CN108384916B - 一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法，属于转炉炼钢领域，首先根据入炉铁水温度和成分、铁水带渣量、上一炉留渣情况确定合适的废钢冷料加入量和吹炼第一批料的加入种类和数量，在硅、锰氧化期结束时，使钢渣碱度范围为1.2～1.9、渣中MgO含量范围是：4.5％～7％、TFe含量范围是：16％～24％、铁水温度1380～1430℃；在第一个碳磷氧化反应选择点时，分批量多次加入含钙和含镁的造渣料以及含铁的氧化物的冷料，保证在第二个碳磷氧化反应选择点时，钢渣碱度范围为2.6～3.5、渣中MgO含量范围是：7％～10％、TFe含量范围是：15％～20％；吹炼后期进行压枪操作。该方法保证转炉吹炼全程造渣反应与铁水反应进程相适应，使吹炼过程平稳，有利于稳定控制不同吹炼阶段的脱碳速率，提高了炼钢转炉吹炼终点碳控制能力。

Description

一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法

技术领域

本发明属于转炉炼钢碳含量控制技术领域，特别是涉及一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法。

背景技术

转炉终点碳的含量是转炉工序重要的指标，其控制的稳定性直接影响到生产节奏、成本、转炉寿命，因此稳定控制转炉终点碳十分必要。目前关于转炉终点碳的控制技术主要有副枪法和静态模型计算法，或者是两者同时使用。其中副枪法是在吹炼接近终点时利用副枪系统测定熔池温度和熔池碳含量，调整操作，大大提高冶炼终点的命中率，但是副枪设备价格昂贵，且只能适用于120t以上的转炉，同时探头消耗巨大；静态模型计算法是根据钢种的要求和原料的初始信息，确定冶炼方案和辅料加入量，但是由于吹炼过程中存在不确定性，终点命中率一般小于60％。综上所述，现有技术存在终点命中率低、经济性差、适用范围窄的问题，因此对于建立一种经济性好、终点命中率高、适用范围广以及过程控制稳定的终点碳控制方法，对于提高转炉冶炼效率和钢水质量具有重大意义。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能有效的提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法，钢种产品终点的目标含碳量为0.04—0.20％；钢种产品终点的目标温度1620—1670℃；其特征在于：

提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法具体步骤如下：

第一步、根据入炉铁水温度和成分、铁水带渣量、上一炉留渣情况确定合适的废钢冷料加入量和吹炼第一批料的加入情况，在硅、锰氧化期结束时，使钢渣碱度范围为1.2～1.9、渣中MgO含量范围是：4.5％～7％、TFe含量范围是：16％～24％、铁水温度1380～1430℃；其中入炉铁水温度范围：1200℃～1450℃，Si元素含量范围0.15％～0.80％，废钢与铁水质量比为：4％～18％；

具体如下：确定的第一批料以每吨钢水量计，分别为石灰、石灰石、轻烧白云石、烧结矿；

其中第一批料中石灰加入量为9～15kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中石灰石加入量为0～28kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹3～4分钟内全部加完；

其中第一批料中轻烧白云石加入量为2～7kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中烧结矿加入量为2～17kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.9～2.1kg/t，开吹2～3分钟内全部加完；

开吹时氧枪枪位为1500～1700mm，所述枪位指氧枪喷头距铁水液面的距离；

氧枪的开吹氧压为0.78～0.83Mpa；

氧枪喷头的流量为3.5—4.2m3/(min*t)；

第二步、在第一个碳磷氧化反应选择点时，分批量多次加入含钙和含镁的造渣料以及含铁的氧化物的冷料，保证在第二个碳磷氧化反应选择点时，钢渣碱度范围为2.6～3.5、渣中MgO含量范围是：7％～10％、TFe含量范围是：15％～20％；

具体为：根据终点温度和碳含量要求，在第一个碳磷氧化反应选择点时，吹炼中期氧枪枪位为1400～1500mm；

氧枪喷头的开吹氧压为0.78～0.81Mpa；

第二批料石灰加入量为10～40kg/t，中期降枪时全部加入；

中期石灰石加入量为0～25kg/t，中期降枪时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹7～9分钟内全部加完；

中期轻烧白云石加入量为3～10kg/t，中期降枪时全部加入；

中期烧结矿加入量为5～20kg/t，每次加入石灰石时加入2.1～2.3kg/t，直到加完，开吹7～9分钟内全部加完；若单独加入烧结矿，则每次加入时需降低枪位40～50mm，保持10～20s后再调高到原枪位；

第三步、吹炼后期进行压枪操作：具体为在第二个碳磷氧化反应选择点时进行压枪操作，吹炼末期降低氧枪的枪位至1100～1200mm直至吹炼至终点，根据终点碳的要求，保持时间为30～90s，氧枪喷头的氧压为0.80～0.86Mpa，提起氧枪进行钢种产品出钢操作。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明在根据冶金热力学、动力学和反应工程学原理的基础上，对转炉吹炼不同阶段进行分布计算，确定出硅锰氧化期、脱碳期时对应的渣料加入量、枪位以及供氧强度，以保证转炉吹炼全程造渣反应与铁水反应进程相适应，有利于稳定控制不同吹炼阶段的脱碳速率，能有效提高炼钢转炉吹炼终点碳控制能力。本发明主要是通过调整转炉冶炼装入制度、造渣制度、供氧制度和温度制度，有效的控制转炉中造渣反应，使得其与铁水脱碳、脱硅、脱锰等反应进程相匹配，保证吹炼过程的稳定性，有效减少或者避免转炉吹炼过程中的不确定因素，稳定控制不同吹炼阶段的脱碳速率，从而提高吹炼终点碳控制能力。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：

一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法，钢种产品终点的目标含碳量为0.04—0.20％；钢种产品终点的目标温度1620—1670℃；其特征在于：

提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法具体步骤如下：

第一步、根据入炉铁水温度和成分、铁水带渣量、上一炉留渣情况确定合适的废钢冷料加入量和吹炼第一批料的加入情况，在硅、锰氧化期结束时，使钢渣碱度范围为1.2～1.9、渣中MgO含量范围是：4.5％～7％、TFe含量范围是：16％～24％、铁水温度1380～1430℃；其中入炉铁水温度范围：1200℃～1450℃，Si元素含量范围0.15％～0.80％，废钢与铁水质量比为：4％～18％；

具体如下：确定的第一批料以每吨钢水量计，分别为石灰、石灰石、轻烧白云石、烧结矿；

其中第一批料中石灰加入量为9～15kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中石灰石加入量为0～28kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹3～4分钟内全部加完；

其中第一批料中轻烧白云石加入量为2～7kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中烧结矿加入量为2～17kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.9～2.1kg/t，开吹2～3分钟内全部加完；

开吹时氧枪枪位为1500～1700mm，所述枪位指氧枪喷头距铁水液面的距离；

氧枪的开吹氧压为0.78～0.83Mpa；

氧枪喷头的流量为3.5—4.2m3/(min*t)；

第二步、在第一个碳磷氧化反应选择点时，分批量多次加入含钙和含镁的造渣料以及含铁的氧化物的冷料，保证在第二个碳磷氧化反应选择点时，钢渣碱度范围为2.6～3.5、渣中MgO含量范围是：7％～10％、TFe含量范围是：15％～20％；

具体为：根据终点温度和碳含量要求，在第一个碳磷氧化反应选择点时，吹炼中期氧枪枪位为1400～1500mm；

氧枪喷头的开吹氧压为0.78～0.81Mpa；

第二批料石灰加入量为10～40kg/t，中期降枪时全部加入；

中期石灰石加入量为0～25kg/t，中期降枪时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹7～9分钟内全部加完；

中期轻烧白云石加入量为3～10kg/t，中期降枪时全部加入；

中期烧结矿加入量为5～20kg/t，每次加入石灰石时加入2.1～2.3kg/t，直到加完，开吹7～9分钟内全部加完；若单独加入烧结矿，则每次加入时需降低枪位40～50mm，保持10～20s后再调高到原枪位；

第三步、吹炼后期进行压枪操作：具体为在第二个碳磷氧化反应选择点时进行压枪操作，吹炼末期降低氧枪的枪位至1100～1200mm直至吹炼至终点，根据终点碳的要求，保持时间为30～90s，氧枪喷头的氧压为0.80～0.86Mpa，提起氧枪进行钢种产品出钢操作。

实施例1：

某炼钢厂120吨顶底复吹转炉，按照本发明方法进行转炉吹炼，终点碳含量要求0.10～0.18％，具体情况如下列表所示。

表1为铁水入炉条件以及废钢加入量：

表2为第一批炉料加入量：

表3为硅锰氧化期结束时炉渣成分以及铁水温度：

表4为第二批炉料加入量：

表5为终渣成分以及终点碳含量：

炉号	MgO％	TFe％	碱度	终点碳％
					1	9.1	15.6	3.02	0.15
2	9.2	16.5	2.90	0.12
					3	8.5	17.1	3.31	0.11
4	9.5	18.6	3.38	0.10

实施例2：

某炼钢厂100吨顶底复吹转炉，按照本发明方法进行转炉吹炼，终点碳含量要求0.05～0.10％，具体情况如下列表所示。

表1为铁水入炉条件以及废钢加入量：

表2为第一批炉料加入量：

炉号	石灰kg	石灰石kg	轻烧白云石kg	烧结矿kg
					1	564	936	301	1121
2	654	890	321	932
					3	701	2012	356	1217
4	899	2354	344	1129

表3为硅锰氧化期结束时炉渣成分以及铁水温度：

炉号	MgO％	TFe％	碱度	铁水温度℃
					1	5.8	17.6	1.62	1416
2	6.2	18.1	1.41	1406
					3	7.1	21.5	1.77	1394
4	5.2	18.0	1.46	1389

表4为第二批炉料加入量：

炉号	石灰kg	石灰石kg	轻烧白云石kg	烧结矿kg
					1	554	1657	311	1281
2	664	2209	345	2198
					3	1139	2457	476	1674
4	1098	2367	652	896

表5为终渣成分以及终点碳含量：

炉号	MgO％	TFe％	碱度	终点碳％
					1	9.0	15.9	3.01	0.06
2	9.4	16.1	2.92	0.07
					3	8.6	17.9	3.35	0.08
4	9.1	18.1	2.74	0.10

本发明在根据冶金热力学、动力学和反应工程学原理的基础上，对转炉吹炼不同阶段进行分布计算，确定出硅锰氧化期、脱碳期时对应的渣料加入量、枪位以及供氧强度，以保证转炉吹炼全程造渣反应与铁水反应进程相适应，有利于稳定控制不同吹炼阶段的脱碳速率，能有效提高炼钢转炉吹炼终点碳控制能力。本发明主要是通过调整转炉冶炼装入制度、造渣制度、供氧制度和温度制度，有效的控制转炉中造渣反应，使得其与铁水脱碳、脱硅、脱锰等反应进程相匹配，保证吹炼过程的稳定性，有效减少或者避免转炉吹炼过程中的不确定因素，稳定控制不同吹炼阶段的脱碳速率，从而提高吹炼终点碳控制能力。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法，钢种产品终点的目标含碳量为0.04—0.20％；钢种产品终点的目标温度1620—1670℃；其特征在于：

提高炼钢转炉吹炼终点碳的控制能力的方法具体步骤如下：

第一步、根据入炉铁水温度和成分、铁水带渣量、上一炉留渣情况确定合适的废钢冷料加入量和吹炼第一批料的加入情况，在硅、锰氧化期结束时，使钢渣碱度范围为1.2～1.9、渣中MgO含量范围是：4.5％～7％、TFe含量范围是：16％～24％、铁水温度1380～1430℃；其中入炉铁水温度范围：1200℃～1450℃，Si元素含量范围0.15％～0.80％，废钢与铁水质量比为：4％～18％；

具体如下：确定的第一批料以每吨钢水量计，分别为石灰、石灰石、轻烧白云石、烧结矿；

其中第一批料中石灰加入量为9～15kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中石灰石加入量为0～28kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹3～4分钟内全部加完；

其中第一批料中轻烧白云石加入量为2～7kg/t，开吹时全部加入；

其中第一批料中烧结矿加入量为2～17kg/t，开吹时开始分批加入，每次加入1.9～2.1kg/t，开吹2～3分钟内全部加完；

开吹时氧枪枪位为1500～1700mm，所述枪位指氧枪喷头距铁水液面的距离；

氧枪的开吹氧压为0.78～0.83Mpa；

氧枪喷头的流量为3.5—4.2m³/(min*t)；

第二步、在第一个碳磷氧化反应选择点时，分批量多次加入含钙和含镁的造渣料以及含铁的氧化物的冷料，保证在第二个碳磷氧化反应选择点时，钢渣碱度范围为2.6～3.5、渣中MgO含量范围是：7％～10％、TFe含量范围是：15％～20％；

具体为：根据终点温度和碳含量要求，在第一个碳磷氧化反应选择点时，吹炼中期氧枪枪位为1400～1500mm；

氧枪喷头的开吹氧压为0.78～0.81Mpa；

第二批料石灰加入量为10～40kg/t，中期降枪时全部加入；

中期石灰石加入量为0～25kg/t，中期降枪时开始分批加入，每次加入1.8～2.3kg/t，开吹7～9分钟内全部加完；

中期轻烧白云石加入量为3～10kg/t，中期降枪时全部加入；

中期烧结矿加入量为5～20kg/t，每次加入石灰石时加入2.1～2.3kg/t，直到加完，开吹7～9分钟内全部加完；若单独加入烧结矿，则每次加入时需降低枪位40～50mm，保持10～20s后再调高到原枪位；

第三步、吹炼后期进行压枪操作：具体为在第二个碳磷氧化反应选择点时进行压枪操作，吹炼末期降低氧枪的枪位至1100～1200mm直至吹炼至终点，根据终点碳的要求，保持时间为30～90s，氧枪喷头的氧压为0.80～0.86Mpa，提起氧枪进行钢种产品出钢操作。