CN105177216B - 一种判断转炉双渣提枪时机的方法 - Google Patents
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Abstract
一种判断转炉双渣提枪时机的方法，属于转炉炼钢操作方法技术领域，用于准确判断转炉双渣提枪时机。其技术方案是：利用转炉烟气分析设备中的一氧化碳曲线确定熔池温度，并作为双渣提枪时机的判定依据，在烟气分析设备显示CO浓度达到22‑28%区间时，提枪进行双渣操作。本发明具有能够准确判断熔池温度从而准确判断双渣提枪时机的特点，避免了双渣提枪后由于熔池温度低、石灰难以熔化、渣铁无法分离及熔池温度过高熔池碳剧烈反应造成炉渣泡沫化严重、倒炉困难等问题。本发明是转炉炼钢方法中的创新，对于判断转炉双渣提枪时机特别有效，解决了长期困扰各个钢铁企业的没有解决的难题，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种判断转炉双渣提枪时机的方法，属于转炉炼钢操作方法技术领域。
背景技术
转炉双渣作为一种处理硅高铁水，降低炼钢成本的工艺被普遍采用。铁水硅超过0.7%以后转炉发生爆发性喷溅的几率大幅度增加，钢铁料消耗等各项消耗指标明显恶化，通过双渣可降低渣量，降低喷溅风险。对于铁水硅低的常规铁水，部分工厂采用留渣双渣生产方式以降低生产成本。
转炉双渣操作即将吹炼前期碱度控制到1.3-1.8之间，采用合适的供氧制度，待转炉熔池温度升高到1330-1360℃之间时，提枪倒掉部分低碱度炉渣，从新加入石灰等造渣料吹炼至终点。由于吹炼前期转炉熔池的条件较为复杂，选择合适的提枪时机对双渣工艺非常重要。双渣的提枪时间主要取决于熔池温度，温度在1330-1360℃之间，硅氧化基本结束的同时碳含量开始参与反应，改善了熔池的动力学条件，此时提枪可提高成功率。提枪过早熔池温度低，石灰难以熔化，渣铁无法分离；提枪过晚熔池碳剧烈反应造成炉渣泡沫化严重，倒炉困难。
目前，部分钢厂采用静态计算熔池温度的方法判定提枪时机，即通过热平衡计算熔池温度达到目标温度就提枪倒渣。但是由于吹炼前期熔池反应的复杂性及铁水等原料条件的变化，成功率不高；部分钢厂采用人工观察炉口火焰变化判定提枪时机，凭人的经验判断偏差较大。迄今为止，还没有特别有效的方法判断转炉双渣提枪时机，准确判断转炉双渣提枪时机成为困扰各个钢铁企业的难题，有待于专业技术人员和工人加以解决。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种判断转炉双渣提枪时机的方法，这种方法可以准确判断转炉双渣提枪时机，避免提前提枪或过晚提枪造成的问题。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种判断转炉双渣提枪时机的方法，首先，根据静态模型计算设定加入石灰，轻烧白云石，矿石等造渣料并设定氧枪枪位及氧气流量；然后，采用转炉烟气分析设备检测转炉吹炼过程中各种气体浓度并绘制实时曲线图；其改进之处是，利用转炉烟气分析设备中的一氧化碳曲线确定熔池温度，并作为双渣提枪时机的判定依据，在烟气分析设备显示CO浓度达到22-28%区间时，提枪进行双渣操作。
上述判断转炉双渣提枪时机的方法，所述转炉烟气分析设备分析时间10秒钟，，滞后时间不影响结果判定。
上述判断转炉双渣提枪时机的方法，所述转炉烟气分析设备为转炉LOMAS烟气分析系统，转炉LOMAS烟气分析系统中的CO浓度达到22-28%区间时，转炉熔池温度范围为1330-1360℃。
本发明的有益效果是：
本发明通过使用转炉LOMAS烟气分析系统中的CO曲线判断熔池温度，从而实现在转炉熔池温度1330-1360℃之间提枪造双渣，确保了提枪时机的准确。
本发明具有能够准确判断熔池温度从而准确判断双渣提枪时机的特点，避免了双渣提枪后由于熔池温度低、石灰难以熔化、渣铁无法分离及熔池温度过高熔池碳剧烈反应造成炉渣泡沫化严重、倒炉困难等问题。
本发明提出了一种新的准确判断转炉双渣提枪时机的方法，是转炉炼钢方法中的创新，对于判断转炉双渣提枪时机特别有效，解决了长期困扰各个钢铁企业的没有解决的难题，具有显著的经济效益。
具体实施方式
在转炉生产中，需要利用转炉烟气分析设备检测转炉吹炼过程中各种气体浓度并绘制实时曲线图，其中转炉烟气分析设备气体分析-测量成分和范围如下：
CO 0- 85 Vol.%
CO2 0- 40 Vol.%
O2 0- 25 Vol.%
H2 0- 10 Vol.%
在转炉熔池中碳按照如下反应进行，[C]+1/2（O2）=（CO）↑
该反应的吉普斯自由能变化与温度的关系式如下：
△G0=-22168-38.386T（J/mol）
在冶炼过程中，随着温度的升高，熔池中的碳开始逐步参与反应，理论上熔池温度达到1400-1450℃时，熔池中的碳开始大量发生反应，烟气中CO浓度迅速升高。氧枪反应区温度在2000℃以上，反应区碳提前参与反应，因此实际工况下，转炉熔池碳开始大量发生反应的温度区间为1330-1360℃之间。转炉熔池温度1330-1360℃之间时，熔池碳反应产生的CO气体使炉渣熔化良好且石灰等渣料能够熔化，为双渣提枪的良好时机。
基于以上论述，转炉吹炼前期熔池温度和烟气CO浓度有较好的对应关系，利用烟气CO浓度曲线可准确判定转炉熔池温度，CO曲线可以作为双渣提枪时机的判定依据。
本发明的判断转炉双渣提枪时机的方法，采取以下步骤进行：
A．根据静态模型计算设定加入石灰，轻烧白云石，矿石等造渣料并设定氧枪枪位及氧气流量；
B．采用转炉烟气分析设备检测转炉吹炼过程中各种气体浓度并绘制实时曲线图；
C．在烟气分析设备显示CO浓度达到22-28%区间时，提枪进行双渣操作。
在本发明的方法中，转炉烟气分析设备分析时间10秒钟，，滞后时间不影响结果判定。
在本发明的方法中，转炉烟气分析设备为转炉LOMAS烟气分析系统，转炉LOMAS烟气分析系统中的CO浓度达到22-28%区间时，转炉熔池温度范围为1330-1360℃。
本发明的几个实施例如下：
实施例1
100吨转炉双渣冶炼，入炉条件：铁水 C 4.23%，Si 0.76%，P 0.133%， Ti 0.018%，铁水温度1320℃。铁水重量105.3吨，废钢重量为15.2吨。
双渣目标碱度目标1.4，温度目标1345℃的吹炼目标；通过计算，石灰加入量1.2吨，石灰石加入量1.1吨，矿石加入量2.9吨；供氧强度为3.0m3/（min·t钢），枪位2.9 m。
转炉吹氧量达到14.2%时，烟气分析系统显示CO浓度开始升高，吹氧量达到23.3%时CO浓度达到27%，提枪造双渣。实测熔池温度1355℃，炉渣熔化良好，倒炉、倒渣顺利。
实施例2
100吨转炉双渣冶炼，入炉条件：铁水 C 4.31%，Si 0.84%，P 0.127%， Ti 0.138%，铁水温度1337℃。铁水重量102.3吨，废钢重量为8.3吨。
双渣目标碱度目标1.4，温度目标1345℃的吹炼目标；通过计算，石灰加入量1.4吨，石灰石加入量1.2吨，矿石加入量3.4吨；供氧强度为2.9m3/（min·t钢），枪位2.7 m。
转炉吹氧量达到14.6%时，烟气分析系统显示CO浓度开始升高，吹氧量达到20.8%时CO浓度达到23%，提枪造双渣。实测熔池温度1340℃，炉渣熔化良好，倒炉、倒渣顺利。
实施例3
100吨转炉双渣冶炼，入炉条件：铁水 C 4.26%，Si 0.89%，P 0.127%， Ti 0.155%，铁水温度1401℃。铁水重量102.3吨，废钢重量为11.6吨。
双渣目标碱度目标1.8，温度目标1345℃的吹炼目标；通过计算，石灰加入量2.6吨，石灰石加入量1.4吨，矿石加入量3.2吨；供氧强度为2.9m3/（min·t钢），枪位2.7 m。
转炉吹氧量达到17.6%时，烟气分析系统显示CO浓度开始升高，吹氧量达到27.9%时CO浓度达到25.36%，提枪造双渣。实测熔池温度1346℃，炉渣熔化良好，倒炉、倒渣顺利。
实施例4
100吨转炉双渣冶炼，入炉条件：铁水 C 4.26%，Si 0.55%，P 0.127%， Ti 0.155%，铁水温度1401℃。铁水重量110.3吨，全铁冶炼未使用废钢。
双渣目标碱度目标1.4，温度目标1345℃的吹炼目标；通过计算，石灰加入量1.4吨，石灰石加入量1.3吨，矿石加入量3.9吨；供氧强度为2.9m3/（min·t钢），枪位2.7 m。
转炉吹氧量达到15.6%时，烟气分析系统显示CO浓度开始升高，吹氧量达到23.8%时CO浓度达到23.89%，提枪造双渣。实测熔池温度1350℃，炉渣熔化良好，倒炉、倒渣顺利。
实施例5
100吨转炉采用留渣双渣操作，留渣量预估3.5吨。入炉条件：铁水 C 4.23%，Si0.45%，P 0.123%， Ti 0.050%， 铁水温度1331℃。铁水重量104.8吨，废钢重量为13.6吨。
双渣目标碱度目标1.4，温度目标1345℃的吹炼目标；通过计算，石灰加入量1.0吨，石灰石加入量0.7吨，矿石加入量1.9吨；供氧强度为2.9m3/（min·t钢），枪位2.7 m。
转炉吹氧量达到17.1%时，烟气分析系统显示CO浓度开始升高，吹氧量达到26.4%时CO浓度达到24.6%，提枪造双渣。实测熔池温度1352℃，炉渣熔化良好，倒炉、倒渣顺利。
从以上实施例可以看出，本发明所描述的判断双渣提枪时机的方法在铁水及废钢条件变化、全铁冶炼、留渣双渣作业等各种条件下均能较为准确的判断熔池温度，确保了顺利摇炉倒渣，双渣拉碳后炉渣较好的熔化状态。
Claims (2)
1.一种判断转炉双渣提枪时机的方法，首先，根据静态模型计算设定加入石灰，轻烧白云石，矿石造渣料并设定氧枪枪位及氧气流量；然后，采用转炉烟气分析设备检测转炉吹炼过程中各种气体浓度并绘制实时曲线图，其特征在于：利用转炉烟气分析设备中的一氧化碳曲线确定熔池温度，并作为双渣提枪时机的判定依据，在烟气分析设备显示CO浓度达到22-28%区间时，提枪进行双渣操作；所述转炉烟气分析设备为转炉LOMAS烟气分析系统，转炉LOMAS烟气分析系统中的CO浓度达到22-28%区间时，转炉熔池温度范围为1330-1360℃。
2.根据权利要求1所述的判断转炉双渣提枪时机的方法，其特征在于：所述转炉烟气分析设备分析时间10秒钟，滞后时间不影响结果判定。
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