CN105063266A - 一种转炉炼钢方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉炼钢方法，通过采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢和部分的矿石进行转炉炼钢，从而解决了采用废钢造成的成本较高的问题以及彻底避免了废钢中有色金属元素杂质带来的质量问题；从而降低了发生喷溅的几率，同时降低了钢水中的氢含量，提高了成品钢水的质量；既有利于确保获得合适的终点温度，又有利于降低终渣FeO含量；减少了钢水中的非金属夹杂，同时减小了钢水对炉衬的侵蚀损害，提高了炉体寿命；石灰消耗降低了12kg/吨钢左右，比原有石灰添加量减少了25％～30％；将原本作为废弃物堆存的除尘灰中的金属铁高效回收，提高了全系统的金属铁的回收率，产生了显著的经济效益，且保护了环境。

Description

一种转炉炼钢方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种转炉炼钢方法。

背景技术

常规转炉炼钢所用的含铁物料主要是是铁水、废钢和矿石。

废钢的主要作用是平衡热量。目前废钢资源紧张，价格上涨，导致了转炉炼钢的生产成本较高；另外，部分废钢中含有一定量的有色金属元素杂质，例如：金属铜，这些有色金属元素杂质在转炉炼钢过程中是很难除去的，最终大部分遗留在成品钢水中，严重影响了钢水的质量。

因此，如何减少废钢给转炉炼钢带来的消极影响，降低转炉炼钢的生产成本，降低成品钢水中遗留有色金属元素的含量是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种转炉炼钢方法，该方法能够减少废钢给转炉炼钢带来的消极影响，降低转炉炼钢的生产成本，降低成品钢水中遗留有色金属元素的含量，提高成品钢水的质量。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种转炉炼钢方法，先将除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入铁水，控制铁水与除尘灰制还原铁的质量比为(9～11):1，开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1600mm～1700mm，控制开吹后第一批石灰的加入量为16kg/吨钢～35kg/吨钢且一次性加入，得到成品钢水。

优选的，开吹2分钟30秒～3分钟时，将枪位提高100mm～150mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.4％～0.6％的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

优选的，吹炼11分钟50秒～12分钟10秒时，开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.5％～0.7％的除尘灰制还原铁，以调节钢水温度。

优选的，所述除尘灰制还原铁的制备方法为：首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，得到除尘灰制还原铁。

优选的，所述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:50％～60％，CaO:8％～18％，SiO₂:1％～1.2％，MgO:2％～5％。

优选的，所述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为(2.5～3.5):(5.5～6.5):1。

优选的，所述还原焙烧处理的处理温度为1150℃～1220℃，处理时间为16h～18h。

优选的，所述除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:75％～80％，P:0～0.08％，S：0～0.03％，CaO：12％～22％，SiO₂:0～3.5％。

优选的，90％以上的所述除尘灰制还原铁为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁。

优选的，所述还原剂为焦炭粉，所述脱硫剂为石灰粉。

本发明的有益技术效果：

1.本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢进行转炉炼钢，使用量达到了100kg/吨钢，由于除尘灰制还原铁是由除尘灰这种冶金废料资源化回收得到的产物，其成本很低，从而解决了采用废钢进行转炉炼钢造成的成本较高的问题；由于除尘灰制还原铁中基本没有有色金属元素杂质，从而彻底避免了废钢中有色金属元素杂质给成品钢水带来的质量问题。

2.本发明采用除尘灰制还原铁代替部分的矿石进行转炉炼钢，矿石消耗减少了8kg/吨钢左右，占原有矿石总加入量的35％左右，由于除尘灰制还原铁中相对于矿石没有游离水分，从而降低了转炉炼钢过程中发生喷溅的几率，同时降低了钢水中的氢含量，成品钢水中平均氢含量由6.2×10^-6降至5.2×10^-6，比改进前降低了16％左右，提高了成品钢水的质量；既有利于确保获得合适的终点温度，又有利于降低终渣FeO含量；由于除尘灰制还原铁中相对于矿石没有Al₂0₃等对转炉炼钢有害的元素或物质，从而减少了钢水中的非金属夹杂，提高了成品钢水的质量，同时减小了钢水对炉衬的侵蚀损害，提高了转炉的炉体寿命。

3.本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢以及部分的矿石进行转炉炼钢，改善了转炉炼钢冶炼工艺，石灰消耗降低了12kg/吨钢左右，比原有石灰添加量减少了25％～30％。

4.本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢以及部分的矿石进行转炉炼钢，将原本作为废弃物堆存的除尘灰中的金属铁高效回收，提高了全系统的金属铁的回收率，产生了显著的经济效益，且保护了环境。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明提供了一种转炉炼钢方法，先将除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入铁水，控制铁水与除尘灰制还原铁的质量比为(9～11):1，开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1600mm～1700mm，控制开吹后第一批石灰的加入量为16kg/吨钢～35kg/吨钢且一次性加入，其余操作与现有转炉炼钢操作相同，最终得到成品钢水。

因为除尘灰制还原铁的熔点比废钢低，更易熔化，在冶炼前期会吸收更多的热量，造成冶炼前期转炉内升温速度变小，为了避免出现因前期冶炼升温速度变小而造成的溢渣等事故，提高前期升温速度是十分必要的。为此，本发明调整了加料制度，减少前期造渣料的加入量，控制开吹后第一批石灰的加入量为16kg/吨钢～35kg/吨钢且一次性加入，较同等条件下使用废钢时减少40％～50％；同时，调整了枪位控制制度，控制开吹枪位为1600mm～1700mm，较使用废钢炉次低200mm～300mm，从而解决了因大批量使用除尘灰制还原铁而导致的溢渣、喷溅等问题，破解了除尘灰制还原铁批量使用的技术难题。

本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢进行转炉炼钢，使用量达到了100kg/吨钢，由于除尘灰制还原铁是由除尘灰这种冶金废料资源化回收得到的产物，其成本很低，从而解决了采用废钢进行转炉炼钢造成的成本较高的问题；由于除尘灰制还原铁中基本没有有色金属元素杂质，从而彻底避免了废钢中有色金属元素杂质给成品钢水带来的质量问题。

转炉炼钢中加入矿石主要起冷却降温和促进化渣的作用。矿石中除了占主要成分的TFe外，还含有12％左右的Si0₂，6％左右的Al₂0₃以及8％左右的游离水分。如果大量使用矿石，容易导致喷溅、钢中非金属夹杂和氢含量增多以及炉衬侵蚀严重等问题。为此，在本发明的一个实施例中，转炉炼钢过程中，开吹2分钟30秒～3分钟时，将枪位提高100mm～150mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.4％～0.6％的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

进一步的，吹炼11分钟50秒～12分钟10秒时，开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.5％～0.7％的除尘灰制还原铁，以调节后期钢水温度。

除尘灰制还原铁从常温固态转变为高温液态，需要吸收热量，从而起到冷却和降温作用，因此可以代替原本用作降温的矿石；因为除尘灰制还原铁中不含能起氧化作用的氧，使得除尘灰制还原铁不具有促进化渣的作用，无法代替为了增加渣中氧含量而加入的矿石，所以本发明仅在冶炼过程中的前期和后期加入除尘灰制还原铁，以防止前期炉内升温过快和平衡转炉后期温度以达到较为理想的终点要求。

原有工艺中，为了获得较为合适的终点温度，在转炉冶炼后期需要加入3kg/吨钢～5kg/吨钢的矿石用以降温，由于矿石中含有8％左右的游离水分且加入后不到一分钟即炼钢完毕，此时加入的矿石所携带的水分分解后所产生的氢由于时间较短，加之此时炉内碳—氧反应很弱，所以后期加矿石分解产生的氢来不及挥发，基本全部留在了钢水中，增加了钢水中的氢含量。本发明通过采用除尘灰制还原铁代替部分的矿石进行转炉炼钢从而减少了矿石的加入量，减少了矿石带入炉内的水分，相应的减少了钢水中的氢含量。

本发明采用除尘灰制还原铁代替部分的矿石进行转炉炼钢，矿石消耗减少了8kg/吨钢，占原有矿石总加入量的35％左右，由于除尘灰制还原铁中相对于矿石没有游离水分，从而降低了转炉炼钢过程中发生喷溅的几率，同时降低了钢水中的氢含量，成品钢水中平均氢含量由6.2×10^-6降至5.2×10^-6，比改进前降低了16％左右，提高了成品钢水的质量；既有利于确保获得合适的终点温度，又有利于降低终渣FeO含量；由于除尘灰制还原铁中相对于矿石没有Al₂0₃等对转炉炼钢有害的元素或物质，从而减少了钢水中的非金属夹杂，提高了成品钢水的质量，同时减小了钢水对炉衬的侵蚀损害，提高了转炉的炉体寿命。

综上，可见，本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢以及部分的矿石进行转炉炼钢，通过此项改进同时解决或减小了废钢及矿石对转炉炼钢的消极影响，显著地降低了生产成本，提高了成品钢水的质量。

在本发明的一个实施例中，上述除尘灰制还原铁的制备方法为：首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，得到除尘灰制还原铁。

优选的，上述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:50％～60％，CaO:8％～18％，SiO₂:1％～1.2％，MgO:2％～5％。

优选的，上述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为(2.5～3.5):(5.5～6.5):1。

优选的，上述还原焙烧处理的处理温度为1150℃～1220℃，处理时间为16h～18h。

优选的，上述除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:75％～80％，P:0～0.08％，S：0～0.03％，CaO：12％～22％，SiO₂:0～3.5％。

优选的，上述90％以上的所述除尘灰制还原铁为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁。

优选的，还原剂为焦炭粉，脱硫剂为石灰粉。

本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢以及部分的矿石进行转炉炼钢，还改善了转炉炼钢冶炼工艺，石灰消耗降低了12kg/吨钢左右，比原有石灰添加量减少了25％～30％。

本发明采用除尘灰制还原铁代替全部的废钢以及部分的矿石进行转炉炼钢，从而将原本作为废弃物堆存的除尘灰中的金属铁高效回收，提高了全系统的金属铁的回收率，产生了显著的经济效益，且保护了环境。

本发明未详尽说明的原料、方法及装置等均为现有技术。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种转炉炼钢方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

1)首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，控制所述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:50％，CaO:8％，SiO₂:1％，MgO:2％；

控制所述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为3.5:5.5:1；

然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，选择焦炭粉作为还原剂，选择石灰粉作为脱硫剂，控制还原焙烧处理的处理温度为1150℃，处理时间为18h，得到除尘灰制还原铁，除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:75％，P:0.01％，S：0.1％，CaO：12％，SiO₂:0.1％，其中90％的为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁；

2)先将13吨的除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入140吨的铁水，铁水性质数据见表1；开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1700mm，控制开吹后一次性加入的第一批石灰的加入量为20kg/吨钢；

3)开吹3分钟时，将枪位提高至1800mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入600kg的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

4)吹炼12分钟后，开始以10kg/min的加料速度连续性加入700kg的除尘灰制还原铁，以调节钢水温度，其余操作与现有转炉炼钢操作相同，最终得到成品钢水。

生产过程中，未出现溢渣以及喷溅。

实施例2

1)首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，控制所述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:55％，CaO:13％，SiO₂:1.1％，MgO:3.5％；

控制所述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为3:6:1；

然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，选择焦炭粉作为还原剂，选择石灰粉作为脱硫剂，控制还原焙烧处理的处理温度为1185℃，处理时间为17h，得到除尘灰制还原铁，除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:77％，P:0.04％，S：0.15％，CaO：17.5％，SiO₂:1.8％，其中90％的为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁；

2)先将14吨的除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入140吨的铁水，铁水性质数据见表1；开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1630mm，控制开吹后一次性加入的第一批石灰的加入量为33kg/吨钢；

3)开吹2分50秒时，将枪位提高至1750mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入700kg的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

4)吹炼12分05秒时，开始以10kg/min的加料速度连续性加入900kg的除尘灰制还原铁，以调节钢水温度，其余操作与现有转炉炼钢操作相同，最终得到成品钢水。

生产过程中，未出现溢渣以及喷溅。

实施例3

1)首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，控制所述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:60％，CaO:18％，SiO₂:1.2％，MgO:5％；

控制所述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为2.5:6.5:1；

然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，选择焦炭粉作为还原剂，选择石灰粉作为脱硫剂，控制还原焙烧处理的处理温度为1220℃，处理时间为16h，得到除尘灰制还原铁，除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:80％，P:0.08％，S：0.03％，CaO：22％，SiO₂:3.5％，其中96％的为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁；

2)先将14吨的除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入140吨的铁水，铁水性质数据见表1；开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1700mm，控制开吹后一次性加入的第一批石灰的加入量为18kg/吨钢；

3)开吹2分50秒时，将枪位提高至1820mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入600kg的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

4)吹炼11分57秒后，开始以10kg/min的加料速度连续性加入800kg的除尘灰制还原铁，以调节钢水温度，其余操作与现有转炉炼钢操作相同，最终得到成品钢水。

生产过程中，未出现溢渣以及喷溅。

表1实施例所用铁水的性质数据

表2实施例工艺参数对比数据

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种转炉炼钢方法，其特征在于，先将除尘灰制还原铁加入到转炉内，然后兑入铁水，控制铁水与除尘灰制还原铁的质量比为(9～11):1，开始转炉炼钢，控制开吹枪位为1600mm～1700mm，控制开吹后第一批石灰的加入量为16kg/吨钢～35kg/吨钢且一次性加入，得到成品钢水。

2.根据权利要求1所述的转炉炼钢方法，其特征在于，开吹2分钟30秒～3分钟时，将枪位提高100mm～150mm，同时开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.4％～0.6％的除尘灰制还原铁，起冷却作用以防止炉内温度上升太快。

3.根据权利要求2所述的转炉炼钢方法，其特征在于，吹炼11分钟50秒～12分钟10秒时，开始以10kg/min的加料速度连续性加入占所述铁水质量0.5％～0.7％的除尘灰制还原铁，以调节钢水温度。

4.根据权利要求3所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述除尘灰制还原铁的制备方法为：首先称量一定质量的氧化铁皮、除尘灰以及水，然后用混料机混匀，然后上料至压砖模具，用压砖机压制成型得到毛坯，然后将毛坯、还原剂以及脱硫剂混匀后放入耐火罐，进行还原焙烧处理，得到除尘灰制还原铁。

5.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述除尘灰为在转炉炼钢过程中产生的灰尘，包括以下重量百分比的组分：TFe:50％～60％，CaO:8％～18％，SiO₂:1％～1.2％，MgO:2％～5％。

6.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述氧化铁皮、除尘灰以及水的质量比为(2.5～3.5):(5.5～6.5):1。

7.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述还原焙烧处理的处理温度为1150℃～1220℃，处理时间为16h～18h。

8.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述除尘灰制还原铁包括以下重量百分比的组分：TFe:75％～80％，P:0～0.08％，S：0～0.03％，CaO：12％～22％，SiO₂:0～3.5％。

9.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，90％以上的所述除尘灰制还原铁为块度＞50mm的块状还原铁，剩余的为块度≤50mm的颗粒状还原铁。

10.根据权利要求4所述的转炉炼钢方法，其特征在于，所述还原剂为焦炭粉，所述脱硫剂为石灰粉。