CN107858474A - 超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法 - Google Patents

超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，包括：转炉冶炼时采用挡渣出钢，控制出钢时间为4‑6分钟，控制渣层厚度≤80mm；转炉出钢过程中加入白灰和萤石；转炉出钢过程中进行在线底吹氩，转炉出钢结束时关闭底吹；底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球；第一高钙铝渣球加料结束后进行钢包加盖，对钢包进行RH精炼；RH精炼过程中，在脱碳结束后取炉渣试样，分析炉渣成分及含量，测定钢液溶解氧含量；RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球及白灰或铝矾土，进行钢包加盖。本发明提供的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，降低了超低碳钢炉渣氧化性以及提高了超低碳钢炉渣的吸附性。

Description

超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法。
背景技术
超低碳钢炉渣氧化性控制是生产洁净钢的关键因素，炉渣氧化性较高会导致钢液二次氧化，进而恶化钢液洁净度。但是由于超低碳钢深脱碳的要求，大部分钢厂很难完成精炼结束炉渣FeOt≤5wt％的控制要求。除此以外，为了提高钢液洁净度还要保证炉渣对夹杂物较强的吸附能力。
目前，钢厂超低碳钢的冶炼生产多采用转炉→RH精炼→连铸工艺，其中RH精炼前期需要借助钢液溶解氧完成深脱碳任务，反应为[C]+[O]→CO(g)，为了保证钢液中足够的溶解氧就不能将炉渣中FeOt降低的太多，这是制约超低碳钢炉渣氧化性降低的难点。在炉渣低氧化性控制基础上，为保证炉渣对夹杂物的吸附，需要精准控制炉渣中CaO、Al2O3等组元的成分，以使得炉渣的熔点、黏度等理化特性控制在合理范围内。在超低碳钢传统冶炼工艺中，或者不进行炉渣改质，或者只是在转炉炉后加入定量的高钙铝渣球，但是炉渣氧化性很难降得很低，且波动性很大，并且无法保证炉渣吸附性。
发明内容
本发明通过提供一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，解决了现有技术中超低碳钢炉渣氧化性高及吸附性低的技术问题。
本发明提供了一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，包括：
转炉冶炼时采用挡渣出钢，控制出钢时间为4-6分钟，控制渣层厚度≤80mm；
转炉出钢过程中加入白灰和萤石；
转炉出钢过程中进行在线底吹氩，转炉出钢结束时关闭底吹；
底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球；
所述第一高钙铝渣球加料结束后进行钢包加盖，对钢包进行RH精炼；
RH精炼过程中，在脱碳结束后取炉渣试样，分析炉渣成分及含量，测定钢液溶解氧含量；
RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球及白灰或铝矾土，进行钢包加盖。
进一步地，底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球时，所述第一高钙铝渣球加入量根据转炉终点含氧量t动态控制；
当所述t＜500ppm时，所述第一高钙铝渣球加入量为288kg；
当500ppm≤t≤850ppm时，所述第一高钙铝渣球的加入量为0.00135t2-1.41872t+660kg；
当所述t＞850ppm时，所述第一高钙铝渣球的加入量为430kg。
进一步地，RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球时，所述第二高钙铝渣球加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当所述x≥3时，所述第二高钙铝渣球加入量为0.11x2+15.26x-46.77Kg；
当所述x＜3时，所述第二高钙铝渣球加入量为0。
进一步地，RH精炼结束后向渣面加入白灰或铝矾土的加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当所述x≥3时，根据第一模型计算
A＝(0.01x2+1.6x+15.8(CaO)-4.91)/(0.06x2+7.97x+0.397[O]+15.8(Al2O3)-24.41)；
当所述A＜1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(0.06x2+7.96x+0.476[O]-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)-24.42)/0.85；
当所述A＞1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(-0.06x2-7.96x-0.476[O]+15.8(CaO)-18.96(Al2O3)+24.42)/(0.85×1.2)；
当所述A＝1.2时，不加入白灰或铝矾土；
当所述x＜3时，根据第二模型计算B＝15.8(CaO)/(0.397[O]+15.8(Al2O3))的值；
当所述B＜1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)+0.476[O])/0.85；
当所述B＞1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(15.8(CaO)-18.96(Al2O3)-0.476[O])/(0.85×1.2)；
当所述B＝1.2时，不加入白灰和铝矾土；
其中，所述(CaO)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的CaO含量，单位为wt％；所述(Al2O3)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的Al2O3含量，单位为wt％；[O]为RH精炼过程脱碳结束后的钢液溶解氧，单位为ppm。
进一步地，所述转炉出钢过程中加入白灰和萤石，包括：
转炉出钢过程中，按顺序在钢包内加入100kg白灰、100kg萤石及300kg白灰。
进一步地，转炉出钢过程中在线底吹氩的单路流量控制为100-500NI/min。
本发明提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点：
本发明提供的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，在转炉工序、精炼工序分两阶段加入渣料和炉渣改质剂，在每个阶段进行精准加料，并对工况条件、加料时机、加料顺序等严格控制，最终可以实现炉渣目标成分的精确控制，降低了超低碳钢炉渣氧化性以及提高了超低碳钢炉渣的吸附性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法流程图。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，解决了现有技术中超低碳钢炉渣氧化性高及吸附性低的技术问题。
参见图1，本发明实施例提供了一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，该方法包括：
步骤S10、转炉冶炼时采用挡渣出钢，控制出钢时间为4-6分钟，控制渣层厚度≤80mm。
步骤S20、转炉出钢过程中加入白灰和萤石。步骤20具体包括：转炉出钢过程中，按顺序在钢包内加入100kg白灰、100kg萤石及300kg白灰。
步骤S30、转炉出钢过程中进行在线底吹氩，转炉出钢结束时关闭底吹。其中，在线底吹氩的单路流量控制为100-500NI/min。
步骤S40、底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球。
底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球时，第一高钙铝渣球加入量根据转炉终点含氧量t动态控制：当t＜500ppm时，第一高钙铝渣球加入量为288kg；当500ppm≤t≤850ppm时，第一高钙铝渣球的加入量为0.00135t2-1.41872t+660kg；当t＞850ppm时，第一高钙铝渣球的加入量为430kg。
步骤S50、第一高钙铝渣球加料结束后进行钢包加盖，对钢包进行RH精炼；
步骤S60、RH精炼过程中，在脱碳结束后取炉渣试样，分析炉渣成分及含量，测定钢液溶解氧含量；
步骤S70、RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球及白灰或铝矾土，进行钢包加盖。
RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球时，第二高钙铝渣球加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当x≥3时，第二高钙铝渣球加入量为0.11x2+15.26x-46.77Kg；
当x＜3时，第二高钙铝渣球加入量为0。
RH精炼结束后向渣面加入白灰或铝矾土的加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当x≥3时，根据第一模型计算
A＝(0.01x2+1.6x+15.8(CaO)-4.91)/(0.06x2+7.97x+0.397[O]+15.8(Al2O3)-24.41)；
当A＜1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(0.06x2+7.96x+0.476[O]-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)-24.42)/0.85；
当A＞1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(-0.06x2-7.96x-0.476[O]+15.8(CaO)-18.96(Al2O3)+24.42)/(0.85×1.2)；
当A＝1.2时，不加入白灰或铝矾土；
当x＜3时，根据第二模型计算B＝15.8(CaO)/(0.397[O]+15.8(Al2O3))的值；
当B＜1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)+0.476[O])/0.85；
当B＞1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(15.8(CaO)-18.96(Al2O3)-0.476[O])/(0.85×1.2)；
当B＝1.2时，不加入白灰和铝矾土；
其中，(CaO)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的CaO含量，单位为wt％；(Al2O3)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的Al2O3含量，单位为wt％；[O]为RH精炼过程脱碳结束后的钢液溶解氧，单位为ppm。
需要说明的是，上述步骤S10-S70的顺序可根据实际工况合理调整，本发明实施例不作限制。
下面结合具体的实施例对本发明提供的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法进行说明：.
实施例1：
某炉次超低碳钢冶炼过程中，出钢时间为5分钟，采用挡渣出钢，渣层厚度为60-70mm，该炉次转炉终点氧是650ppm。转炉出钢过程加入白灰和萤石，渣料加入顺序和加入量为：白灰100kg→萤石100kg→白灰300kg；渣料随钢流加入，出钢1/5前全部加完。出钢过程中控制在线底吹氩，流量按单路100～500Nl/min控制，出钢结束抬炉关闭底吹，出完钢不进行强搅拌操作，待底吹关闭渣面平静后往渣面加入第一高钙铝渣球，第一高钙铝渣球的加入量是308kg。加料结束后机械手自动完成钢包加盖，之后钢包运至RH精炼工位进行精炼操作。
RH精炼过程在脱碳结束后立即取炉渣试样，对炉渣进行自动快速分析，同时测定钢液溶解氧是400ppm，根据分析结果炉渣FeOt含量是7wt％，CaO含量是40wt％，Al2O3含量是34wt％，根据模型计算结果，RH精炼结束向渣面加入第二高钙铝渣球65kg、白灰279kg，加入顺序为：第二高钙铝渣球→白灰。RH精炼结束后机械手自动完成钢包加盖，保证钢包内温度，完成加入炉料的快速化渣，根据吊包前炉渣分析结果，渣中FeOt含量为3.39wt％，CaO/Al2O3之比为1.27，进而实现炉渣低氧化性和高吸附性的双重控制。
实施例2：
某炉次超低碳钢冶炼过程中，出钢时间为5分钟，采用挡渣出钢，渣层厚度为70-80mm，该炉次转炉终点氧是803ppm，转炉出钢过程加入白灰和萤石，渣料加入顺序和加入量为：白灰100kg→萤石100kg→白灰300kg，渣料随钢流加入，出钢1/5前全部加完，出钢过程中控制在线底吹氩，流量按单路100-500Nl/min控制，出钢结束抬炉关闭底吹，出完钢不进行强搅拌操作，待底吹关闭渣面平静后往渣面加入第一高钙铝渣球，第一高钙铝渣球的加入量是391kg。加料结束后机械手自动完成钢包加盖，之后钢包运至RH精炼工位进行精炼操作。
RH精炼过程在脱碳结束后立即取炉渣试样，对炉渣进行自动快速分析，同时测定钢液溶解氧是377ppm，根据分析结果炉渣FeOt含量是9wt％，CaO含量是43wt％，Al2O3含量是31wt％，根据模型计算结果，RH精炼结束向渣面加入第二高钙铝渣球99kg、白灰165kg，加入顺序为：第二高钙铝渣球→白灰。RH精炼结束后机械手自动完成钢包加盖，保证钢包内温度，完成加入炉料的快速化渣，根据吊包前炉渣分析结果，渣中FeOt含量为3.86％，CaO/Al2O3之比为1.30，进而实现炉渣低氧化性和高吸附性的双重控制。
本发明实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点：
本发明实施例提供的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，在转炉工序、精炼工序分两阶段加入渣料和炉渣改质剂，在每个阶段进行精准加料，并对工况条件、加料时机、加料顺序等严格控制，最终可以实现炉渣目标成分的精确控制，降低了超低碳钢炉渣氧化性以及提高了超低碳钢炉渣的吸附性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实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，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，包括：
转炉冶炼时采用挡渣出钢，控制出钢时间为4-6分钟，控制渣层厚度≤80mm；
转炉出钢过程中加入白灰和萤石；
转炉出钢过程中进行在线底吹氩，转炉出钢结束时关闭底吹；
底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球；
所述第一高钙铝渣球加料结束后进行钢包加盖，对钢包进行RH精炼；
RH精炼过程中，在脱碳结束后取炉渣试样，分析炉渣成分及含量，测定钢液溶解氧含量；
RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球及白灰或铝矾土，进行钢包加盖。
2.如权利要求1所述的超低碳钢炉渣低氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，底吹关闭且渣面平静后向渣面加入第一高钙铝渣球时，所述第一高钙铝渣球加入量根据转炉终点含氧量t动态控制；
当所述t<500ppm时，所述第一高钙铝渣球加入量为288kg；
当500ppm≤t≤850ppm时，所述第一高钙铝渣球的加入量为0.00135t2-1.41872t+660kg；
当所述t>850ppm时，所述第一高钙铝渣球的加入量为430kg。
3.如权利要求1所述的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，RH精炼结束后向渣面加入第二高钙铝渣球时，所述第二高钙铝渣球加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当所述x≥3时，所述第二高钙铝渣球加入量为0.11x2+15.26x-46.77Kg；
当所述x<3时，所述第二高钙铝渣球加入量为0。
4.如权利要求1-3任一项所述的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，RH精炼结束后向渣面加入白灰或铝矾土的加入量与RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的FeOt含量x满足：
当所述x≥3时，根据第一模型计算
A＝(0.01x2+1.6x+15.8(CaO)-4.91)/(0.06x2+7.97x+0.397[O]+15.8(Al2O3)-24.41)；
当所述A<1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(0.06x2+7.96x+0.476[O]-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)-24.42)/0.85；
当所述A>1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(-0.06x2-7.96x-0.476[O]+15.8(CaO)-18.96(Al2O3)+24.42)/(0.85×1.2)；
当所述A＝1.2时，不加入白灰或铝矾土；
当所述x<3时，根据第二模型计算B＝15.8(CaO)/(0.397[O]+15.8(Al2O3))的值；
当所述B<1.2时，则加入白灰，白灰加入量为
(-15.8(CaO)+18.96(Al2O3)+0.476[O])/0.85；
当所述B>1.2时，则加入铝矾土，铝矾土加入量为
(15.8(CaO)-18.96(Al2O3)-0.476[O])/(0.85×1.2)；
当所述B＝1.2时，不加入白灰和铝矾土；
其中，所述(CaO)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的CaO含量，单位为wt％；所述(Al2O3)为RH精炼过程脱碳结束后炉渣中的Al2O3含量，单位为wt％；[O]为RH精炼过程脱碳结束后的钢液溶解氧，单位为ppm。
5.如权利要求1所述的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，所述转炉出钢过程中加入白灰和萤石，包括：
转炉出钢过程中，按顺序在钢包内加入100kg白灰、100kg萤石及300kg白灰。
6.如权利要求1所述的超低碳钢炉渣氧化性及吸附性的控制方法，其特征在于，转炉出钢过程中在线底吹氩的单路流量控制为100-500NI/min。
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