CN106755714A - 转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法 - Google Patents

转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法。本发明要解决的技术问题是传统双渣法造渣过程存在的前期渣泡沫化严重、倒渣困难、渣中带铁量大等。为解决上述技术问题本发明提供了一种转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法：在冶炼前期向炉内加入刚玉渣进行造渣，从而达到促进化渣和脱磷、降低初期渣中的FeO含量、减轻炉渣泡沫化的目的，使得在双渣法在冶炼中前期就能快速倒出足量的炉渣，同时将前期加入的Al2O3随炉渣倒出，有效控制了因渣中Al2O3含量增加而造成炉渣熔点低、溅渣效果差的问题。

Description

转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，特别涉及转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法。
背景技术
转炉冶炼过程需向炉内加入活性石灰等造渣材料进行造渣，通过形成具有适当碱度、粘度和氧化性的炉渣，以满足炼钢过程脱磷、脱硫、减少炉衬侵蚀、减少和防止金属蒸发、喷溅和溢渣的要求。目前的转炉成渣过程分为铁质成渣和钙质成渣两种路径，使用的造渣材料主要为活性石灰、轻烧白云石等，炉渣主要由CaO、SiO2、MgO及FeO等组分组成，通过增加渣中的FeO含量来促进石灰等造渣材料的熔化和成渣，造成大量的铁氧化进入渣中，钢铁料消耗增加。造渣方法主要有单渣法、双渣法及双渣留渣法，双渣留渣法为近年来发展起来的造渣新技术，可通过留渣来促进前期渣的形成，并通过双渣操作，倒掉前期脱磷渣，从而达到降低渣料消耗的目的，但受脱磷渣泡沫化严重、容易返干等因素影响，倒渣较为困难，极易造成钢铁料流失。
现有的钢水脱氧方法，相关专利文献检索情况如下：
(1)申请号为CN104805249A的中国专利“双渣留渣半钢炼钢的造渣方法”记载了一种吹氧6～7min后倒渣，溅渣后留渣的双渣留渣操作方法。但该方法倒渣过程的渣中含铁量高，造成铁损增加。
(2)申请号为CN201410720970.9的中国专利“一种转炉双渣法炼钢中脱磷泡沫渣的控渣方法”记载了一种在脱磷期通过吹入氮气冷却炉渣，以减轻脱磷渣泡沫化的方法。但该方法吹入氮气影响了钢水N含量，造成熔池降温。
(3)申请号为CN201410277535.3的中国专利“一种转炉双渣炼钢的方法”记载了一种在钢水C含量在0.8～1.2％时进行倒渣，然后再次造渣进行吹炼的方法。但该方法倒渣过程的渣中含铁量高，造成铁损增加。
(4)申请号为CN201310691648.3的中国专利“降低SGRS工艺倒渣中铁珠含量的方法”记载了一种控制前期渣碱度在1.3～1.6之间，来控制前期渣中带铁的方法。但是其控制碱度不利于前期脱磷。
如何在转炉冶炼过程迅速造渣，降低渣料消耗和钢铁料消耗，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是传统双渣法造渣过程存在的前期渣泡沫化严重、倒渣困难、渣中带铁量大等。
本发明解决上述技术问题的方案是提供一种转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，包括以下步骤：
1)在溅渣护炉后，将炉渣留在炉内，加入7.5～11.5kg/t半钢的活性石灰、7.5～11.5kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温，然后向炉内兑入的半钢和废钢；
2)再向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰、3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石、14～16kg/t半钢的造渣剂和刚玉渣1.5～2.5kg/t半钢，并同时进行吹炼，使前期炉渣碱度控制在2.0～3.0；
3)前期吹炼过程：氧枪枪位控制在1.3～1.4m吹炼2～3min，然后将枪位提高至1.5～1.6m吹炼5～6min，然后停止吹炼，倒渣；
4)再次向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰和3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石，并同时进行吹炼，使后期炉渣碱度控制在3.0～4.0；
5)氧枪枪位控制在1.5～1.7m吹炼；通过观察火焰，当火焰开始有规律收缩，变得柔和、稀薄时，将枪位降低至1.2～1.3m，吹炼结束；
6)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足所需钢种要求后，直接出钢；
7)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1)～7)的操作，进行下一炉冶炼。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤1)所述的降温是使炉渣的温度降低至1300℃以下。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤1)所述半钢与废钢的质量比为130～140︰3～5。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的造渣剂由40～60％wt的SiO2、8～20％wt的CaO、4～10％wt的MnO和12～30％wt的铁氧化物组成。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的刚玉渣含有60～70％的Al2O3。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的氧枪枪位是指氧枪枪头至钢液面的距离。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤3)所述的倒渣是要倒掉炉内50％～60％的炉渣。所述倒渣的时间控制在2～3min。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤6)所述吹炼结束后，若不满足所需钢种要求，需进行补吹，重复步骤5)～7)的操作。所述补吹的时间应根据终点情况及钢种要求进行判断。
本发明提供的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，创造性地在冶炼前期向炉内加入刚玉渣进行造渣，从而达到促进化渣和脱磷、降低初期渣中的FeO含量、减轻炉渣泡沫化的目的，使得在双渣法在冶炼中前期就能快速倒出足量的炉渣，同时将前期加入的Al2O3随炉渣倒出，有效控制了因渣中Al2O3含量增加而造成炉渣熔点低、溅渣效果差的问题。
具体实施方式
转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，包括以下步骤：
1)在溅渣护炉后，将炉渣留在炉内，加入7.5～11.5kg/t半钢的活性石灰、7.5～11.5kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温，然后向炉内兑入的半钢和废钢；
2)再向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰、3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石、14～16kg/t半钢的造渣剂和刚玉渣1.5～2.5kg/t半钢，并同时进行吹炼，使前期炉渣碱度控制在2.0～3.0；
3)前期吹炼过程：氧枪枪位控制在1.3～1.4m吹炼2～3min，然后将枪位提高至1.5～1.6m吹炼5～6min，然后停止吹炼，倒渣；
4)再次向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰和3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石，并同时进行吹炼，使后期炉渣碱度控制在3.0～4.0；
5)氧枪枪位控制在1.5～1.7m吹炼；通过观察火焰，当火焰开始有规律收缩，变得柔和、稀薄时，将枪位降低至1.2～1.3m，吹炼结束；
6)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足所需钢种要求后，直接出钢；
7)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1)～7)的操作，进行下一炉冶炼。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤1)所述的降温是使炉渣的温度降低至1300℃以下。将炉渣从1600℃左右降低至1300℃以下达到固化的目的。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤1)所述半钢与废钢的质量比为130～140︰3～5。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的造渣剂由40～60％wt的SiO2、8～20％wt的CaO、4～10％wt的MnO和12～30％wt的铁氧化物组成。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的刚玉渣含有60～70％的Al2O3。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤2)所述的氧枪枪位是指氧枪枪头至钢液面的距离。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤3)所述的倒渣是要倒掉炉内50％～60％的炉渣。所述倒渣的时间控制在2～3min。
上述转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法中，步骤6)所述吹炼结束后，若不满足所需钢种要求，需进行补吹，重复步骤5)～7)的操作。所述补吹的时间应根据终点情况及钢种要求进行判断。
刚玉渣为钒铁冶炼过程中产生的尾渣，其中含有60％～70％的Al2O3,、15％～25％的MgO，回收利用难度较大，本发明选择在转炉造渣时加入刚玉渣，充分利用刚玉渣中的Al2O3来促进化渣和脱磷，减缓前期炉渣泡沫化的作用。由于转炉炉渣中Al2O3较高(3％以上)时，会造成炉渣熔点降低，影响溅渣护炉效果，因此对其加入量进行了限定，同时本发明通过前期倒渣，将前期高Al2O3含量的炉渣倒出后，后期重新造渣，从而确保转炉终点炉渣Al2O3不增加。本发明既充分利用了Al2O3对转炉造渣的优点，又有效规避了转炉采用Al2O3造渣带来的溅渣效果差、炉衬侵蚀严重的问题，同时还可充分利用钒铁冶炼过程产生的尾渣，实现了资源的综合利用。
本发明所采用的半钢和废钢的成分见表1和表2。
表1半钢的成分及温度
表2废钢的成分及温度
C Si Mn P S
废钢 ≤1.00 ≤1.5 ≤1.5 ≤0.1 ≤0.1
实施例1
针对120吨转炉冶炼，采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法的实施如下：
(1)在溅渣护炉后，炉渣留在炉内，加入8kg/t半钢的活性石灰、9kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温和固化，然后向炉内兑入131吨半钢和3吨废钢。
(2)转炉加完废钢后进行吹炼，同时加入4.5kg/t半钢的活性石灰、4kg/t半钢的轻烧白云石、14.5kg/t半钢的造渣剂以及含Al2O3为63.78％的刚玉渣2kg/t半钢进行造渣，前期炉渣碱度控制在2.4。
(3)开始吹炼的前2～3min内，氧枪枪位控制在1.35m，然后将枪位提高至1.5m进行吹炼，吹炼6min后提枪停止吹炼。
(4)提枪后倒炉进行倒渣操作，倒渣时间2min，倒掉炉内约3/5的炉渣。
(5)倒炉结束后将转炉摇回零位继续吹炼，加入4kg/t半钢的活性石灰和4kg/t半钢的轻烧白云石进行造渣，后期渣碱度控制在3.3。
(6)后期吹炼过程枪位控制在1.63m，在吹炼结束前30s，将枪位降低至1.25m。
(7)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足要求后，直接出钢。
(8)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1～8的操作，进行下一炉冶炼。
实施例2
针对120吨转炉冶炼，采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法的实施如下：
(1)在溅渣护炉后，炉渣留在炉内，加入7.5kg/t半钢的活性石灰、10kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温和固化，然后向炉内兑入133吨半钢和4吨废钢。
(2)转炉加完废钢后进行吹炼，同时加入5kg/t半钢的活性石灰、3.5kg/t半钢的轻烧白云石、14kg/t半钢的造渣剂以及含Al2O3为68.23％的刚玉渣2.5kg/t半钢进行造渣，前期炉渣碱度控制在2.5。
(3)开始吹炼的前2～3min内，氧枪枪位控制在1.4m，然后将枪位提高至1.6m进行吹炼，吹炼5min后提枪停止吹炼。
(4)提枪后倒炉进行倒渣操作，倒渣时间3min，倒掉炉内约1/2的炉渣。
(5)倒炉结束后将转炉摇回零位继续吹炼，加入5kg/t半钢的活性石灰和3.5kg/t半钢的轻烧白云石进行造渣，后期渣碱度控制在3.5。
(6)后期吹炼过程枪位控制在1.7m，在吹炼结束前30s，将枪位降低至1.3m。
(7)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足要求后，直接出钢。
(8)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1～8的操作，进行下一炉冶炼。
实施例3
针对120吨转炉冶炼，采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法的实施如下：
(1)在溅渣护炉后，炉渣留在炉内，加入11.5kg/t半钢的活性石灰、7.5kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温和固化，然后向炉内兑入140吨半钢和2吨废钢。
(2)转炉加完废钢后进行吹炼，同时加入3.5kg/t半钢的活性石灰、5kg/t半钢的轻烧白云石、15kg/t半钢的造渣剂以及含Al2O3在70％的刚玉渣3kg/t半钢进行造渣，前期炉渣碱度控制在2.0。
(3)开始吹炼的前2～3min内，氧枪枪位控制在1.3m，然后将枪位提高至1.5m进行吹炼，吹炼5.5min后提枪停止吹炼。
(4)提枪后倒炉进行倒渣操作，倒渣时间2.5min，倒掉炉内约55％的炉渣。
(5)倒炉结束后将转炉摇回零位继续吹炼，加入4kg/t半钢的活性石灰和4.5kg/t半钢的轻烧白云石进行造渣，后期渣碱度控制在3.0。
(6)后期吹炼过程枪位控制在1.5m，在吹炼结束前30s，将枪位降低至1.2m。
(7)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足要求后，直接出钢。
(8)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1～8的操作，进行下一炉冶炼。
实施例4
针对120吨转炉冶炼，采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法的实施如下：
(1)在溅渣护炉后，炉渣留在炉内，加入10kg/t半钢的活性石灰、8.5kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温和固化，然后向炉内兑入130吨半钢和5吨废钢。
(2)转炉加完废钢后进行吹炼，同时加入4.5kg/t半钢的活性石灰、3.5kg/t半钢的轻烧白云石、14.5kg/t半钢的造渣剂以及含Al2O3为69.5％的刚玉渣2.5kg/t半钢进行造渣，前期炉渣碱度控制在3.0。
(3)开始吹炼的前2～3min内，氧枪枪位控制在1.2m，然后将枪位提高至1.55m进行吹炼，吹炼6min后提枪停止吹炼。
(4)提枪后倒炉进行倒渣操作，倒渣时间3min，倒掉炉内约60％的炉渣。
(5)倒炉结束后将转炉摇回零位继续吹炼，加入5kg/t半钢的活性石灰和5kg/t半钢的轻烧白云石进行造渣，后期渣碱度控制在4.0。
(6)后期吹炼过程枪位控制在1.55m，在吹炼结束前30s，将枪位降低至1.25m。
(7)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足要求后，直接出钢。
(8)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1～8的操作，进行下一炉冶炼。
采用本发明的方法进行转炉冶炼，转炉冶炼过程的脱磷率与之前相比提高6～8个百分点，终渣TFe含量平均降低1.23个百分点，转炉平均渣料消耗由之前的62.11kg/t半钢降低至53.24kg/t半钢，采用本发明的方法，转炉炉衬侵蚀速度与之前相当。

Claims (7)

1.转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，包括以下步骤：
1)在溅渣护炉后，将炉渣留在炉内，加入7.5～11.5kg/t半钢的活性石灰、7.5～11.5kg/t半钢的轻烧白云石对炉渣进行降温，然后向炉内兑入的半钢和废钢；
2)再向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰、3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石、14～16kg/t半钢的造渣剂和刚玉渣1.5～2.5kg/t半钢，并同时进行吹炼，使前期炉渣碱度控制在2.0～3.0；
3)前期吹炼过程：氧枪枪位控制在1.3～1.4m吹炼2～3min，然后将枪位提高至1.5～1.6m吹炼5～6min，然后停止吹炼，倒渣；
4)再次向炉内加入3.5～5kg/t半钢的活性石灰和3.5～5kg/t半钢的轻烧白云石，并同时进行吹炼，使后期炉渣碱度控制在3.0～4.0；
5)后期吹炼过程：氧枪枪位控制在1.5～1.7m吹炼；通过观察火焰，当火焰开始有规律收缩，变得柔和、稀薄时，将枪位降低至1.2～1.3m，吹炼结束；
6)吹炼结束后拉碳，测量终点温度和碳含量满足所需钢种要求后，直接出钢；
7)出钢结束后向炉内吹入氮气进行溅渣护炉，然后重复步骤1)～6)的操作，进行下一炉冶炼。
2.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤1)所述的降温是使炉渣的温度降低至1300℃以下。
3.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤1)所述半钢与废钢的质量比为130～140︰3～5。
4.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤2)所述的造渣剂由40～60％wt的SiO2、8～20％wt的CaO、4～10％wt的MnO和12～30％wt的铁氧化物组成。
5.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤2)所述的刚玉渣含有60～70％的Al2O3。
6.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤3)所述的倒渣是要倒掉炉内50％～60％的炉渣。
7.根据权利要求1所述的转炉采用刚玉渣进行双渣法冶炼的方法，其特征在于：步骤3)所述倒渣的时间控制在2～3min。
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