CN105603147A - 一种快速成渣的转炉造渣工艺 - Google Patents

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Abstract

一种快速成渣的转炉造渣工艺，属于钢铁生产的转炉工艺技术领域，用于转炉快速成渣。其技术方案是：本发明的转炉造渣工艺在转炉加废钢铁水前降低风机转速，提前加入小粒度石灰面，杜绝了粒度过小的石灰面被风机抽走所造成的浪费，而且在装铁水时，利用铁水的冲击完成初步成渣反应，在石灰面加入后将风机转速提升至正常值，在吹炼过程加入石灰块。本发明有效地提高转炉冶炼前期成渣速度，同时减少了转炉冶炼中因石灰粒度过小被除尘风机抽走所造成的浪费。本发明是转炉造渣工艺的创新，解决了长期困扰转炉造渣中的石灰粒度难以两全的问题，有效地提高了转炉造渣的成渣速度，减少了造渣过程中的石灰消耗量，降低了生产成本，提高了除尘效果。

Description

一种快速成渣的转炉造渣工艺
技术领域
本发明涉及一种转炉造渣工艺，属于钢铁生产的转炉工艺技术领域。
背景技术
石灰是炼钢用的主要造渣材料，具有脱磷、脱硫能力，也是用量最多的造渣料。在转炉吹炼过程中，石灰粒度对于造渣时间有很大影响，石灰粒度太大，冶炼中在石灰块周围形成高熔点的Ca2SiO4物质包裹着大量石灰，影响石灰熔化，大大降低成渣速度；石灰粒度太小，容易飞散而被除尘风机抽走，造成浪费。所以在造渣时一般要求石灰粒度为5～40mm。但是石灰在运输、上料、加料过程中因碰撞造成破碎，使得部分石灰粒度变小，在转炉加料过程中这部分石灰因粒度小而被除尘风机抽走，造成了石灰的浪费，同时除尘管道因此沉积大量石灰粉尘，严重影响了风机的除尘效果。综上所述，目前在转炉造渣过程中存在一种看似矛盾的情况，一方面是造渣石灰的粒度不能太大，以免影响造渣速度，必须选用粒度较小的石灰；而另一方面是造渣石灰的粒度太小会被除尘机抽走，造成浪费，同时严重影响了风机的除尘效果。迄今为止，这种情况一种没有得到有效地解决，严重影响了转炉造渣速度和生产成本，因此十分必要对现有的转炉造渣工艺进行改进，以达到在提高造渣速度的同时能够充分利于小粒度石灰，降低生产成本和提高除尘效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种快速成渣的转炉造渣工艺，这种转炉造渣工艺能够充分利用小粒度石灰，达到快速造渣的目的，同时能够减少石灰的消耗量，降低生产成本和提高除尘效果。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种快速成渣的转炉造渣工艺，它采用以下步骤进行：
a.对转炉造渣石灰进行过筛处理，将石灰按粒度大小分为石灰块、石灰面，粒度≥5mm为石灰块，粒度＜5mm以下为石灰面；
b.转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面；
c.加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
上述快速成渣的转炉造渣工艺，当0.40%＜铁水硅≤0.50%时，石灰面的加入量为1500～2000kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期1～2分钟时可加入第一批石灰块约1500～2000kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
上述快速成渣的转炉造渣工艺，当0.50%＜铁水硅≤0.60%时，石灰面的加入量为2000～2500kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期1～2分钟时可加入第一批石灰块约2000～2500kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
本发明的有益效果是：
本发明的转炉造渣工艺在转炉加废钢铁水前降低风机转速，提前加入小粒度石灰面，杜绝了粒度过小的石灰面被风机抽走所造成的浪费，而且在装铁水时，利用铁水的冲击完成初步成渣反应，在石灰面加入后将风机转速提升至正常值，在吹炼过程加入石灰块。本发明有效地提高转炉冶炼前期成渣速度，同时减少了转炉冶炼中因石灰粒度过小被除尘风机抽走所造成的浪费。
本发明是转炉造渣工艺的创新，解决了长期困扰转炉造渣中的石灰粒度难以两全的问题，有效地提高了转炉造渣的成渣速度，减少了造渣过程中的石灰消耗量，降低了生产成本，提高了除尘效果。
附图说明
图1是本发明的转炉一次风机的转速变化曲线示意图。
图中标记如下：X轴为转炉工序时间轴，Y轴为一次风机转速。
具体实施方式
本发明的理论基础：
1．最小风机转速的确定：
根据无限空间中球形固体粒子的悬浮速度的算法及相关经验公式与修正系数，得到管道中非球形固体粒子的悬浮速度UF简化公式
2]①
式中UF：管道中非球形粒子的悬浮速度m/s；d：粒子直径m；ρS：粒子密度kg/m3；D：烟罩直径m；
其中d/D接近于0，因此得到
d临下=0.02UF 2( S-0.215))-1②
根据热轧部的实际情况，在供氧强度在3.3m3/t·min情况下，烟道烟气的流量大约为14～18m/s，则UF取平均值16m/s，经测量，ρ石灰约为2700kg/m3,根据公式②得到d临下≈3mm，即粒度在3mm以上的石灰在吹炼中都能正常加入转炉中；实际测量最小石灰粒度为0.5mm，由公式①得到最小石灰粒度的石灰临界UF为8.22/s,约为除尘风机转速为500r/min时除尘管道里的气体速度，所以在吹炼前一次除尘风机转速为300r/min时，烟道中气体速度远达不到这个速度，此时粒度最小石灰也能顺利加入转炉。
2.在普通的生产中，吹炼前期加入石灰时由于大量Si参与反应，反应式为
[Si]+[O]→（SiO2）
2（SiO2）+（CaO）→（Ca2SiO4）
其中（Ca2SiO4）熔点高达1595℃，在石灰块周围形成一层高熔点外壳，影响石灰进一步熔化。
本发明的造渣工艺中，利用铁水冲击作为动力冲击炉底石灰，发生初步造渣反应。由于此时铁水仅与空气接触，铁水中[Si]参与反应不多，与石灰发生反应：
[Si]+[O]→（SiO2）
（SiO2）+（CaO）→（CaSiO2）
其中（CaSiO2）熔点为1540℃，同时与细小颗粒石灰弥散于熔池中。吹炼初期，铁水[Si]大量氧化，发生反应
2（SiO2）+（CaO）→（Ca2SiO4）
有效避免因（SiO2）凝结在石灰块周围影响石灰熔化参与冶金反应的现象。
本发明采用以下步骤进行：
a.对转炉造渣石灰进行过筛处理，将石灰按粒度大小分为石灰块、石灰面，粒度≥5mm为石灰块，粒度＜5mm以下为石灰面；
b.转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面；
c.加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
本发明的实施例如下：
实施例1，
当铁水硅为0.41%时，一次风机转速变化：
转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
石灰物料加入量：
石灰面的加入量为1500kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期1分钟时可加入第一批石灰块1500kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
实施例2
当铁水硅为0.45%时，一次风机转速变化：
转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
石灰物料加入量：
石灰面的加入量为1700kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期75秒时可加入第一批石灰块约1700kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
实施例3
当铁水硅为0.50%时，一次风机转速变化：
转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
石灰物料加入量：
石灰面的加入量为2000kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期90秒时可加入第一批石灰块约2000kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
实施例4
当铁水硅为0.55%时，一次风机转速变化：
转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
石灰物料加入量：
石灰面的加入量为2200kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期105秒时可加入第一批石灰块约2200kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
实施例5
当铁水硅为0.60%时，一次风机转速变化：
转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
石灰物料加入量：
石灰面的加入量为2500kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期2分钟时可加入第一批石灰块约2500kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。

Claims (3)

1.一种快速成渣的转炉造渣工艺，其特征在于，它采用以下步骤进行：
a.对转炉造渣石灰进行过筛处理，将石灰按粒度大小分为石灰块、石灰面，粒度≥5mm为石灰块，粒度＜5mm以下为石灰面；
b.转炉溅渣时保持一次风机转速为1000r/min，溅渣结束后，风机转速降至300r/min，转炉摇至零位，加入石灰面；
c.加入石灰面后，风机转速升至1000r/min，待加完废钢铁水后，将风机转速升至1300r/min直到吹炼结束。
2.根据权利要求1所述的快速成渣的转炉造渣工艺，其特征在于：当0.40%＜铁水硅≤0.50%时，石灰面的加入量为1500～2000kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期1～2分钟时可加入第一批石灰块约1500～2000kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
3.根据权利要求1所述的快速成渣的转炉造渣工艺，其特征在于：当0.50%＜铁水硅≤0.60%时，石灰面的加入量为2000～2500kg，装铁水时利用铁水的冲击初步造渣，使石灰呈弥散型分布，吹炼前期1～2分钟时可加入第一批石灰块约2000～2500kg，与装铁前灰面形成冶炼前期的转炉炉渣。
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