CN108411060A - 一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，在转炉炼钢过程中，直接加入石灰石代替传统的石灰造渣，在硅锰氧化期直接加入石灰石造渣，石灰石分1‑3次加入；保持氧枪流量的前提下，在吹炼前期，一开吹就把氧枪位置下降到石灰造渣炼钢后期的高枪位吹氧；在吹炼中期，继续维持这个枪位，改善脱碳期炉渣返干状态；在吹炼后期，采用低枪位控制；接近吹炼终点时，将枪位降低到最低。本发明的氧枪枪位采用高‑高‑低的模式进行控制，不仅降低冶炼初期氧枪漏水的概率，而且降低了冶炼中期炉渣返干、氧枪粘冷钢、氧枪漏水的概率，还减少了炉口结渣，后期采用低枪位，适当降低渣中氧化性，提高了脱磷效率，降低了停吹游离氧。

Description

一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法

技术领域

本发明属于炼钢生产技术领域，尤其涉及的是一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法。

背景技术

氧枪枪位是指在转炉冶炼过程中，从氧枪喷嘴到熔池平静液面的垂直距离，一般称氧枪喷头距熔池液面高度，即冶炼枪位。氧枪枪位是炼钢造渣过程的主要控制量，合理的枪位操作对于降低喷溅、炉渣返干的发生频率，提高钢的质量都具有重要意义。根据转炉熔体成分和温度的变化，转炉吹炼过程可以分为三个时期：吹炼前期（硅锰氧化期）、吹炼中期（碳氧化期）、吹炼后期（碳氧化后期），自石灰造渣炼钢方法问世后，为减少喷溅、返干概率，完成脱磷脱碳的目的，转炉氧枪枪位根据吹炼阶段进行控制，一般枪位都是高-低-高的模式，在吹炼前期采用高枪位吹炼，提高渣中Fe_tO_X，促进石灰的溶解，形成具有碱度高、氧化性高的熔渣，达到前期快速脱磷的目的。由于渣中氧化性很高，在吹炼中期，碳氧激烈反应，快速产生大量的CO气体，为了避免炉渣喷溅，需要降低枪位，采用低枪位吹炼，从而降低渣中氧化性，达到预防喷溅的目的。现场操作已经确认，如果在中期采用高枪位吹炼，极容易产生喷溅，影响生产过程。

在转炉吹炼过程中，为了获得平稳快速的冶炼反应效果，需要确保氧气射流对金属熔池产生一定的冲击深度h和搅拌强度，要求氧气流股的冲击深度与熔池深度h_熔池比要小于一定的比值，单孔喷枪h/h熔池≤0.4～0.7，多孔喷枪h/h_熔池≤0.2～0.7而操作上则根据经验公式H=（36-55）d_喉，枪位在H值得范围内变化（H：喷头距熔池液面的高度，mm；d_喉：氧枪喷头喉口直径，mm）。

石灰石替代石灰造渣炼钢枪位控制方法目前只有石家庄钢铁有限责任公司申请的技术专利，“一种氧气顶吹转炉用石灰石造渣炼钢枪位控制的方法”，中国发明专利ZL201210220795.8，其主要特征是石灰石造渣炼钢枪位按照“低-低-高”的模式进行控制，与一般枪位控制（高-低-高）不同点为吹炼前期采用低枪位吹氧，这种枪位控制存在明显的缺点：

（1）石灰石在前期加入到转炉内，石灰石由于受热而爆裂，使得铁水飞溅严重，如果采用低枪位，喷头容易粘冷铁，在冶炼过程中，冷铁氧化放热，造成氧枪喷头局部温度升高，使得氧枪漏水。

（2）由于前期采用低枪位吹炼，渣中FeO_x含量较低，在脱碳期，继续采用低枪位吹氧，渣中FeO_x含量将会更低，炉渣极易返干，形成金属喷溅，使氧枪粘冷钢而漏水。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，旨在解决现有石灰石炼钢技术枪位控制方法中采用低枪位，喷头容易粘冷铁，在冶炼过程中，冷铁氧化放热，造成氧枪喷头局部温度升高，使得氧枪漏水，以及在脱碳期，继续采用低枪位吹氧，渣中FeO_x含量将会更低，炉渣极易返干，形成金属喷溅，使氧枪粘冷钢而漏水的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其中，在转炉炼钢过程中，直接加入石灰石代替传统的石灰造渣，在硅锰氧化期直接加入石灰石造渣，石灰石分1-3次加入；保持氧枪流量的前提下，在吹炼前期，一开吹就把氧枪位置下降到石灰造渣炼钢后期的高枪位吹氧；在吹炼中期，继续维持这个枪位，改善脱碳期炉渣返干状态；在吹炼后期，采用低枪位控制，适当降低渣中FeO_x含量，较强熔池搅拌；接近吹炼终点时，将枪位降低到最低；吹炼前期、中期、后期的枪位在H=（36-55）d _喉范围内，式中：H为喷头距熔池液面的高度，单位为mm；d _喉：氧枪喷头喉口直径，H和d _喉单位为mm。

所述的转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其中，石灰石的加入量按照其中CaO计算，占该炉次石灰加入总量的10%-100%之间，装入金属料中，铁水的质量百分比例为 80%-100%，其余为废钢或生铁块。

背景技术当中的脱碳期属于冶炼中期

本发明的有益效果：本发明在转炉中用石灰石替代石灰造渣炼钢过程中，枪位采用高-高-低的模式进行控制，不仅降低冶炼初期氧枪漏水的概率，而且降低了冶炼中期炉渣返干、氧枪粘冷钢、氧枪漏水的概率，还减少了炉口结渣，后期采用低枪位，适当降低渣中氧化性，加强熔池搅拌，提高了脱磷效率，降低了停吹游离氧。

附图说明

附图1为现有技术的石灰造渣炼钢枪位控制模式示意图。

附图2为现有技术的石灰石造渣炼钢枪位控制模式示意图。

附图3为本发明的石灰石替代石灰造渣炼钢枪位控制模式示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明公开了一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其中，在转炉炼钢过程中，直接加入石灰石代替传统的石灰造渣，在硅锰氧化期直接加入石灰石造渣，石灰石分1-3次加入；保持氧枪流量的前提下，在吹炼前期，一开吹就把氧枪位置下降到石灰造渣炼钢后期的高枪位吹氧，减少由于石灰石反应剧烈使得铁水飞溅粘到氧枪造成氧枪漏水的概率；在吹炼中期，继续维持这个枪位，改善脱碳期炉渣返干状态；在吹炼后期，采用低枪位控制，适当降低渣中FeO_x含量，较强熔池搅拌，进炉渣脱磷，降低转炉停吹游离氧；接近吹炼终点时，将枪位降低到最低，加强熔池搅拌，提高脱磷效率；吹炼前期、中期、后期的枪位在H=（36-55）d _喉范围内，式中：H为喷头距熔池液面的高度，单位为mm；d _喉：氧枪喷头喉口直径，H和d _喉单位为mm。

本发明与专利ZL201210220795.8中枪位控制不同点在于前期采用高枪位，中期也采用高枪位，后期采用低枪位，与专利枪位完全相反。所以在石灰石替代石灰造渣炼钢技术中，本发明采用高-高-低的枪位模式进行控制。

本发明的氧枪枪位控制模式，参照图3；本发明按照高 - 高 - 低（- 低 ---）的枪位控制模式进行一炉的吹炼，主要前期采用高枪位，中期也采用高枪位，后期采用低枪位，因此根据经验公式，在吹炼前期可以把 H 控制在 （36-55）d _喉范围内。

所述的转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其中，石灰石的加入量按照其中CaO计算，占该炉次石灰加入总量的10%-100%之间，装入金属料中，铁水的质量百分比例为 80%-100%，其余为废钢或生铁块。

在现有的技术当中采用石灰炼钢，冶炼前期、中期、后期枪位一般是高-低-高，转炉脱磷主要发生在冶炼前期与后期，为了提高转炉脱磷效率，前期需要采用高枪位冶炼，并添加铁矿石（主要成分是FeO、Fe2O3），提高炉渣FeO_x含量。冶炼中期，开始发生脱碳反应，炉渣中FeO_x与铁水中碳发生化学反应：x[C]+(FeO_x)=x{CO}+[Fe]，炉渣中FeO_x含量越高，此反应越激烈，产生CO气体越多，又因为FeO_x是降低炉渣粘度的物质，其含量越高，炉渣流动性越好，在CO气体产生量大，炉渣流动性好，炉渣很容易起泡，发生炉渣喷溅，所以在冶炼中期枪位必须降低，减少炉渣中FeO_x，从而提高炉渣黏度，减少单位时间CO产生量，从而达到控制喷溅的目的。

石钢石灰石炼钢法中，在冶炼中期也是采用低枪位冶炼，原因与石灰炼钢法一样。

而本发明在冶炼中期反而采用高枪位冶炼进行控制，原因为在冶炼初期加入的石灰石漂浮在铁液面上（石灰石密度为2700kg/m3，铁水密度为7900kg/m3,石灰石密度比铁水小差不多3倍），因此石灰石分解产生的CO2有一部分直接抽走没有参与实际反应，炉渣中FeO_x并没有增加多少，另外采用石灰石炼钢后，在冶炼前期，几乎不加铁矿石用来增加炉渣中FeO_x，也就是说，本发明采用石灰石炼钢后，到冶炼中期，炉渣中FeO_x含量是低于石灰炼钢冶炼中期炉渣中FeO_x含量的。所以在实际石灰石炼钢生产过程中，在冶炼中期采用低枪位冶炼，炉渣往往发生返干，氧枪粘冷钢，氧枪漏水，一个月中氧枪漏水达到15次（石灰炼钢氧枪漏水一月发生2-3次）。所以在冶炼中期，本发明要提高枪位，增加炉渣中FeO_x，防止炉渣中FeO_x过低，造成炉渣返干，炉渣返干容易造成氧枪粘冷钢、氧气漏水，在冶炼中期采用高枪位冶炼后，氧枪漏水明显减少，一月氧枪漏水降低到2-3次。

采用本发明的氧枪枪位控制方法后，氧枪漏水次数从15次/月降低到2-3次/月；脱磷效率提高了1-3%。

在实际操作中，本发明的吹氧时间与采用石灰炼钢的时间差不多，采用石灰石炼钢后，冶炼时间与石灰炼钢几乎差不多。

现在石灰炼钢与石钢石灰石炼钢冶炼后期均是采用高枪位冶炼，原因为他们冶炼中期均是采用低枪位冶炼，采用低枪位冶炼时，渣中FeO_x含量较低，在脱碳后期，为了确保脱磷效率，要确保炉渣中含有一定量的FeO_x，因此这两种方法在冶炼后期均需要提高枪位，采用高枪位冶炼，增加渣中FeO_x，确保脱磷效率，这种方法弊端在于冶炼后期提高枪位，确实提高了炉渣中FeO_x，但是一旦FeO_x含量过多，很容易造成后期炉渣喷溅（此时喷溅出来的绝大部分是钢水，对成本影响很大），另外转炉终点渣中T.Fe含量较高，增加了炼钢成本。

而本发明在冶炼中期，采用高枪位冶炼，炉渣中FeO_x含量较高，到了脱碳后期，渣中FeO_x含量依然较高，因此能够确保炉渣中含有一定量的FeO_x，满足脱磷需要，另外在脱碳后期采本方案采用低枪位，其优点：提高冶炼稳定性，较少后期喷溅；加强对钢液的搅拌，提高脱磷效率；降低转炉终点渣中T.Fe含量，从而降低炼钢成本。

实施例1

在公称容量为350吨的转炉上，石灰石用量占总石灰用量31.5%，金属料为85.6%的铁水，14.4%的废钢，入炉铁水温度为1377℃，入炉铁水硅为0.5%，石灰石按照17kg/t钢的量加入，石灰石在F1时全部加入，吹炼前期与中期枪位设定为高枪位，枪位根据冶炼情况在一定范围内调整，氧枪枪位H=（45-49）d_喉范围内变化，吹氧12min后，降低氧枪枪位，根据实绩炉渣情况适当调整枪位，氧枪枪位H=（40-43）d_喉范围内变化，吹氧3min后，氧枪降低到最低点进行副枪测定，测定温度为1631℃，测定后氧枪位置还是最低点，再吹氧2.4min后结束吹炼，出钢温度为1659℃，游离氧为555ppm，停吹碳、磷、硫符合成分要求。

实施例2

在公称容量为350吨的转炉上，全部使用石灰石，金属料为92%的铁水，8%的废钢，入炉铁水温度为1403℃，入炉铁水硅为0.29%，石灰石按照37kg/t钢的量加入，石灰石分3批投入，F1投入总石灰石的61.5%，吹炼2min后投入总石灰的23%，吹炼3.5min时投入剩下的石灰石，吹炼前期与中期枪位设定为高枪位，枪位根据冶炼情况在一定范围内调整，氧枪枪位H=（47-51）d_喉范围内变化，吹氧11min后，降低氧枪枪位，根据实绩炉渣情况适当调整枪位，氧枪枪位H=（41-43）d_喉范围内变化，吹氧3.7min后，氧枪降低到最低点进行副枪测定，测定温度为1616℃，测定后氧枪位置还是最低点，再吹氧2.2min后结束吹炼，出钢温度为1686℃，游离氧为958ppm，停吹碳、磷、硫符合成分要求。

实施例3

在公称容量为350吨的转炉上，石灰石用量占总石灰用量23%，，金属料为100%的铁水，入炉铁水温度为1376℃，石灰石按照17kg/t钢的量加入，石灰石分1批投入，石灰石在F1时全部加入，吹炼前期与中期枪位设定为高枪位，枪位根据冶炼情况在一定范围内调整，氧枪枪位H=（49-52）d_喉范围内变化，吹氧12.4min后，降低氧枪枪位，根据实绩炉渣情况适当调整枪位，氧枪枪位H=（42-44）d_喉范围内变化，吹氧2.9min后，氧枪降低到最低点进行副枪测定，测定温度为1636℃，测定后氧枪位置还是最低点，再吹氧2min后结束吹炼，出钢温度为1671℃，停吹碳、磷、硫符合成分要求。

本发明在转炉中用石灰石替代石灰造渣炼钢过程中，枪位采用高-高-低的模式进行控制，不仅降低冶炼初期氧枪漏水的概率，而且降低了冶炼中期炉渣返干、氧枪粘冷钢、氧枪漏水的概率，还减少了炉口结渣，后期采用低枪位，适当降低渣中氧化性，加强熔池搅拌，提高了脱磷效率，降低了停吹游离氧。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其特征在于，在转炉炼钢过程中，直接加入石灰石代替传统的石灰造渣，在硅锰氧化期直接加入石灰石造渣，石灰石分1-3次加入；保持氧枪流量的前提下，在吹炼前期，一开吹就把氧枪位置下降到石灰造渣炼钢后期的高枪位吹氧；在吹炼中期，继续维持这个枪位，改善脱碳期炉渣返干状态；在吹炼后期，采用低枪位控制，适当降低渣中FeO_x含量，较强熔池搅拌；接近吹炼终点时，将枪位降低到最低；吹炼前期、中期、后期的枪位在H=（36-55）d喉范围内，式中：H为喷头距熔池液面的高度，单位为mm；d喉：氧枪喷头喉口直径，H和d喉单位为mm。

2.根据权利要求1所述的转炉用石灰石造渣炼钢氧枪枪位控制的方法，其特征在于，石灰石的加入量按照其中CaO计算，占该炉次石灰加入总量的10%-100%之间，装入金属料中，铁水的质量百分比例为 80%-100%，其余为废钢或生铁块。