量过高，流动性增强使喷溅发生几率增大，采取了降低枪位操作，枪位分别降低100mm、170mm，避免了喷溅的发生。
扫描电镜分析结果显示，该炉次终点炉渣化渣充分。该炉次转炉吹炼终点P含量0.009%，脱磷率94.0%。
实施例4
150吨转炉冶炼过程，铁水温度为1322℃，铁水硅含量0.36%（质量分数），铁水磷含量0.14%（质量分数）。冶炼钢种成品磷含量要求<0.02%（质量分数）。
吹炼进行至426s、464s分别加入矿石444kg、446kg用于加入缓解炉渣返干。矿石加入后，炉况稳定，未调整枪位。吹炼至502s时加入矿石538kg，矿石加入后造成炉渣过稀，降低枪位130mm，防止喷溅发生。
扫描电镜分析结果显示，该炉次终点炉渣化渣充分。该炉次转炉吹炼终点P含量0.014%，脱磷率90.1%。
实施例5
150吨转炉冶炼过程，铁水温度为1308℃，铁水硅含量0.36%（质量分数），铁水磷含量0.15%（质量分数）。冶炼钢种成品磷含量要求<0.02%（质量分数）。
在吹炼至498秒时加入头批高SiO2铁矿石448kg，于540秒、602秒时加入第二、三批次高SiO2铁矿石546、451kg，之后因炉渣过稀，分别降低氧枪60mm、100mm。
扫描电镜分析结果显示，该炉次终点炉渣化渣充分。该炉次转炉吹炼终点P含量0.014%，脱磷率90.5%。
表1显示了6实例炉次冶炼效果。6炉次终点磷含量均值0.0123%，脱磷率均值91.5%，均较未采用高SiO2铁矿石时有较大提高。
表1 其余实例炉次冶炼效果

Claims (10)

1.一种低硅铁水吹炼方法，其特征在于在开吹前、吹炼前期、吹炼中期的一个步骤或多个步骤中加入高SiO2铁矿石；所述高SiO2铁矿石添加后视冶炼炉况调整枪位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）吹炼开始后，向炉内加入300-400kg高SiO2铁矿石，当矿石加入后降低枪位；
（2）吹炼进行300s后，向炉内分多批加入高SiO2铁矿石且单批加入量为200-550kg，当矿石加入后，降低枪位。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于包括以下步骤：
 （1）当转炉入炉铁水温度高于1350℃时，在转炉兑铁水后、开吹前加入500-1000kg高SiO2铁矿石，矿石加入后以低于未加入铁矿石冶炼炉次的枪位开吹；
（2）吹炼开始后，向炉内加入300-400kg高SiO2铁矿石，当矿石加入后降低枪位；
（3）吹炼进行300s后，向炉内分多批加入高SiO2铁矿石且单批加入量为200-550kg，当矿石加入后，降低枪位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（1）中开吹枪位降低值为100-250mm。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（2）中枪位降低值为100-220mm。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（3）中枪位降低值为60-200mm。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤（3）中矿石的单批次加入量为200-450kg。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：矿石加入总量按照铁水硅含量每需提高0.1%（质量分数）加入高SiO2铁矿石150kg计算。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在转炉吹炼结束前1min停止加入矿石。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述高SiO2铁矿石成分指标（质量分数）为：TFe>50%，SiO2>15%，P<0.08%；粒度为8-40mm。
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