CN107385141A - 一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法 - Google Patents

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单庆林
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徐伟
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Abstract

本发明公开了一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将低碳钢精炼渣堆冷、粉碎；（2）将粉碎后的精炼渣添加粘结剂压成精炼渣球后上转炉料仓；（3）加入精炼渣球降低高碳钢冶炼终点渣中铁珠含量。终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：50.5‑51%，SiO2：14.9‑18.6%，MgO：8.2‑8.5%，Al2O3：2.3‑2.6%，FeO：13.4‑15.3%，MnO：2.57‑2.87%，S：0.09‑0.14%。本发明方法操作简单、适用性强、稳定性高；与原工艺相比终渣Al2O3含量升高0.6‑0.9%，高碳钢终渣黏度降低，转炉终点渣中的铁珠含量降低3‑5%。

Description

一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法。
背景技术
高碳钢具有高的强度和硬度、高的弹性极限和疲劳极限等特点，广泛应用于汽车、刀具、锯片、机械结构件、弹簧、建材、家电、电子、食品包装等行业。
出于提高钢水纯净度以及降低高碳钢冶炼成本的目的，转炉作业区在冶炼高碳钢时选择高拉碳法，高碳钢操作规程要求转炉终点C≥0.10%。理论研究表明，当WCaO≥40%时，且WFeO≤16%（高拉碳工艺的必然结果），炉渣内存在未熔化的石灰粒子，炉渣黏度达到0.40Pa·S，炉渣中铁珠含量达到10%左右。通过冶炼过程中添加精炼渣球，在不改变高拉碳工艺的基础上可以降低炉渣黏度，最终降低转炉终渣中的铁珠含量。
高碳钢炉渣带铁的原因为炉渣中高熔点物质紧紧包裹住进入其中的液滴，液滴在渣-金界面的附着力大于液滴本身的重力，液滴粘附在炉渣中难以沉降。转炉溅渣结束液滴变为铁珠，倒渣时随炉渣进入渣罐。因而，唐钢热轧部原有工艺在生产高碳钢时，倒渣铁珠含量高达10%左右。
唐钢热轧部原工艺生产高碳钢时，终点温度控制在1625-1660℃，终点C≥0.10%。取终点渣样进行分析，渣中MgO含量在9-11%，渣中WFeO为11.5-16.0%，炉渣碱度在2.8-3.3之间。取WMgO=10.2%，WFeO=14.7%，WCaO=48.9%，熔渣碱度为3.1，终点温度为1630℃的炉渣进行岩相分析，经岩相分析可以知唐钢热轧部高碳钢生产原工艺的岩相成分主要为硅酸二钙(C2S)，渣中可见明显的铁珠，铁珠周围聚集有少量FeO，其余FeO分布在炉渣中。熔融后称重铁珠含量占总渣量的平均为9.7%。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）粉料：将低碳钢精炼渣堆冷、粉碎；
（2）制球：将粉碎后的精炼渣添加粘结剂压成精炼渣球后上转炉料仓；
（3）转炉冶炼：加入精炼渣球降低高碳钢冶炼终点渣中铁珠含量。
本发明所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Fe：0.17～0.62%，Al2O3：17～26%。
本发明所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣堆冷时间为48-72h。
本发明所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣粉碎粒度为0.045-0.075mm。
本发明所述步骤（2）中，粉碎后的精炼渣与粘结剂比例85-95:5-15。
本发明所述步骤（2）中，精炼渣球直径为20-50mm。
本发明所述步骤（3）中，高碳钢吹炼10-12min时出现返干现象，然后加入精炼渣球。
本发明所述步骤（3）中，精炼渣球加入量为2-3kg/t钢，帮助化渣，降低转炉终渣黏度。
本发明所述步骤（3）中，加入精炼渣球1-2min后炉渣迅速融化，炉口火焰变软，有渣片飞出，之后进行压枪操作，压枪0.5-1.5min后拉碳。
本发明所述步骤（3）中，终点渣中铁珠含量占炉渣重量的3-5%；终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：50.5-51%，SiO2：14.9-18.6%，MgO：8.2-8.5%，Al2O3：2.3-2.6%，FeO：13.4-15.3%，MnO：2.57-2.87%，S：0.09-0.14%。
本发明实施过程中，转炉冶炼高碳钢时吹炼至10-12min出现返干现象后加入精炼渣球，只需将吹炼枪位提高100-150mm，无需如原工艺一样提高枪位500-600mm，并且片状炉渣飞出后即可压枪，压枪时间比原工艺延长1min左右，终渣FeO与原工艺持平。使用精炼渣球后的吹炼枪位如图2所示。
本发明采用的低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Ca：33～37%，MgO：9～11%，SiO2：3～6%，Fe：0.17～0.62%，Al2O3：17～26%，MnO：0.58～0.75%，P2O5：0.15～0.23%，S：0.44～0.63%，FeO：0.21～0.79%，CaO：45～51%，碱度8～16。
本发明所采用的粘结剂为市场上常规购得的粘结剂，满足精炼渣成球的要求即可，本发明实施例中使用的粘结剂为保定京素生物科技有限公司BY-1粉末粘合剂，但该粘结剂并不作为限定本发明的条件。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明方法操作简单、适用性强、稳定性高。2、与原工艺相比终渣Al2O3含量升高0.6-0.9%，高碳钢炉渣融化较好，渣中未有明显可见的铁珠，转炉终点渣中的铁珠含量降低。
附图说明
图1为实施例1的高碳钢炉渣岩相分析图；
图2为本发明使用精炼渣球后的吹炼枪位图；
图3为对比例1的高碳钢炉渣岩相分析图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，实施例中以实际生产的150吨转炉规格为例。
实施例1
本实施例降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法包括以下步骤：
（1）将低碳钢精炼渣堆冷70h，然后粉碎为0.045mm粒度；
（2）将粉碎后的精炼渣与粘结剂，按95:5比例混合压成直径为20mm精炼渣球，然后上转炉料仓；
低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Fe：0.32%，Al2O3：21.75%；
（3）高碳钢吹炼10min时出现返干现象，然后加入2.0kg/t钢的精炼渣球帮助化渣，加入精炼渣球1.5min后炉渣迅速融化，炉口火焰变软，有渣片飞出，终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：50.95%，SiO2：14.9%，MgO：8.5%，Al2O3：2.31%，FeO：13.39%，MnO：2.57%，S：0.09%。
与原工艺相比终渣Al2O3含量升高0.6%，高碳钢终渣黏度降低，渣中未有明显可见的铁珠，渣中的铁珠含量降低，熔融后铁珠重量占炉渣重量的4.73%。高碳钢炉渣岩相分析图见图1。（其余实施例炉渣岩相分析图与图1相似，故省略。）
实施例2
本实施例降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法包括以下步骤：
（1）将低碳钢精炼渣堆冷72h，然后粉碎为0.060mm粒度；
（2）将粉碎后的精炼渣与粘结剂，按85:15比例混合压成直径为35mm精炼渣球，然后上转炉料仓；
低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Fe：0.17%，Al2O3：17.00%；
（3）高碳钢吹炼12min时出现返干现象，然后加入2.5kg/t钢的精炼渣球帮助化渣，加入精炼渣球1min后炉渣迅速融化，炉口火焰变软，有渣片飞出，终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：51.1%，SiO2：18.2%，MgO：8.2%，Al2O3：2.6%，FeO：14.4%，MnO：2.87%，S：0.14%。
与原工艺相比终渣Al2O3含量升高0.9%，高碳钢终渣黏度降低，渣中未有明显可见的铁珠，渣中的铁珠含量降低，熔融后铁珠重量占炉渣重量的3.0%。
实施例3
本实施例降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法包括以下步骤：
（1）将低碳钢精炼渣堆冷48h，然后粉碎为0.075mm粒度；
（2）将粉碎后的精炼渣与粘结剂，按90:10比例混合压成直径为50mm精炼渣球，然后上转炉料仓；
低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Fe：0.62%，Al2O3：26.00%；
（3）高碳钢吹炼11min时出现返干现象，然后加入3.0kg/t钢的精炼渣球帮助化渣，加入精炼渣球2.0min后炉渣迅速融化，炉口火焰变软，有渣片飞出，终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：50.45%，SiO2：18.55%，MgO：8.4%，Al2O3：2.5%，FeO：15.3%，MnO：2.84%，S：0.11%。
与原工艺相比终渣Al2O3含量升高0.8%，高碳钢终渣黏度降低，渣中未有明显可见的铁珠，渣中的铁珠含量降低，熔融后铁珠重量占炉渣重量的4.06%。
对比例1
本对比例提供唐钢热轧部原工艺生产高碳钢，具体如下：
原工艺在吹炼至10-12min时出现返干现象，单纯依靠提高氧枪枪位500-600mm进行化渣操作，化渣2-3min后依然未见火焰变软，没有渣片飞出，被迫减少压枪时间至0.3-0.5min，之后提枪拉碳。
与实施例终点控制相同，终点温度在1625-1660℃，终点C≥0.10%；取终点渣样进行分析，渣中MgO含量在9-11%，渣中WFeO为11.5-16.0%，炉渣碱度在2.8-3.3之间。取WMgO=10.2%，WFeO=14.7%，WCaO=48.9%，熔渣碱度为3.1，终点温度为1630℃的炉渣进行岩相分析，经岩相分析可以知唐钢热轧部高碳钢生产原工艺的岩相成分主要为硅酸二钙(C2S)，渣中可见明显的铁珠，铁珠周围聚集有少量FeO，其余FeO分布在炉渣中。熔融后称重铁珠含量占总渣量的9.7%。高碳钢炉渣岩相分析图见图3。
表1 原工艺终点炉渣化学成分及质量百分含量
由上述实施例和对比例高碳钢熔融后称重铁珠含量占总渣量的数据可知，本发明方法生产的高碳钢熔融后称重铁珠含量占总渣量明显降低。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）粉料：将低碳钢精炼渣堆冷、粉碎；
（2）制球：将粉碎后的精炼渣添加粘结剂压成精炼渣球后上转炉料仓；
（3）转炉冶炼：加入精炼渣球降低高碳钢冶炼终点渣中铁珠含量。
2.根据权利要求1所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣成分质量百分含量如下：Fe：0.17～0.62%，Al2O3：17～26%。
3.根据权利要求1所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣堆冷时间为48-72h。
4.根据权利要求1所述的一种降低高碳钢终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，低碳钢精炼渣粉碎粒度为0.045-0.075mm。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，粉碎后的精炼渣与粘结剂比例85-95:5-15。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，精炼渣球直径为20-50mm。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，高碳钢吹炼10-12min时出现返干现象，然后加入精炼渣球。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，精炼渣球加入量为2-3kg/t钢。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，加入精炼渣球1-2min后炉渣迅速融化，炉口火焰变软，有渣片飞出，之后进行压枪操作，压枪0.5-1.5min后拉碳。
10.根据权利要求1-3任意一项所述的一种降低高碳钢转炉终点渣中铁珠含量的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，终点渣中铁珠含量占炉渣重量的3-5%；终点炉渣化学成分及质量百分含量为：CaO：50.5-51%，SiO2：14.9-18.6%，MgO：8.2-8.5%，Al2O3：2.3-2.6%，FeO：13.4-15.3%，MnO：2.57-2.87%，S：0.09-0.14%。
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