CN107151723A - 双渣全留渣的半钢炼钢方法 - Google Patents

双渣全留渣的半钢炼钢方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种双渣全留渣的半钢炼钢方法。针对现有半钢炼钢冶炼初期渣形成时间晚，脱磷效果差、辅料消耗高等问题，本发明提供一种双渣全留渣的半钢炼钢方法，包括以下步骤：a、第一炉：兑入半钢后，顶吹氧气的同时向炉内加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂，再加入硅铁，持续吹氧，得到钢水和炉渣；b、第二炉：将上一炉所得炉渣全留在炉内，加入酸性复合造渣剂；兑入半钢后持续吹氧，待半钢温度1350～1400℃时，倒掉部分炉渣；再进行二次造渣，得到钢水和炉渣。本发明4～5炉为一个循环，辅料消耗低，前期脱磷快，脱磷效果好。本发明方法操作简单，生产成本低，适宜推广使用。

Description

双渣全留渣的半钢炼钢方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种双渣全留渣的半钢炼钢方法。
背景技术
我国拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，国内攀钢、承钢、昆钢、威钢等钢铁企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼，转炉炼钢的主要原料是经过专用转炉提钒后的半钢，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量为3.4～4.0％，硅、锰元素含量为痕迹，硫质量百分含量≤0.015％，磷质量百分含量0.060～0.080％。因此，半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、并且热量不足等特点。因此，半钢炼钢条件下形成初期渣所需时间长，脱磷率低、且辅料消耗较大。
申请号为201310259446.1公开了一种双渣法冶炼半钢的方法，该发明提供了一种双渣法冶炼半钢的方法，包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉并加入第一批造渣材料进行第一次造渣吹炼，其中，在吹炼开始后的90s内，控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5～2.5m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.5～2.5m；在吹炼开始90s后，控制顶吹氧枪的供氧强度为2.5～3.5m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.8～2.5m；待转炉内的钢水碳含量达到0.40～0.80％时，结束第一次吹炼，倒渣；向转炉内加入第二批造渣材料进行第二次造渣吹炼，在吹炼过程中，控制顶吹氧枪的供氧强度为3.5～4m3/(min·t钢)，氧枪枪位为1.4～2m；吹炼结束后，出钢。该发明的方法能够在保证转炉冶炼过程干法除尘不泄爆、具有更高的脱磷效率且煤气回收量大。但该发明二次造渣后由于时间较短，炉渣不易化透，导致辅料利用率不高。
申请号为201210051975.8的专利公开了一种双渣法高拉碳出钢生产高碳钢的方法，步骤为：按照一定的铁水比向转炉内装入铁水和废钢；转炉冶炼第一阶段以2.8Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂，采用较大底吹流量搅拌；转炉吹炼前期以标准枪位开吹，后逐渐提高枪位；摇炉倒掉部分炉渣；转炉吹炼第二阶段以3.3Nm3/min/t的供氧强度吹炼，向转炉内加入活性石灰、矿石造渣剂；后期采用较高枪位开吹，逐段降枪的枪位制度；在总吹炼氧耗的80～90％内，多批少量加入矿石和萤石；转炉吹炼结束，转炉摇炉倒渣、测温、取样；转炉出钢。该发明的优点在于，克服了出钢过程产生较严重回磷、生产效率低等不足。但该发明炼钢辅料消耗大，且由于萤石不仅对炉衬有侵蚀作用，还对环境造成污染，目前转炉冶炼基本不允许加入萤石。
申请号为200610166514.X的专利公开了一种双渣法生产高碳低磷钢水的转炉工艺，该技术方案包括将高硅高磷铁水送入转炉中采用变枪变氧流量操作进行吹炼，吹炼前期大量去磷，结束时倒去富磷渣；吹炼中期重新造渣抑制回磷并进一步去磷；吹炼后期再次脱磷并调整熔池终点温度和终点碳。该发明方法设备投资小、生产成本低，转炉吹炼后期结束时的终点碳含量达到0.3％～0.8％，同时终点磷含量小于0.015％。该发明前期后二次造渣后都需要大量加入辅料，辅料消耗高。
申请号为201210544071.9的专利公开了一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法。其包括：1)在转炉熔池中存在炉渣的条件下，向转炉熔池中加入造渣材料，并顶吹氧气进行吹炼造渣，当转炉中的熔池温度为1350～1450℃、炉渣的碱度为1.4～2.5、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为12～16重量％时，倒出40～80重量％的炉渣A；2)在顶吹氧气的条件下，再次向转炉熔池中加入造渣材料，当转炉中的熔池温度为1650～1690℃、炉渣的碱度为3.3～4.2、炉渣中的全铁含量按重量百分比计为15～28重量％时，留渣出钢；3)出钢完成后进行溅渣护炉的操作，得到炉渣B；其中，步骤1)中，在加入造渣材料前，存在于转炉熔池中的炉渣为步骤3)得到的全部炉渣B。通过该炼钢方法，能够提高脱磷效果，使磷含量下降到0.007重量％以下。但该发明同样存在辅料消耗高，生产成本高等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：半钢炼钢冶炼初期渣形成时间晚，脱磷效果差、辅料消耗高的问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：提供一种双渣全留渣的半钢炼钢方法。该方法包括以下步骤：
a、半钢冶炼第一炉：兑入半钢后，顶吹氧气的同时向炉内加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，控制终点炉渣碱度为3～4，再加入硅铁，持续吹氧直至冶炼终点，得到终点磷含量≤0.008％的合格钢水和炉渣；
b、半钢冶炼第二炉：将上一炉所得炉渣全留在炉内，加入复合造渣剂，控制炉渣碱度为1.2～2；兑入半钢后持续吹氧，吹氧强度为2～2.5m3/t·min，待半钢温度1350～1400℃时，倒掉部分炉渣；再加入活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂，控制炉渣碱度3～4之间，供氧强度为3.5～4.5m3/t·min，直至冶炼终点,得到合格钢水和炉渣；
c、采用步骤b的方法再冶炼2～3炉。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的硅铁为Si含量≥75wt％的硅铁，加入量为1～2kg/t钢。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的酸性复合造渣剂中SiO2含量≥40wt％；所述酸性复合造渣剂的加入量以CaO/SiO2为3～4为准。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的吹氧强度为：当吹氧进度为0～40％时，吹氧强度为2.5～3.0m3/t·min；当吹氧进度为40～100％时，吹氧强度为3.5～4.5m3/t·min。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的活性石灰和高镁石灰加入量均为10～15kg/t钢。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a、b中所述的活性石灰为CaO含量≥85wt％的石灰，高镁石灰为MgO含量≥40wt％的石灰。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤b中所述的活性石灰和高镁石灰的加入量均为6～10kg/t钢。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤b中所述的部分炉渣为炉渣总量的60～70wt％。
本发明的有益效果为：本发明提供一种双渣全留渣的半钢炼钢方法，第一炉加入硅铁造渣，硅铁中的硅快速熔化并氧化，在提高温度的同时形成SiO2成渣、有利于快速成渣脱磷；之后将上一炉中高碱度、高氧化性的炉渣留于炉内，加入复合渣后形成碱度适宜的炉渣更有利于初期渣的形成和脱磷；同时，本发明脱磷前期满足低温、成渣快的特点，脱磷效果好。本发明4～5炉为一个循环，辅料消耗低，前期脱磷快，每一炉初期渣形成时间均在3min以内，脱磷效果好；每一炉冶炼终点钢水磷含量均在0.008％以内。本发明方法操作简单，生产成本低，适宜推广使用。
具体实施方式
本发明提供一种双渣全留渣的半钢炼钢方法，包括以下步骤：
a、半钢冶炼第一炉：兑入半钢后，顶吹氧气的同时向炉内加入10～15kg/t钢活性石灰、10～15kg/t钢高镁石灰和复合造渣剂，控制终点炉渣碱度为3～4，并加入硅铁，持续吹氧，当吹氧进度为0～40％时，吹氧强度为2.5～3.0m3/t·min；当吹氧进度为40～100％时，吹氧强度为3.5～4.5m3/t·min；直至冶炼终点，得到终点磷含量≤0.008％的合格钢水和炉渣；
b、半钢冶炼第二炉：将上一炉所得炉渣全留在炉内，加入复合造渣剂将炉渣裹干，控制炉渣碱度为1.2～2；兑入半钢后持续吹氧，吹氧强度为2～2.5m3/t·min，待半钢温度1350～1400℃时，倒掉60～70％的炉渣；再加入6～10kg/t钢活性石灰、6～10kg/t钢高镁石灰、复合造渣剂进行二次造渣，控制炉渣碱度3～4之间，供氧强度为3.5～4.5m3/t·min，直至冶炼终点,得到合格钢水和炉渣；
c、采用步骤b的方法再冶炼2～3炉，倒掉炉渣。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的活性石灰为CaO含量≥85wt％的石灰，所述的高镁石灰为MgO含量≥40wt％的石灰。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的硅铁中Si含量≥75wt％，加入量为1～2kg/t钢。
其中，上述双渣全留渣的半钢炼钢方法中，步骤a中所述的造渣剂中SiO2含量≥40wt％；所述造渣剂的加入量以CaO/SiO2为3～4为准。
本发明半钢冶炼第一炉中，加入硅铁进行脱磷，硅铁采用Si含量≥75wt％的硅铁，在冶炼时，硅铁中的硅快速熔化并氧化，在提高温度的同时形成SiO2成渣、有利于快速成渣脱磷，前期脱磷时间短，脱磷效果好。并且，在吹氧脱磷的前期，本发明控制吹氧强度为2.5～3.0m3/t·min，有效的降低了脱磷温度，利于脱磷。
第一炉冶炼完成后，形成的渣具有高碱度、高氧化性的特点，只需要加入造渣剂调整碱度为1.2～2，即可以在前期有效的脱磷；倒掉60～70％的炉渣后，再加入活性石灰、高镁石灰和造渣剂进行脱磷，能节省辅料，节约生产成本。
当采用第二炉的冶炼方法再进行冶炼2～3炉后，前期脱磷效果降低，因此，本发明以4～5炉为一个循环，在能保证脱磷效果的同时，有效的降低了生产成本，具有明显的经济效益。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1采用本发明方法进行半钢炼钢
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.070％。第一炉冶炼时向转炉内兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入活性石灰10kg/t钢，高镁石灰15kg及造渣剂，并加入硅铁1kg/t钢，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.5m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为3.5之间，控制终点炉渣碱度为3，直至吹炼终点，并全留渣用于下一炉前期脱磷。第二炉冶炼利用第一炉全留渣的炉渣进行前期脱磷造渣，上一炉出钢结束后仅加入造渣剂将炉渣裹干，并控制初渣碱度1.2，倒渣温度1350℃，脱磷期氧枪供氧强度为2～2.5m3/t·min，倒掉初期富磷炉渣进行二次造渣。二次造渣时活性石灰加入量为6kg/t钢，高镁石灰10kg，及并加入造渣剂控制炉渣碱度3，供氧强度为3.5m3/t·min，直至冶炼终点并全留渣用于下一炉冶炼。第3、4、5炉均按照第二炉的方法冶炼，第5炉结束后倒掉全部炉渣。
实施例1中：
第1炉初渣形成时间仅为2.8min，终点钢水磷含量为0.007％；
第2炉初渣形成时间仅为2.5min，终点钢水磷含量为0.006％；
第3炉初渣形成时间仅为2.32min，终点钢水磷含量为0.007％；
第4炉初渣形成时间仅为2.41min，终点钢水磷含量为0.006％；
第5炉初渣形成时间仅为2.50min，终点钢水磷含量为0.008％。
实施例2采用本发明方法进行半钢炼钢
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.080％。第一炉冶炼时向转炉内兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入活性石灰15kg/t钢，高镁石灰10kg及酸性复合造渣剂，并加入硅铁1.5kg/t钢，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为2.8之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为4之间，控制终点炉渣碱度3.5，直至吹炼终点，并全留渣用于下一炉前期脱磷。第二炉冶炼利用第一炉全留渣的炉渣进行前期脱磷造渣，上一炉出钢结束后仅加入复合造渣剂将炉渣裹干，并控制初渣碱度1.6之间，倒渣温度1380℃，脱磷期氧枪供氧强度为2.3，倒掉初期富磷炉渣进行二次造渣。二次造渣时活性石灰加入量为10kg/t钢，高镁石灰6kg，并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度3.5，供氧强度为4，直至冶炼终点并全留渣用于下一炉冶炼。第3～7炉均按照第二炉的方法冶炼，第7炉结束后倒掉全部炉渣。
实施例2中：
第1炉初渣形成时间仅为2.7min，终点钢水磷含量为0.007％；
第2炉初渣形成时间仅为2.4min，终点钢水磷含量为0.006％；
第3炉初渣形成时间仅为2.42min，终点钢水磷含量为0.006％；
第4炉初渣形成时间仅为2.45min，终点钢水磷含量为0.007％；
第5炉初渣形成时间仅为2.38min，终点钢水磷含量为0.007％。
第6炉初渣形成时间仅为2.40min，终点钢水磷含量为0.009％。
第7炉初渣形成时间仅为2.43min，终点钢水磷含量为0.010％。
由实施例2可看出，采用本发明方法冶炼第三炉时效果最优，超过5炉后初渣形成时间增加，并且终点钢水磷含量升高，效果不好。
实施例3采用本发明方法进行半钢炼钢
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％。第一炉冶炼时向转炉内兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入活性石灰12kg/t钢，高镁石灰12kg及酸性复合造渣剂，并加入硅铁2kg/t钢，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为3.0之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为4.5之间，控制终点炉渣碱度4，直至吹炼终点，并全留渣用于下一炉前期脱磷。第二炉冶炼利用第一炉全留渣的炉渣进行前期脱磷造渣，上一炉出钢结束后仅加入复合造渣剂将炉渣裹干，并控制初渣碱度2，倒渣温度1400℃，脱磷期氧枪供氧强度为2.5m3/t·min，倒掉初期富磷炉渣进行二次造渣。二次造渣时活性石灰加入量为8kg/t钢，高镁石灰8kg,及并加入酸性复合造渣剂，控制炉渣碱度4，供氧强度为4.5，直至冶炼终点并全留渣用于下一炉冶炼。第3、4、5炉均按照第二炉的方法冶炼，第5炉结束后倒掉全部炉渣。
实施例3中：
第1炉初渣形成时间仅为2.6min，终点钢水磷含量为0.006％；
第2炉初渣形成时间仅为2.3min，终点钢水磷含量为0.005％；
第3炉初渣形成时间仅为2.46min，终点钢水磷含量为0.007％；
第4炉初渣形成时间仅为2.49min，终点钢水磷含量为0.006％；
第5炉初渣形成时间仅为2.51min，终点钢水磷含量为0.006％。
对比例1不加入硅铁进行半钢炼钢
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％。第一炉冶炼时向转炉内兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入活性石灰12kg/t钢，高镁石灰12kg及酸性复合造渣剂，开吹后即加入无烟煤增碳剂吨钢2-4kg，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为3.0之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为4.5之间，控制终点炉渣碱度4，直至吹炼终点，并全留渣用于下一炉前期脱磷。第二炉冶炼利用第一炉全留渣的炉渣进行前期脱磷造渣，上一炉出钢结束后仅加入复合造渣剂将炉渣裹干，并控制初渣碱度2，倒渣温度1400℃，脱磷期氧枪供氧强度为2.5m3/t·min，倒掉初期富磷炉渣进行二次造渣。二次造渣时活性石灰加入量为8kg/t钢，高镁石灰8kg,及并加入酸性复合造渣剂，控制炉渣碱度4，供氧强度为4.5，直至冶炼终点并全留渣用于下一炉冶炼。第3、4、5炉均按照第二炉的方法冶炼，第5炉结束后倒掉全部炉渣。
对比例1中：
第1炉初渣形成时间为3.7min，终点钢水磷含量为0.010％；
第2炉初渣形成时间仅为3.8min，终点钢水磷含量为0.011％；
第3炉初渣形成时间仅为4.2min，终点钢水磷含量为0.009％；
第4炉初渣形成时间仅为3.9min，终点钢水磷含量为0.009％；
第5炉初渣形成时间仅为4.0min，终点钢水磷含量为0.010％。
对比例2不采用本发明的参数条件进行半钢炼钢
某厂120t转炉采用半钢炼钢，入炉半钢磷含量为0.075％。第一炉冶炼时向转炉内兑入半钢后，开吹的同时向炉内加入活性石灰12kg/t钢，高镁石灰12kg及酸性复合造渣剂，并加入硅铁2kg/t钢，吹氧进度为0～40％时，氧枪供氧强度为3.0，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为4.5，控制终点炉渣碱度4，直至吹炼终点，并全留渣用于下一炉前期脱磷。第二炉冶炼利用第一炉全留渣的炉渣进行前期脱磷造渣，上一炉出钢结束后仅加入复合造渣剂将炉渣裹干，并控制初渣碱度2，倒渣温度1550℃，脱磷期氧枪供氧强度为2.5m3/t·min，倒掉初期富磷炉渣进行二次造渣。二次造渣时活性石灰加入量为8kg/t钢，高镁石灰8kg,及并加入酸性复合造渣剂，控制炉渣碱度4，供氧强度为4.5，直至冶炼终点并全留渣用于下一炉冶炼。第3、4、5炉均按照第二炉的方法冶炼，第5炉结束后倒掉全部炉渣。
对比例2中：
第1炉初渣形成时间仅为2.6min，终点钢水磷含量为0.009％；
第2炉初渣形成时间仅为2.3min，终点钢水磷含量为0.010％；
第3炉初渣形成时间仅为2.46min，终点钢水磷含量为0.011％；
第4炉初渣形成时间仅为2.49min，终点钢水磷含量为0.010％；
第5炉初渣形成时间仅为2.51min，终点钢水磷含量为0.010％。
由实施例和对比例可知，本发明在冶炼第一炉通过加入硅铁，并调整到适宜的碱度，保持适宜的吹氧强度，能够减少初期渣形成时间，降低终点钢水磷含量；第一炉冶炼后的炉渣可用于后续造渣，连续冶炼4～5炉的脱磷效果都较好，超过5炉之后，需要再重复第一炉的操作，才能有效的减少初渣形成时间，降低钢水磷含量。

Claims (10)

1.双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、半钢冶炼第一炉：兑入半钢后，顶吹氧气的同时向炉内加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，控制终点炉渣碱度为3～4，再加入硅铁，持续吹氧直至冶炼终点，得到终点磷含量≤0.008％的合格钢水和炉渣；
b、半钢冶炼第二炉：将上一炉所得炉渣全留在炉内，加入复合造渣剂，控制炉渣碱度为1.2～2；兑入半钢后持续吹氧，吹氧强度为2～2.5m3/t·min，待半钢温度1350～1400℃时，倒掉部分炉渣；再加入活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂，控制炉渣碱度3～4之间，供氧强度为3.5～4.5m3/t·min，直至冶炼终点,得到合格钢水和炉渣；
c、采用步骤b的方法再冶炼2～3炉。
2.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的硅铁为Si含量≥75wt％的硅铁。
3.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的硅铁加入量为1～2kg/t钢。
4.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的复合造渣剂中SiO2含量≥40wt％。
5.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的复合造渣剂加入量以CaO/SiO2为3～4为准。
6.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的吹氧强度为：当吹氧进度为0～40％时，吹氧强度为2.5～3.0m3/t·min；当吹氧进度为40～100％时，吹氧强度为3.5～4.5m3/t·min。
7.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a中所述的活性石灰和高镁石灰加入量均为10～15kg/t钢。
8.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤a、b中所述的活性石灰为CaO含量≥85wt％的石灰，高镁石灰为MgO含量≥40wt％的石灰。
9.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤b中所述的活性石灰和高镁石灰的加入量均为6～10kg/t钢。
10.根据权利要求1所述的双渣全留渣的半钢炼钢方法，其特征在于：步骤b中所述的部分炉渣为炉渣总量的60～70wt％。
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