CN105296702A

CN105296702A - 提高半钢炼钢Si合金收得率的方法

Info

Publication number: CN105296702A
Application number: CN201510750496.9A
Authority: CN
Inventors: 陈路; 曾建华; 陈均; 梁新腾; 张彦恒; 黄德胜
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明公开了一种能够对转炉炼钢出钢过程中前期渣、出钢过程漩涡效应渣、后期渣，进行有效挡渣降低下渣量的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法。该方法，包括步骤：A、首先在转炉的出钢口设置闸阀；B、转炉冶炼时，控制闸阀使得出钢口处于开启状态；C、转炉冶炼结束，控制闸阀使得转炉在倾动过程中，在转炉内的钢水淹没出钢口之前出钢口一直处于关闭状态；D、当转炉倾动到转炉内的钢水淹没出钢口，控制闸阀开启；且转炉倾动到出钢口竖直向下；E、当出钢口的AMEPA系统检测到熔渣时，控制闸阀关闭；F、然后，控制转炉按照步骤C中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀开启。采用该方法能够减少下渣量，提高Si合金的收得率。

Description

提高半钢炼钢Si合金收得率的方法

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其是一种提高半钢炼钢Si合金收得率的方法。

背景技术

公知的：半钢炼钢Si合金收得率与终点的氧活度有关，氧活度越高Si合金被氧化的量越多，Si合金收得率越低，反之亦然。因此常用的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，均通过降低终点的氧活度，从而避免过多的Si合金被氧化，减少Si合金的氧化量，实现提高Si合金的收得率。

例如中国专利公开号CN103993124A公开的一种提高半钢炼钢Si合金收得率的方法；该方法包括在转炉中兑入半钢后加入造渣材料进行转炉冶炼，然后进行转炉冶炼终点控制并出钢，在出钢过程中，加入硅铁对所述半钢进行增硅，所述造渣材料包括硅铁、活性石灰和高镁石灰，所述造渣材料的加入量使得炉渣碱度为3-4，所述造渣材料中硅铁的加入量为4-6kg/吨钢。采用本发明提供的方法，能够实现高拉碳出钢、有效降低终点氧活度，从而有效提高Si合金收得率。

然而转炉冶炼在吹炼结束后，下一步就是出钢操作，由于钢渣的密度小于钢水，它会漂浮于钢水之上，转炉出钢时的下渣包括三阶段，即前期渣、出钢过程漩涡效应渣、后期渣。

(1)前期渣：转炉倾动至平均20°～35°出前期渣，钢水液面漫过出钢口实现出钢，但是液面漫过出钢口之前，钢渣面先到达出钢口，从出钢口流出进入钢包内，此过程下渣量占总渣量的20％～30％。

(2)出钢过程漩涡效应渣：钢水液面高过出钢口开始出钢后，由于钢液流速及钢液深度的关系而产生漩涡，漩涡现象将液面上的钢渣吸入钢流中导致下渣，该过程下渣量大约占总渣量的30％。

(3)后期出渣：出钢末期，转炉内钢水量很少，当转炉内的钢水几乎全部流出，剩余大量的钢渣时，流出的钢水几乎全部是钢渣，发现大量下渣时，摇炉工会立即将转炉摇起结束出钢，此过程的出渣量大约占总出渣量的40％～50％。

由于转炉出钢过程中不可避免下渣，渣中含有氧化物，Si合金加入时会有部分被钢水和渣中氧化物氧化。因此下渣量越大，加入的Si合金被渣中的氧化物氧化的越多；从而导致Si合金收得率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对转炉炼钢出钢过程中前期渣、出钢过程漩涡效应渣、后期渣进行有效挡渣降低下渣量的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，包括以下步骤：

A、首先在转炉的出钢口设置闸阀；所述闸阀控制出钢口的开闭；

B、转炉冶炼时，控制闸阀使得出钢口处于开启状态；

C、转炉冶炼结束转炉逆时针或者顺时针倾动；控制闸阀使得转炉倾动到转炉内的钢水淹没出钢口之前出钢口一直处于关闭状态；

D、继续控制转炉按照步骤C中的倾动方向倾动，直到转炉倾动到转炉内的钢水淹没出钢口，控制闸阀使得出钢口处于开启状态；继续控制转炉倾动，直到转炉倾动到出钢口竖直向下；

E、保持出钢口处于开启状态；出钢口的AMEPA系统检测到钢渣时，控制控制闸阀使得出钢口关闭；

F、然后，控制转炉按照步骤C中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀使得出钢口处于开启状态。

进一步的，步骤A中所述闸阀包括滑板以及驱动装置，所述滑板密闭出钢口，所述滑板通过驱动装置驱动控制出钢口的开闭。

优选的，所述驱动装置采用液压缸。

进一步的，在步骤D中出钢口处于开启状态时，向转炉内加入硅铁对半钢进行增硅；所述硅铁的加入量为0.8～2kg/t。

进一步的，在步骤D中出钢1/3～2/3时，加入硅铁对所述半钢进行增硅。

进一步的，在步骤D中加入硅铁进行增硅后，然后进行小平台软吹氩。

进一步的，吹氩的时间为5～8min，吹氩强度为4.5～5.0m³/h。

本发明的有益效果是：本发明所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，通过在转炉的出钢口设置闸阀，通过旋转转炉的同时在转炉旋转到相应的角度控制闸阀使得转炉出钢口开启或者关闭，使得熔渣在位于出钢口时，出钢口关闭；在钢水完全淹没出钢口熔渣悬浮在钢水表面上时，打开出钢口，因此钢水从出钢口排出，当转炉内的钢水倒出完成后，此时熔渣进入出钢口，由出钢口的AMEPA系统检测熔渣，当出钢口有熔渣通过时，关闭出钢口从而避免熔渣与钢水一起从出钢口排出，从而实现将钢水与熔渣分离实现挡渣，有效的降低了半钢冶炼过程中前期渣、出钢过程漩涡效应渣、后期渣的下渣量。由于减少了下渣量，从而减少了Si合金被渣中氧化物氧化的量，提高了Si合金的收得率。由于Si合金的收得率与终点氧活度有关，氧活度越高Si合金被氧化的量越多，Si合金收得率越低，反之亦然；因此进一步的向半钢中加入硅铁，使得硅铁与氧反应，从而降低终点氧活度，进一步提高出钢过程中Si合金的收得率。

附图说明

图1是本发明实施例中转炉的结构的示意图；

图2是本发明实施例中转炉出钢过程中初始位置的结构示意图；

图3是本发明实施例中转炉出钢过程中旋转20°时的结构示意图；

图4是本发明实施例中转炉出钢过程中旋转35°时的结构示意图；

图5是本发明实施例中转炉出钢过程中旋转75°时的结构示意图；

图6是本发明实施例中转炉出钢过程中旋转100°时的结构示意图；

图7是本发明实施例中转炉完成出钢后的结构示意图；

图中标示：1-转炉，11-出钢口，2-闸阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1-图7所示，本发明所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，包括以下步骤：

A、首先在转炉1的出钢口11设置闸阀2；所述闸阀2控制出钢口11的开闭；

B、转炉1冶炼时，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态；

C、转炉1冶炼结束转炉逆时针或者顺时针倾动；控制闸阀2使得转炉1倾动到转炉1内的钢水淹没出钢口11之前出钢口11一直处于关闭状态；

D、继续控制转炉1按照步骤C中的倾动方向倾动，直到转炉1倾动到转炉1内的钢水淹没出钢口11，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态；继续控制转炉1倾动，直到转炉1倾动到出钢口11竖直向下；

E、保持出钢口11处于开启状态；出钢口11的AMEPA系统检测到钢渣时，控制控制闸阀2使得出钢口11关闭；

F、然后，控制转炉1按照步骤C中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态。

在步骤A中通过在转炉1的出钢口11设置闸阀2；所述闸阀2控制出钢口11的开闭。因此能够随时控制出钢口11的开启和关闭。

在步骤B中，转炉1冶炼时，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态；由于半钢在也冶炼过程中需要较高的温度，冶炼后期控制需要补吹更多氧气来满足终点温度控制要求，因此为了便于补吹将出钢口11设置为开启状态。

在步骤C中，转炉1冶炼结束转炉逆时针或者顺时针倾动；控制闸阀2使得转炉1倾动到转炉1内的钢水淹没出钢口11之前出钢口11一直处于关闭状态。

由于在转炉1倾动出钢的过程中转炉1倾动，转炉1内的钢水由于为液态，钢水流动，慢慢流动到淹没出钢口11的位置。在钢水流动的过程中，首先悬浮在钢水上表面的熔渣与出钢口11接触，如果此时将出钢口打开那么前期渣将会从出钢口排出。因此将出钢口关闭能够避免熔渣从出钢口排出，实现对前期渣的挡渣。

在步骤D中，继续控制转炉1按照步骤C中的倾动方向倾动，直到转炉1倾动到转炉1内的钢水淹没出钢口11，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态。继续控制转炉1按照步骤C中的倾动方向倾动，直到转炉1倾动到出钢口11竖直向下。由于当钢水淹没出钢口11时，钢水中的熔渣均悬浮在钢水的表面，此时打开出钢口11可以使得从出钢口11排出的钢水，避免了熔渣从出钢口11排出。由于将转炉1倾动到出钢口11竖直向下，能够使得出钢口11位于钢水的底部的最低处，从而保证钢水能够全部从出钢口11排出。

在步骤E中，当出钢口11的AMEPA系统检测到熔渣时，控制控制闸阀2使得出钢口11关闭。由于钢水从出钢口11排出后，悬浮在钢水上表面的熔渣也会流到出钢口11。此时通过出钢口11设置的AMEPA系统检查出钢口11是否出现熔渣，当有熔渣时，证明钢水已经排出完成，钢水表面的熔渣剩余在转炉1内，此时关闭出钢口11可以避免钢水排出后的后期熔渣从出钢口11排出；实现对后期渣的挡渣。所述AMEPA系统是指目前被认为是世界上最先进的渣检系统，其传感器由发射线圈和接收线圈(双线圈)组成。

在步骤F中，控制转炉1按照步骤C中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态。在步骤E中已经完成出钢，此时转炉1内剩余的主要是熔渣和少量钢水。在步骤F中通过上述操作，使得转炉1位于竖直位置，从而便于进行二次冶炼。

综上所述，本发明所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，通过在转炉1的出钢口设置闸阀2，通过旋转转炉1的同时在转炉1旋转到相应的角度控制闸阀2使得转炉出钢口11开启或者关闭，使得熔渣在位于出钢口11时，出钢口11关闭；在钢水完全淹没出钢口11熔渣悬浮在钢水表面上时，打开出钢口11，因此钢水从出钢口11排出，当转炉内的钢水倒出完成后，此时熔渣进入出钢口11，由出钢口11的AMEPA系统检测熔渣，当出钢口11有熔渣通过时，关闭出钢口11从而避免熔渣与钢水一起从出钢口11排出，从而实现将钢水与熔渣分离实现挡渣，有效的降低了半钢冶炼过程中前期渣、出钢过程漩涡效应渣、后期渣的下渣量。由于减少了下渣量，从而减少了Si合金被渣中氧化物氧化的量，提高了Si合金的收得率。

为了便于控制，同时降低成本，步骤A中所述闸阀包括滑板以及驱动装置，所述滑板密闭出钢口，所述滑板通过驱动装置驱动控制出钢口的开闭。由于将滑板安装在出钢口11控制出钢口11的密闭和开启；结构简单，安装方便。因此采用滑板和驱动装置组成的闸阀能够使得控制简便，同时结构简单，降低制造成本。

所述驱动装置可以采用多种方式实现，比如连杆机构，为了便于控制，优选的所述驱动装置采用液压缸。

根据本发明提供的方法在步骤D中出钢口11处于开启状态时，向转炉1内加入硅铁对半钢进行增硅；所述硅铁的加入量为1～2kg/t。通过在出钢过程中加入硅钢，使得硅钢被氧化，从而降低终点氧活度，减少Si合金的氧化量，提高Si合金的收得率。

具体的，在步骤D中出钢1/3-2/3时，加入硅铁对所述半钢进行增硅。

根据本发明提供的方法，优选情况下，所述方法还包括：在步骤D中加入硅铁进行增硅后，然后进行小平台软吹氩。所述小平台软吹氩包括：吹氩的时间为5～8min，吹氩强度为4.5～5.0m³/h。

实施例

如图1-图7所示，采用本发明所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法对半钢冶炼过程中的出钢过程进行挡渣处理。

1、如图1所示，首先在转炉1的出钢口11设置闸阀2；所述闸阀2控制出钢口11的开闭；

2、如图2所示，转炉1冶炼时，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态。

3、如图3和图4所示，转炉1冶炼结束转炉逆时针或者顺时针倾动；直到转炉倾动0°～35°控制闸阀2使得出钢口11一直处于关闭状态。由图3和图4可知此时在转炉1内的钢水未淹没出钢口11。

4、如图5所示，继续控制转炉1按照步骤3中的倾动方向倾动，直到转炉1倾动到转炉1中心线与竖直方向的夹角为75°～80°，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态。由于此时转炉1内的钢水淹没出钢口11，因此转炉1内的熔渣以及完全悬浮在钢水的表面，不会位于出钢口11。同时在出钢口11处于开启状态时，向转炉1内加入硅铁对半钢进行增硅；所述硅铁的加入量为0.8～2kg/t。更佳的，出钢1/3-2/3时，加入硅铁对所述半钢进行增硅。加入硅铁进行增硅后，然后进行小平台软吹氩。吹氩的时间为5～8min，吹氩强度为4.5～5.0m³/h。

5、如图6所示，继续控制转炉1按照步骤3中的倾动方向倾动，直到转炉1倾动到出钢口11竖直向下，且出钢口11的AMEPA系统检测到钢渣时，控制控制闸阀2使得出钢口11关闭。

6、如图7所示，控制转炉1按照步骤3中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀2使得出钢口11处于开启状态；然后对转炉1内的熔渣进行清理。

实施例1

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.5％，温度为1274℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.05％，氧含量为560ppm，采用根据本发明提供的方法后转炉下渣量平均值1183.75kg/炉，吨钢下渣量4.93kg，渣厚30.43mm；出钢过程加铝铁170kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为97.32％。

对比例1

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.5％，温度为1274℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.05％，氧含量为560ppm，按传统方法进行出钢下渣量平均值2365.05kg/炉，吨钢下渣量9.85kg，渣厚60.80mm；出钢过程加铝铁170kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为95.96％。

实施例2：

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.7％，温度为1274℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.055％，氧含量为500ppm。采用根据本发明提供的方法后转炉下渣量平均值1195.75kg/炉，吨钢下渣量4.99kg，渣厚31.43mm。出钢过程加加铝铁165kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为97.35％。

对比例2

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.7％，温度为1274℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.055％，氧含量为500ppm。按传统方法进行出钢下渣量平均值2362.05kg/炉，吨钢下渣量9.81kg，渣厚60.60mm。出钢过程加加铝铁165kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为97.35％。

实施例3：

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.5％，温度为1294℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.06％，氧含量为460ppm。采用根据本发明提供的方法后转炉下渣量平均值1185.75kg/炉，吨钢下渣量4.95kg，渣厚30.53mm。出钢过程加铝铁160kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为97.85％。

对比例3

某厂200t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢碳为3.5％，温度为1294℃，兑铁后并开始冶炼。此时终点钢水碳含量为0.06％，氧含量为460ppm。按传统方法进行出钢下渣量平均值2368.05kg/炉，吨钢下渣量9.88kg，渣厚60.88mm。出钢过程加铝铁160kg，硅锰合金641kg，Si合金收得率平均为95.35％。

通过以上实施例和对比例可以得到表1所示数据。

表1

从表1中的数据可以看出采用本发明所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，能够减少下渣量，提高Si合金的收得率。

Claims

1.提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、首先在转炉(1)的出钢口(11)设置闸阀(2)；所述闸阀(2)控制出钢口(11)的开闭；

B、转炉(1)冶炼时，控制闸阀(2)使得出钢口(11)处于开启状态；

C、转炉(1)冶炼结束转炉逆时针或者顺时针倾动；控制闸阀(2)使得转炉(1)在倾动到转炉(1)内的钢水淹没出钢口(11)之前出钢口(11)一直处于关闭状态；

D、继续控制转炉(1)按照步骤C中的倾动方向倾动，直到转炉(1)倾动到转炉(1)内的钢水淹没出钢口(11)，控制闸阀(2)使得出钢口(11)处于开启状态；继续控制转炉(1)倾动，直到转炉(1)倾动到出钢口(11)竖直向下；

E、保持出钢口(11)处于开启状态；出钢口(11)的AMEPA系统检测到钢渣时，控制控制闸阀(2)使得出钢口(11)关闭；

F、然后，控制转炉(1)按照步骤C中的倾动方向的反方向倾动到垂直位置，控制闸阀(2)使得出钢口(11)处于开启状态。

2.如权利要求1所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：步骤A中所述闸阀包括滑板以及驱动装置，所述滑板密闭出钢口，所述滑板通过驱动装置驱动控制出钢口的开闭。

3.如权利要求2所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：所述驱动装置采用液压缸。

4.如权利要求1所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：在步骤D中出钢口(11)处于开启状态时，向转炉(1)内加入硅铁对半钢进行增硅；所述硅铁的加入量为0.8～2kg/t。

5.如权利要求4所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：在步骤D中出钢1/3-2/3时，加入硅铁对所述半钢进行增硅。

6.如权利要求5所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：在步骤D中加入硅铁进行增硅后，然后进行小平台软吹氩。

7.如权利要求6所述的提高半钢炼钢Si合金收得率的方法，其特征在于：吹氩的时间为5～8min，吹氩强度为4.5～5.0m³/h。