CN106319130A

CN106319130A - 一种炼钢用冷却剂的使用方法

Info

Publication number: CN106319130A
Application number: CN201510336934.7A
Authority: CN
Inventors: 张立国; 廖相巍; 王相力; 王鹏飞; 曹东; 万雪峰; 张伟; 王再义
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2015-06-16
Filing date: 2015-06-16
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: CN106319130B

Abstract

本发明公开一种炼钢用冷却剂的使用方法，冷却剂由按质量百分比70.0％～97.0％铁水和其它含铁物料3.0％～30.0％铸造而成，所述的其它含铁物料为烧结矿、球团矿、块矿、尘泥球团或者其它含铁物料的一种或者多种，要求TFe为≥40％；冷却剂加入量依据冶炼钢水量、冷却剂品位、冶炼要求达到钢水温度、入炉铁水温度的条件。

Description

一种炼钢用冷却剂的使用方法

技术领域

本发明属于钢铁工业中炼钢技术领域，特别涉及一种利用烧结矿、球团矿、尘泥球团、块矿等含铁物料及铁水制备成的炼钢用冷却剂及其使用方法。

背景技术

在现代炼钢工艺中，无论是转炉，还是电炉进行炼钢作业，都需要在冶炼过程中投放入一定量的冷却剂，如废钢、铸铁块、烧结矿和球团矿等，用以降低或者调解钢水的温度。但随着目前我国钢铁工业产能的加大，以及下游钢材市场的精品化的需要，致使在转炉、电炉生产中对钢水质量的要求越来越高，同时要求对过程中的控温也越来越精确。另外，就是由于钢材市场行情的恶化，对于冷却材料的要求也呈现出变化的趋势，就是由过去单一的追求实用效果，转化为严格控制成本支出。而如何做到既有良好的冷却效果，同时又能够兼顾到较低廉的价格优势，而且好要以合理的方式加入到转炉中去，这是摆在冶金工作者面前的一道难题。转炉、电炉冷却剂，如废钢和高炉铸铁块，其优势是冷却效果较好，但不利之处在于其市场价格偏高，不利于降低炼钢用生产成本，从而增强企业的竞争力；烧结矿、球团矿、块矿等冷却材料，虽然市场价格较低，但单独使用这些材料，冷却效果上较废钢等要差许多；尘泥球团等冷却材料，使用效果就更差一些，除了在转炉或者电炉中金属收得率偏低外，同时还容易形成炼钢过程中通常所说的“跑渣”等不良现象；并且在现阶段这些冷却炉料合理使用，多数是凭经验加入，而在精确加入量上也未加过多提及并进行深入研究。如何将这些不同的冷却材料相结合，在达到较好的冷却效果，又能够减轻经济成本上的负担，依据不同转炉冶炼情况以合理加入量加入到转炉中去，是冶金工作者当前需要考虑的问题。在现有技术下，除了废钢、生铁等常用的单一材质冷却材料外，不同的炼钢用冷却材料的制造工艺有：利用赤泥、尘泥等冶金工业中的二次产物，通过冷压或者焙烧的方法，制成炼钢用的冷却材料(见中国专利“赤泥炼钢冷却剂及其制造工艺”专利申请号CN101914654A，“一种赤泥海绵铁质炼钢冷却剂的生产方法”专利申请号CN102912067A，“炼钢尘泥高压冷固结造块的制备方法”专利申请号CN1560286，“一种直接炼钢和炼铁用冷固球团的工业生产方法”专利申请号CN1158903，“利用拜耳法赤泥生产转炉冷却剂的方法”专利申请号CN103352099A等等)此类方法都是作为冶金工业中二次产物的重新利用，虽然成本上较为低廉，但其冷却效果较差，同时又由于其成分及品位等问题，在冶炼过程中金属收得率很低，此外还会形成炼钢过程中所说的“跑渣”等不良现象，作为一种炼钢用冷却材料，从使用效果上来看，存在一定问题；再就是利用如其它不同的材质制造炼钢用冷却材料，(见中国专利“炼钢用复合锰铁复合矿球”专利申请号CN103352099A，“转炉炼钢冷却、助熔剂”专利申请号CN1298028)，这些方法能够起到一定的冷却效果作用，并且具有调节钢水成分的作用，缺点是造价比较贵；同时这两类专利也未对冷却剂的加入量上做出合理说明。或者就是有一些文献记载及论述了一些冷却材料的制造方法和使用效果(见期刊《河北冶金》“转炉采用铁矿石代替部分废钢工艺技术分析”2011年，3期，16-18)，通过采用铁矿石作为转炉用炼钢材料，其特点是成本较低，不利之处在于使用效果上不如废钢；(见期刊《特殊钢》“电弧炉用替代废钢的金属炉料进展”2004年，1期，25卷，34-36)，论述了直接还原铁、脱碳粒铁、碳化铁、复合金属料等替代废钢材料，使用效果上较好，但不利之处在于其价格和资源量上较少；(见期刊《炼钢》“喷吹CO₂作为冷却剂的转炉炼钢工艺探讨”2012年，4期，28卷，40-42)，文中说明了在炼钢中期的时候，由于进入了碳的剧烈氧化期，使炉温迅速升高，而用CO₂气体作为冷却剂，可以达到铁矿石的冷却效果，控制钢水温度，此方法开辟了另一条渠道冷却钢水，不利之处在于未能在大规模的工业生产中应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种依据炼钢工艺控制钢水温度的需要，提出一种以铁水、烧结矿、球团矿等含铁材料制成的炼钢用冷却剂及其制备和使用方法，依据本发明进行对炼钢工艺中钢水进行冷却，能做到兼顾取得较好冷却效果，又做到生产成本上的低廉。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：冷却剂由按质量百分比70.0％～97.0％铁水和其它含铁物料3.0％～30.0％铸造而成，所述的其它含铁物料为烧结矿、球团矿、块矿、尘泥球团或者其它含铁物料的一种或者多种，要求TFe为≥40％；冷却剂加入量依据冶炼钢水量、冷却剂品位、冶炼要求达到钢水温度、入炉铁水温度的条件，根据以下公式：

AQ＝-k₁+k₂SQ+k₃AD-k₄(RA_MST—EF_MIT)

AQ：冷却剂加入量，吨；k₁为系数，取值范围为0.70～0.95；SQ：冶炼钢水量，吨，k₂为系数，取值范围为0.1～0.3；AD：冷却剂品位，％，k₃为系数，取值范围为0.3～0.5；RA_MST：冶炼要求达到钢水温度，度，EF_MST：入炉铁水温度，度，k₄为系数，取值范围为0.0001～0.0003；

冷却剂粒度5mm～50mm。

冷却剂制备方法，取烧结矿、球团矿、块矿、尘泥球团或其它含铁物料的一种或者多种，粒度范围，放入翻铁机的铸模或者其它形式的铸模底部，将高炉、冲天炉等生产出的铁水，注入到放好烧结矿、球团矿、块矿、尘泥球团或其它含铁物料的铸模内，通过打水、或者自然冷却等方式，待浇铸后的铁水冷却后，烧结矿、球团矿、块矿和尘泥球团含或其它含铁物料矿焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的一种块状复合冷却剂。

其中所用铸模为敞口结构，容积不小于0.002立方米，铸模深度不低于0.05mm；

其中所用铁水的温度范围1350～1550℃；

其中所用烧结矿TFe为≥50％，二元碱度≥1.0，粒度范围为15mm～50mm；

球团矿TFe为≥55％，粒度范围为5mm～25mm；

块矿TFe为≥50％，粒度范围为10mm～50mm；

尘泥球团采用焙烧或者冷压工艺而制成，尘泥球团TFe为≥45％，强度不低于30N/球，粒度范围为10mm～50mm；

依据本发明进行对炼钢工艺中钢水进行冷却，可以取得较好钢水冷却效果，并在使用效果良好的同时，大幅度的降低生产成本。

本发明有益效果：依据本发明对冶炼过程中钢水进行冷却，在对比采用传统冷却剂如烧结矿、球团矿、块矿和铸铁等，并以经验作为判断加入量的情况下，可降低吨钢成本1元以上。

具体实施方式

下面通过一些实施例对本发明进一步说明。

1 实施例1

1.1 冷却剂成品组成及配比

表1 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比3.0％的烧结矿，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表1，打水冷却后，烧结矿最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

1.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂120吨转炉为例)

表2 冷却剂添加量及使用效果

以某钢铁厂120吨转炉为例，在炼钢中期的时候，由于进入了碳的剧烈氧化期，使炉温迅速升高，采用本发明方法加入炼钢用冷却剂后，可以达到稳定控制钢水温度的效果，在使用效果良好的同时，又可以降低吨钢成本。

2 实施例2

2.1 冷却剂成品组成及配比

表3 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比5.0％的烧结矿、3.0％的球团矿，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表3，打水冷却后，烧结矿和球团矿最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

2.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂120吨转炉为例)

表4 冷却剂添加量及使用效果

3 实施例3

3.1 冷却剂成品组成及配比

表5 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比5.0％的烧结矿、3％的球团矿、3％的块矿，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表5，打水冷却后，烧结矿、球团矿和块矿最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

3.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂180吨转炉为例)

表6 冷却剂添加量及使用效果

以某钢铁厂180吨转炉为例，在炼钢中期的时候，由于进入了碳的剧烈氧化期，使炉温迅速升高，采用本发明方法加入炼钢用冷却剂后，可以达到稳定控制钢水温度的效果，在使用效果良好的同时，又可以降低吨钢成本。

4 实施例4

4.1 冷却剂成品组成及配比

表7 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比5.0％的烧结矿、5.0％的球团矿、5.0％的块矿和3.0％的尘泥球团，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表7，打水冷却后，烧结矿、球团矿、块矿和尘泥球团最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

4.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂180吨转炉为例)

表8 冷却剂添加量及使用效果

5 实施例5

5.1 冷却剂成品组成及配比

表9 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比10.0％的烧结矿、5.0％的球团矿、和5.0％的块矿，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表9，打水冷却后，烧结矿、球团矿和块矿最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

5.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂180吨转炉为例)

表10 冷却剂添加量及使用效果

6 实施例6

6.1 冷却剂成品组成及配比

表11 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比5.0％的烧结矿、5.0％的块矿、和5.0％的尘泥球团，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表11，打水冷却后，烧结矿、球团矿和尘泥球团最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

6.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂180吨转炉为例)

表12 冷却剂添加量及使用效果

7 实施例7

7.1 冷却剂成品组成及配比

表13 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比10.0％的烧结矿、5.0％的球团矿、5.0％的块矿和5.0％的尘泥球团，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表13，打水冷却后，烧结矿、球团矿、块矿和尘泥球团最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

7.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂260吨转炉为例)

表14 冷却剂添加量及使用效果

以某钢铁厂260吨转炉为例，在炼钢中期的时候，由于进入了碳的剧烈氧化期，使炉温迅速升高，采用本发明方法加入炼钢用冷却剂后，可以达到稳定控制钢水温度的效果，在使用效果良好的同时，又可以降低吨钢成本。

8 实施例8

8.1 冷却剂成品组成及配比

表15 冷却剂成品组成/％

取占冷却剂总质量百分比10.0％的烧结矿、10.0％的球团矿、5.0％的块矿和5.0％的尘泥球团，放入到铸模的底部，将高炉生产出的铁水浇铸到铸模内，具体二者配加比例见表15，打水冷却后，烧结矿、球团矿、块矿和尘泥球团最终焊入到铁水中去，脱掉模具后，最终得到炼钢用的冷却剂。

8.2 冷却剂的使用方法及效果(以某钢厂260吨转炉为例)

表16 冷却剂添加量及使用效果

Claims

1.一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：冷却剂由按质量百分比70.0％～97.0％铁水和其它含铁物料3.0％～30.0％铸造而成，所述的其它含铁物料为烧结矿、球团矿、块矿、尘泥球团或者其它含铁物料的一种或者多种，要求TFe为≥40％；冷却剂加入量依据冶炼钢水量、冷却剂品位、冶炼要求达到钢水温度、入炉铁水温度的条件，根据以下公式：

AQ＝-k₁+k₂SQ+k₃AD-k₄(RA_MST—EF_MIT)

AQ：冷却剂加入量，吨；k₁为系数，取值范围为0.70～0.95；SQ：冶炼钢水量，吨，k₂为系数，取值范围为0.1～0.3；AD：冷却剂品位，％，k₃为系数，取值范围为0.3～0.5；RA_MST：冶炼要求达到钢水温度，度，EF_MST：入炉铁水温度，度，k₄为系数，取值范围为0.0001～0.0003。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：所述的冷却剂粒度5mm～50mm。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：所述的烧结矿TFe为≥50％，二元碱度≥1.0，粒度范围为15mm～50mm。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：所述的球团矿TFe为≥55％，粒度范围为5mm～25mm。

5.根据权利要求1所述的一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：所述的块矿TFe为≥50％，粒度范围为10mm～50mm。

6.根据权利要求1所述的一种炼钢用冷却剂的使用方法，其特征在于：所述的尘泥球团采用焙烧或者冷压工艺而制成，尘泥球团TFe为≥45％，强度不低于30N/球，粒度范围为10mm～50mm。