CN108517386B - 用于炼钢转炉的补炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于炼钢转炉的补炉方法，先将低碳、多孔的还原铁设置在补炉位置，再将补炉位置浸泡至液态炉渣中，并保持3min，再将补炉位置与液态炉渣分离，对补炉位置进行溅渣护炉操作，通过控制第一次冶炼的条件实现对补炉后的炉衬进行养护。本发明的有益效果是：①对炉衬的铁水冲刷处进行补炉，有效提高转炉的炉龄；②还原铁来源广泛，制备成本低，将还原铁作为补炉材料，在保证补炉效果的同时有效降低补炉的成本；③对补炉位置进行挂渣操作，使得炉衬表面形成耐高温层，从而提高补炉的效果；④补炉时间短，有效避免生产中断，保证了生产的效率，从而降低了生产的成本；⑤降低了喷补料和补炉砖的消耗，为中间包的使用提供了有力的保证。

Description

用于炼钢转炉的补炉方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，尤其涉及一种用于炼钢转炉的补炉方法。

背景技术

冶金行业炼钢生产中，转炉钢产量占80％以上，转炉炉龄是转炉炼钢的一个重要指标，因此加强炉体维护是延长炉衬寿命的重要措施。在转炉冶炼行业，如何优化转炉区域补炉方法，降低转炉补炉用辅料成本，延长炉衬使用寿命，缩短停炉维修时间，提高转炉利用率，显得非常重要。

现有技术中，根据炉衬损坏的程度和部位，可采用不同的护炉、补炉方法，如溅渣护炉、湿法喷补、干法喷补及贴砖渣补等。各种不同方法有不同的特点和适用范围，如溅渣护炉溅渣层均匀，时间短一般为4分钟左右，但无法解决兑铁侧铁水对炉衬的冲刷。湿法喷补和干法喷补可以均匀喷补，但烧结固化时间较长，一般为1小时左右。贴砖渣补一般用来补兑铁面和出钢面，且烧结固化时间也较长，为1小时左右。

但是现代炼钢厂生产组织一般为单炉对单机，连铸中包的使用时间较长，在40小时左右，转炉补炉1小时的烧结固化使转炉炼钢生产中断，只能在连铸拉下时进行补炉，如果连铸热换就无法补炉，特别是炉役后期，这种情况更加突出。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种用于炼钢转炉的补炉方法，包括如下步骤：

S1：制备低碳、多孔的还原铁作为补炉材料，并将所述补炉材料进行干燥；

S2：将转炉内的钢水出净，并保持所述转炉的炉温和碳在钢水终点的含量；

S3：将所述转炉旋转第一预设角度，使所述转炉的补炉位置与液态炉渣分离；

S4：将所述补炉材料平铺在所述补炉位置，且具有预设厚度，并使所述补炉位置铺满所述补炉材料；

S5：将所述转炉旋转第二预设角度，使铺有所述补炉材料的所述补炉位置浸泡在所述液态炉渣中；

S6：将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3-5min；

S7：将所述转炉旋转第三预设角度，对铺有所述补炉材料的所述补炉位置进行溅渣护炉；

S8：将所述转炉的补炉位置进行养护。

优选地，在所述步骤S1中，所述还原铁为精铁粉和氧化铁中的一种或两种；所述还原铁通过低温还原形成多孔结构，所述多孔结构均布在所述还原铁的表面和内部且所述多孔结构的孔径均匀；所述还原铁中碳的含量≤2.2％；所述还原铁通过干燥箱干燥。

优选地，在所述步骤S2中，所述炉温≤1650℃，碳在钢水终点的质量百分比≥0.07％。

优选地，在所述步骤S3中，所述第一预设角度为92-94°；所述液态炉渣中氧化镁的含量≥9％，所述液态炉渣为碱性，PH值≥3.0。

优选地，在所述步骤S4中，所述预设厚度为50—70mm。

优选地，在所述步骤S5中，所述第二预设角度为92-94°。

优选地，在所述步骤S6中，将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3min。

优选地，在所述步骤S7中，所述第三预设角度92-94°。

优选地，在所述步骤S7中，所述溅渣护炉包括如下步骤：

S71：将所述转炉旋转第四预设角度；

S72：向所述液态炉渣内加入改质剂，使炉渣的熔点和粘度升高；

S73：向所述转炉内通入高压氮气，使得液态炉渣喷溅到所述补炉位置上。

优选地，在所述步骤S8中，所述养护通过补炉后的第一炉冶炼进行，第一炉冶炼过程中控制化渣的质量、返干程度和温度。

本发明的有益效果是：①实现对炉衬的铁水冲刷处进行补炉，有效提高转炉的炉龄；②还原铁来源广泛，制备成本低，通过将还原铁作为补炉材料，在保证补炉效果的同时有效降低补炉的成本；③通过对补炉位置进行挂渣操作，使得炉衬表面形成耐高温层，从而提高补炉的效果；④补炉时间短，有效避免生产中断，保证了生产的效率，从而降低了生产的成本；⑤降低了喷补料和补炉砖的消耗，为中间包的使用提供了有力的保证。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明所提供的用于炼钢转炉的补炉方法流程图；

图2为本发明所提供的溅渣护炉的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参考图1，图1为本发明所提供的用于炼钢转炉的补炉方法流程图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的用于炼钢转炉的补炉方法，包括如下步骤：

S1：制备低碳、多孔的还原铁作为补炉材料，并将所述补炉材料进行干燥；在补炉材料的制备过程中，将补炉材料制成饼状，同时根据转炉内的待补炉位置的形状对饼状的补炉材料进行修整，使得补炉材料外形与补炉位置的形状相近似，补炉材料为还原铁，铁元素含量高，还原铁中将碳元素的含量保持在低值，从而能够有效提高补炉材料的纯度，使得补炉后炉衬的增碳量降低，进而有效保持炉衬的刚度，使得转炉的炉龄有效延长。同时还原铁为多孔结构，通过将该结构设置在转炉的补炉位置，能够使得后续处理时反应物质进入还原铁内部，使得补炉位置的强度与炉衬的强度一致，提高补炉的效果，进而延长炉龄。另外，由于补炉是在高温条件下进行的，对还原铁进行干燥处理，防止补炉过程中引起安全事故和影响补炉效果的情况发生。

S2：将转炉内的钢水出净，并保持所述转炉的炉温和钢水终点碳的含量；上述补炉操作需要将转炉内的钢水出净，即非冶炼过程中进行补炉操作，使得补炉操作能够顺利进行，同时出钢温度低于转炉的工作温度，能够有效满足补炉过程中对温度的要求，保证补炉的效果，另外，钢水终点碳的含量控制在低值能够避免补炉过程中炉衬的碳的含量升高，从而保证炉衬具有良好的工艺性能。

S3：将所述转炉旋转第一预设角度，使所述转炉的补炉位置与液态炉渣分离；通过将转炉旋转，使得补炉位置与液态炉渣分离，转炉旋转的角度尽量远离液态炉渣，通过此种操作能够有效保证将补炉材料设置在补炉位置的高效性，由于液态炉渣的温度较高，使得补炉位置远离液态炉渣，能够避免高温对补炉材料的影响，提高补炉的质量。

S4：将所述补炉材料平铺在所述补炉位置，且具有预设厚度，并使所述补炉位置铺满所述补炉材料；长时间工作后，转炉的补炉位置为立体结构，即在炉衬上形成具有一定的深度的内凹结构，补炉时，补炉材料在补炉位置处设置，使得补炉位置完全填充补炉材料，使得补炉后补炉材料能够对补炉位置进行充分填补，有效提高补炉的质量。同时补炉的部位控制在渣线(渣线是指兑铁后转炉摇直漂浮在铁水上的炉渣与炉衬侵蚀的痕迹)的上方，从而使得补炉的质量进一步得到保证。

S5：将所述转炉旋转第二预设角度，使铺有所述补炉材料的所述补炉位置浸泡在所述液态炉渣中；将补炉材料对补炉位置填充完毕后，转动转炉，使得具有补炉材料的补炉位置完全浸泡在液态炉渣中，由于液态炉渣具有高温，设置在补炉位置补炉材料为多孔结构，液态炉渣进入到补炉材料的多孔结构内，使得补炉材料内填充有液态炉渣，同时液态炉渣也将补炉材料与炉衬牢牢固定在一起，补炉材料的表面粘有液态炉渣，使得补炉材料在补炉位置进行有效固定，避免补炉材料的脱落，进一步提高补炉的质量，延长转炉的炉龄。

S6：将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3-5min；上述操作中，补炉材料固定在补炉位置处，两者浸泡在液态炉渣中，通过保持一段时间，液态炉渣温度降低，此时液态炉渣冷却固化，使得补炉材料与补炉位置进行充分固定，并具有良好的固定强度。浸泡时间保持3-5min，充分利用补炉材料与炉渣的温度差，使炉渣快速降温并充分固化，且与炉衬粘接。由于补炉材料与炉渣的粘合性，使补炉部位在摇炉过程中多次挂渣，在炉衬表面形成一种高熔点的矿物质，使炉渣与炉衬成为一个整体，达到补炉的效果，减缓炉衬砖的侵蚀速度，从而提高转炉的炉龄，由于停留时间短，对转炉炼钢生产节奏影响小。

S7：将所述转炉旋转第三预设角度，对铺有所述补炉材料的所述补炉位置进行溅渣护炉；将转炉旋转，旋转的第三预设角度便于操作即可，使得补炉位置与液态炉渣分离，在对补炉的位置进行溅渣护炉操作，通过溅渣护炉操作使得补炉位置与炉衬的性能一致，从而有效提高转炉的炉龄。

S8：将所述转炉的补炉位置进行养护，使得补炉位置的性能进一步强化，并且使得补炉位置与整个炉衬的性能保持一致。

进一步理解的是，在所述步骤S1中，所述还原铁为精铁粉和氧化铁中的一种或两种；所述还原铁通过低温还原形成多孔结构，所述多孔结构均布在所述还原铁的表面和内部且所述多孔结构的孔径均匀；所述还原铁中碳的含量≤2.2％；所述还原铁通过干燥箱干燥。上述补炉材料为精铁粉或氧化铁或精铁粉与氧化铁的混合物，上述材料来源广泛，成分单一，性能稳定，在保证补炉质量的同时能够有效降低补炉的成本，同时补炉材料为还原铁，铁元素含量高，还原铁中将碳元素的含量保持在低值，从而能够有效提高补炉材料的纯度，使得补炉后炉衬的增碳量降低，进而有效保持炉衬的刚度，使得转炉的炉龄有效延长。同时还原铁为多孔结构，通过将该结构设置在转炉的补炉位置，能够使得后续处理时反应物质进入还原铁内部，使得补炉位置的强度与炉衬的强度一致，提高补炉的效果，进而延长炉龄。另外，由于补炉是在高温条件下进行的，对还原铁进行干燥处理，防止补炉过程中引起安全事故和影响补炉效果的情况发生。

进一步地，在所述步骤S2中，所述炉温≤1650℃，钢水终点碳的质量百分比≥0.07％。转炉的工作温度一般为1700℃，出炉温≤1650℃，此时低于转炉的工作温度，在满足补炉过程中对温度的要求的同时，避免还原铁熔化，使得补炉的效果得到保证，另外，钢水终点碳的质量百分比≥0.07％，能够避免补炉过程中炉衬的碳的含量升高，从而保证炉衬具有良好的工艺性能

进一步地，在所述步骤S3中，所述第一预设角度为92-94°；所述液态炉渣中氧化镁的含量≥9％，所述液态炉渣为碱性，PH值≥3.0。上述第一预设角度为92-94°(补炉位置处于液态炉渣的最低点为起点)，此时使得补炉位置偏离转炉的最高点，在保证补炉有效进行的同时，避免出现补炉材料脱落的现象发生，同时液态炉渣中的氧化镁含量高能够使得补炉位置的耐烧性能有效增强，进而提高转炉的炉龄，另外液态炉渣的环境为碱性，其PH值≥3.0，该种环境能够使得填充补炉位置的材料进行充分反应，使得补炉位置的性能得到强化，进而保证补炉的质量。

进一步地，在所述步骤S4中，所述预设厚度为50—70mm。由于转炉的补炉位置一般发生在转炉兑铁侧炉衬冲刷部位，也就是转炉装铁侧铁水对炉衬的冲刷部位，该部位一般侵蚀深度达到50—70mm时需要进行补炉处理，通过将还原铁的厚度设置为50-70mm，使得还原铁能够完全填充在侵蚀深度内，避免补炉时出现缺陷等影响补炉质量的情况发生，进一步提升转炉的炉龄。

需要指出的是，上述预设厚度与补炉位置的深度相一致，使得还原铁的形状和尺寸尽可能接近补炉位置的形状和尺寸，从而进一步提高补炉的质量。

进一步地，在所述步骤S5中，所述第二预设角度为92-94°。由于向补炉位置填充还原铁时，补炉位置靠近转炉的顶部(90°时)的位置设置，通过将转炉旋转92-94°，使得具有还原铁的补炉位置能够完全浸泡在液态炉渣中，从而通过液态炉渣使得还原铁能够与炉衬实现充分固定，并且能够保证固定的强度，有效提高补炉位置的性能，进而有效延长转炉的炉龄。

进一步地，在所述步骤S6中，将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3min，上述补炉位置在液态炉渣中浸泡的时间一方面能够使得还原铁能够与补炉位置充分固定，并且保证固定的强度，另一方面能够有效缩短补炉的时间，进而提高工作的效率，保证生产的连续性，使得生产的成本降低。

具体理解的是，在所述步骤S7中，所述第三预设角度92-94°。通过将转炉旋转92-94°，使得补炉位置与液态炉渣能够有效分离，且保持的距离较大，使得下一步的溅渣护炉操作实施更加便捷，从而提高工作的效率。

请参考图2，图2为本发明所提供的溅渣护炉的流程图。

具体地，在所述步骤S7中，所述溅渣护炉包括如下步骤：

S71：将所述转炉旋转第四预设角度；

S72：向所述液态炉渣内加入改质剂，使炉渣的熔点和粘度升高；

S73：向所述转炉内通入高压氮气，使得液态炉渣喷溅到所述补炉位置上。

利用氧化镁含量达到饱和或过饱和的液态炉渣，通过高压氮气的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。溅渣形成的溅渣层耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬砖，降低耐火材料损耗速度，减少喷补材料消耗，同时减轻工人劳动强度，提高炉衬使用寿命，提高转炉作业率，降低生产成本。

具体地，在所述步骤S8中，所述养护通过补炉后的第一炉冶炼进行，第一炉冶炼过程中控制化渣的质量、返干程度和温度。

本发明的有益效果是：①实现对炉衬的铁水冲刷处进行补炉，有效提高转炉的炉龄；②还原铁来源广泛，制备成本低，通过将还原铁作为补炉材料，在保证补炉效果的同时有效降低补炉的成本；③通过对补炉位置进行挂渣操作，使得炉衬表面形成耐高温层，从而提高补炉的效果；④补炉时间短，有效避免生产中断，保证了生产的效率，从而降低了生产的成本；⑤降低了喷补料和补炉砖的消耗，为中间包的使用提供了有力的保证。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备低碳、多孔的还原铁作为补炉材料，并将所述补炉材料进行干燥，将补炉材料制成饼状，同时根据转炉内的待补炉位置的形状对饼状的补炉材料进行修整；

所述还原铁为精铁粉或氧化铁通过低温还原形成的多孔结构，所述多孔结构均布在所述还原铁的表面和内部且所述多孔结构的孔径均匀；所述还原铁中碳的含量≤2.2％；所述还原铁通过干燥箱干燥；

S2：将转炉内的钢水出净，并保持所述转炉的炉温和钢水终点碳的含量；

S3：将所述转炉旋转第一预设角度，使所述转炉的补炉位置与液态炉渣分离；

S4：将所述补炉材料平铺在所述补炉位置，且具有预设厚度，并使所述补炉位置铺满所述补炉材料；

S5：将所述转炉旋转第二预设角度，使铺有所述补炉材料的所述补炉位置浸泡在所述液态炉渣中；

S6：将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3-5min；

S7：将所述转炉旋转第三预设角度，对铺有所述补炉材料的所述补炉位置进行溅渣护炉；

S8：将所述转炉的补炉位置进行养护。

2.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述炉温≤1650℃，钢水终点碳的质量百分比≥0.07％。

3.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一预设角度为92-94°；所述液态炉渣中氧化镁的含量≥9％。

4.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述预设厚度为50—70mm。

5.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述第二预设角度为92-94°。

6.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S6中，将铺有所述补炉材料的所述补炉位置在所述液态炉渣中保持3min。

7.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S7中，所述第三预设角度92-94°。

8.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S7中，所述溅渣护炉包括如下步骤：

S71：将所述转炉旋转第四预设角度；

S72：向所述液态炉渣内加入改质剂，使炉渣的熔点和粘度升高；

S73：向所述转炉内通入高压氮气，使得液态炉渣喷溅到所述补炉位置上。

9.根据权利要求1所述的用于炼钢转炉的补炉方法，其特征在于，在所述步骤S8中，所述养护通过补炉后的第一炉冶炼进行，第一炉冶炼过程中控制化渣的质量、返干程度和温度。

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