CN108018402B - 一种低成本渣洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种低成本渣洗方法。在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于下一炉次出钢过程中的渣洗操作。本发明的方法工艺简单、成本低，造渣料消耗少，回收利用了精炼渣的热量，对生产顺行无影响，相比于热态精炼渣循环利用有明显的优越性。硫能被有效脱除。

Description

一种低成本渣洗方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种低成本渣洗方法。
背景技术
炼钢过程中的渣洗操作是在转炉或电炉的出钢过程中，将吸附夹杂能力强的合成渣加入钢包内，在出钢过程中，出钢钢流冲击钢包内的合成渣，充分搅拌，钢液与合成渣充分接触，合成渣吸附夹杂并脱除钢液中的[S],使钢液得到渣洗净化。渣洗料为富含CaO、Al2O3的铝酸钙渣系和脱氧剂的混合物。
在炼钢生产中的连铸流程中，钢包内的钢液浇铸结束后，钢包内会留有一部分精炼渣，目前大部分钢厂是将精炼渣倒入渣盆中，然后将其与普通转炉废渣混合堆放在渣场待处理，占用了大量的土地资源，由于渣中CaO含量较高，该渣很难在水泥、陶瓷等行业中大规模利用，主要用于筑路，外售价格约为几元/吨。这种处理方法不仅环境污染严重，且利用价值极低，白白浪费了大量资源。还有一部分钢厂做过热态LF炉精炼渣的循环利用研究，但是由于每炉次的精炼渣渣量较多，渣量约为20～30kg/吨钢，把这些热态LF炉精炼渣全部倒入下一炉次的钢包中会引起渣量大、取样困难等问题，并且由于钢水罐浇铸完了与转炉出钢时间节点有时会存在偏差，很难将精炼渣的回收作业固定在某一特定的工序点，生产组织操作难，且把精炼渣从钢水浇铸完了的钢包倒入下一炉次钢包的过程给行车的组织运行带来较大的不便，甚至需要增加行车。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种低成本渣洗的方法。
本发明提供一种低成本渣洗的方法，其方法为：在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于下一炉次出钢过程中的渣洗操作。具体操作步骤如下：
1)在连铸浇铸结束后，将钢包内的精炼渣倒出部分至渣盆中，钢包内仍然留存5～10kg/吨钢的精炼渣。
2)向钢包内加入2～3kg/吨钢脱氧剂。
3)通过多孔喷枪向钢包内吹氮气或氩气、通过钢包底部透气砖向钢包内吹氮气或氩气，共喷吹1～5分钟，使脱氧剂和精炼渣混合均匀，在混合过程中，脱氧剂和精炼渣之间传递热量，精炼渣温度降低至800～1100℃，脱氧剂升温至800～1100℃，精炼渣和脱氧剂混合冷凝成为固态颗粒状。
4)钢包更换完水口后，钢包重新被运往转炉或电炉区域接钢水，转炉或电炉出钢过程中，钢水冲击钢包底部的精炼渣和脱氧剂的混合物，钢液与精炼渣和脱氧剂剧烈混合，脱氧剂与钢水中溶解氧发生脱氧反应生成脱氧产物，精炼渣吸附脱氧产物并逐渐上浮至钢包顶部，精炼渣碱度较高，有一定的脱硫效果，精炼渣能脱除钢液中的部分硫。
优选的，步骤1)所述的精炼渣的成份为：CaO％:45～60％,Al2O3：15～35％，SiO2：5～15％，MgO:4～10％，FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
优选的，步骤2)所述的脱氧剂可以为碳化钙、碳化硅、铝铁、硅铁等常用脱氧剂。
优选的，步骤2)所述的精炼渣和脱氧剂混合冷凝后的成份为：CaO％:25～50％,Al2O3：8～25％，SiO2：0～10％，MgO:2～10％，Al:0～30％,单质Fe:0～25％，CaC2:0～20％,SiC:0～20％,FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
优选的，步骤3)所述的多孔喷枪含有1个主喷头和2～3个副喷头，主喷头和副喷头之间的夹角为5～25°，多孔喷枪内气压0.12～0.3Mpa，钢包底部透气砖内的气压为0.2～0.4Mpa。
本发明的优点
1、采用氮气或氩气搅拌精炼渣和脱氧剂的过程中，精炼渣温度下降，精炼渣和脱氧剂混合后冷凝成固态颗粒状，在后续的钢包运输、等待过程中，精炼渣不会在包底出现结壳和烧结现象，不会堵塞透气砖，对钢包底吹氩气无影响，对生产顺行无影响，相比于热态精炼渣循环利用有明显的优越性。
2、采用低成本精炼废渣和脱氧剂在钢包内来制作渣洗用合成渣料，工艺简单、成本低，并且混合精炼废渣和脱氧剂在搅拌过程中发生传热现象，制作完成的合成渣料温度约为800～1100℃，回收利用了精炼渣的热量，合成渣在渣洗过程中能快速熔化。
3、采用低成本精炼废渣和脱氧剂制作成的合成渣料属于熟料，熔点低，能快速熔化，能减少后续精炼过程中的成渣时间，并能减少造渣料消耗。
4、结合了热态精炼渣循环利用和渣洗的优点，在钢包内的高温环境下，精炼渣与脱氧剂发生混合烧结现象，制作出热态渣洗用合成渣料，并被下一炉次使用，制造成本低。
5、制作出的热态渣洗用合成渣料碱度高，具有良好的脱硫能力，电炉或转炉的出钢钢水中硫含量较高，硫能被有效脱除。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。
实施例1、
在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于转炉的下一炉次出钢过程中的渣洗操作，转炉公称容量为120吨，冶炼钢种为SPHC，转炉冶炼终点钢水中溶解氧为600ppm。配制合成渣及渣洗的具体操作步骤如下：
1、在连铸浇铸结束后，将钢包内的精炼渣倒出部分至渣盆中，钢包内仍然留存5kg/吨钢的精炼渣，精炼渣的成份为：CaO％:45％,Al2O3：35％，SiO2：5％，MgO:10％，FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
2、向钢包内加入3kg/吨钢脱氧剂，脱氧剂为含铝55％的铝铁。
3、通过多孔喷枪向钢包内吹氮气、通过钢包底部透气砖向钢包内吹氮气，共喷吹1分钟，使脱氧剂和精炼渣混合均匀，在混合过程中，脱氧剂和精炼渣之间传递热量，精炼渣温度降低至1100℃，脱氧剂升温至1100℃，精炼渣和脱氧剂混合冷凝成为固态颗粒状,精炼渣和脱氧剂混合冷凝后的成份为：CaO％:28％,Al2O3：22％，SiO2：3％，MgO:6％，Al:20％,单质Fe:16％,CaC2:0％,SiC:0％,FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。多孔喷枪含有1个主喷头和3个副喷头，主喷头和副喷头之间的夹角为25°，多孔喷枪内气压0.12Mpa，钢包底部透气砖内的气压为0.2Mpa。
4、钢包更换完水口后，钢包重新被运往转炉或电炉区域接钢水，转炉或电炉出钢过程中，钢水冲击钢包底部的精炼渣和脱氧剂的混合物，钢液与精炼渣和脱氧剂剧烈混合，脱氧剂与钢水中溶解氧发生脱氧反应生成脱氧产物，精炼渣吸附脱氧产物并逐渐上浮至钢包顶部，精炼渣碱度较高，有一定的脱硫效果，精炼渣能脱除钢液中的部分硫。
配制的合成渣成本低，精炼渣属于废弃物再利用，铝铁属于正常脱氧时使用的脱氧剂，利用该合成渣进行渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本，铸坯中全氧含量降低15％，硫含量降低10％，LF精炼炉电耗降低3KW·h/吨钢，石灰等造渣料消耗降低3kg/吨钢，白渣成渣时间降低3分钟。
实施例2、
在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于下一炉次出钢过程中的渣洗操作。转炉公称容量为120吨，冶炼钢种为Q690，转炉冶炼终点钢水中溶解氧为400ppm。配制合成渣及渣洗的具体操作步骤如下：
1、在连铸浇铸结束后，将钢包内的精炼渣倒出部分至渣盆中，钢包内仍然留存10kg/吨钢的精炼渣，精炼渣的成份为：CaO％:60％,Al2O3：15％，SiO2：15％，MgO:4％，FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
2、向钢包内加入2kg/吨钢脱氧剂，脱氧剂为碳化钙。
3、通过多孔喷枪向钢包内吹氮气或氩气、通过钢包底部透气砖向钢包内吹氮气或氩气，共喷吹5分钟，使脱氧剂和精炼渣混合均匀，在混合过程中，脱氧剂和精炼渣之间传递热量，精炼渣温度降低至800℃，脱氧剂升温至800℃，精炼渣和脱氧剂混合冷凝成为固态颗粒状，精炼渣和脱氧剂混合冷凝后的成份为：CaO％:54％,Al2O3：13％，SiO2：13％，MgO:3％，,CaC2:12％,SiC:0％,FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。多孔喷枪含有1个主喷头和2个副喷头，主喷头和副喷头之间的夹角为5°，多孔喷枪内气压0.3Mpa，钢包底部透气砖内的气压为0.4Mpa。
4、钢包更换完水口后，钢包重新被运往转炉或电炉区域接钢水，转炉或电炉出钢过程中，钢水冲击钢包底部的精炼渣和脱氧剂的混合物，钢液与精炼渣和脱氧剂剧烈混合，脱氧剂与钢水中溶解氧发生脱氧反应生成脱氧产物，精炼渣吸附脱氧产物并逐渐上浮至钢包顶部，精炼渣碱度较高，有一定的脱硫效果，精炼渣能脱除钢液中的部分硫。
配制的合成渣成本低，精炼渣属于废弃物再利用，碳化钙属于正常脱氧时使用的脱氧剂，利用该合成渣进行渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本，铸坯中全氧含量降低20％，硫含量降低15％，LF精炼炉电耗降低5KW·h/吨钢，石灰等造渣料消耗降低4kg/吨钢，白渣成渣时间降低3分钟。
实施例3、
在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于下一炉次出钢过程中的渣洗操作。转炉公称容量为120吨，冶炼钢种为Q690，转炉冶炼终点钢水中溶解氧为400ppm。配制合成渣及渣洗的具体操作步骤如下：
在连铸浇铸结束后，将钢包内的精炼渣倒出部分至渣盆中，钢包内仍然留存7kg/吨钢的精炼渣，精炼渣的成份为：CaO％:52％,Al2O3：22％，SiO2：10％，MgO:7％，FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
向钢包内加入2.5kg/吨钢脱氧剂，脱氧剂可以为碳化硅。
通过多孔喷枪向钢包内吹氮气或氩气、通过钢包底部透气砖向钢包内吹氮气或氩气，共喷吹3分钟，使脱氧剂和精炼渣混合均匀，在混合过程中，脱氧剂和精炼渣之间传递热量，精炼渣温度降低至950℃，脱氧剂升温至950℃，精炼渣和脱氧剂混合冷凝成为固态颗粒状，精炼渣和脱氧剂混合冷凝后的成份为：CaO％:42％,Al2O3：19％，SiO2：9％，MgO:5％，,CaC2:0％,SiC:18％,FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。多孔喷枪含有1个主喷头和2个副喷头，主喷头和副喷头之间的夹角为15°，多孔喷枪内气压0.2Mpa，钢包底部透气砖内的气压为0.3Mpa。
钢包更换完水口后，钢包重新被运往转炉或电炉区域接钢水，转炉或电炉出钢过程中，钢水冲击钢包底部的精炼渣和脱氧剂的混合物，钢液与精炼渣和脱氧剂剧烈混合，脱氧剂与钢水中溶解氧发生脱氧反应生成脱氧产物，精炼渣吸附脱氧产物并逐渐上浮至钢包顶部，精炼渣碱度较高，有一定的脱硫效果，精炼渣能脱除钢液中的部分硫。
配制的合成渣成本低，精炼渣属于废弃物再利用，碳化硅属于正常脱氧时使用的脱氧剂，利用该合成渣进行渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本，铸坯中全氧含量降低15％，硫含量降低14％，LF精炼炉电耗降低4KW·h/吨钢，石灰等造渣料消耗降低3kg/吨钢，白渣成渣时间降低3分钟。

Claims (5)

1.一种低成本渣洗的方法，其特征在于：在钢水浇铸完了的钢包内利用精炼渣和脱氧剂制作渣洗用合成渣料，然后将制作完成的具有较高温度的固态合成渣料用于下一炉次出钢过程中的渣洗操作；
具体操作步骤如下：
1)在连铸浇铸结束后，将钢包内的精炼渣倒出部分至渣盆中，钢包内仍然留存5～10kg/吨钢的精炼渣；
2)向钢包内加入2～3kg/吨钢脱氧剂；
3)通过多孔喷枪向钢包内吹氮气或氩气、通过钢包底部透气砖向钢包内吹氮气或氩气，共喷吹1～5分钟，使脱氧剂和精炼渣混合均匀，在混合过程中，脱氧剂和精炼渣之间传递热量，精炼渣温度降低至800～1100℃，脱氧剂升温至800～1100℃，精炼渣和脱氧剂混合冷凝成为固态颗粒状；
4)钢包更换完水口后，钢包重新被运往转炉或电炉区域接钢水，转炉或电炉出钢过程中，钢水冲击钢包底部的精炼渣和脱氧剂的混合物，钢液与精炼渣和脱氧剂剧烈混合，脱氧剂与钢水中溶解氧发生脱氧反应生成脱氧产物，精炼渣吸附脱氧产物并逐渐上浮至钢包顶部。
2.如权利要求1所述的低成本渣洗的方法，其特征在于，步骤1)所述的精炼渣的成份为：CaO％:45～60％,Al2O3：15～35％，SiO2：5～15％，MgO:4～10％，FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
3.如权利要求1所述的低成本渣洗的方法，其特征在于，步骤2)所述的脱氧剂为碳化钙、碳化硅、铝铁或硅铁。
4.如权利要求1所述的低成本渣洗的方法，其特征在于，步骤2)所述的精炼渣和脱氧剂混合冷凝后的成份为：CaO％:25～50％,Al2O3：8～25％，SiO2：0～10％，MgO:2～10％，Al:0～30％,单质Fe:0～25％，CaC2:0～20％,SiC:0～20％,FeO+MnO≤2％,S≤0.8％,P2O5≤0.5％。
5.如权利要求1所述的低成本渣洗的方法，其特征在于，步骤3)所述的多孔喷枪含有1个主喷头和2～3个副喷头，主喷头和副喷头之间的夹角为5～25°，多孔喷枪内气压0.12～0.3Mpa，钢包底部透气砖内的气压为0.2～0.4Mpa。
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