CN109722501B

CN109722501B - 一种适用于if钢的钢包顶渣改质方法

Info

Publication number: CN109722501B
Application number: CN201910213349.6A
Authority: CN
Inventors: 李应江; 邓勇; 邱艳生; 姚思源; 李宝庆; 单永刚; 胡晓光; 熊华报; 张正群; 谢大为; 张雷
Original assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-01-26
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: CN109722501A

Abstract

本发明公开了一种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，其特征在于：在转炉出钢过程中不加冶金石灰，钢水到达合金微调站后立即通过布料器先加入铝粒，后再通过布料器加入冶金石灰，在布料位静置3～5min后出站。本发明适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，有效解决现有顶渣改质工艺严重污染环境、改质过程耗氧量大、改质剂成本高等技术问题，实现IF钢高品质和绿色、经济生产，具有较好的应用前景。

Description

一种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法

技术领域

本发明属于炼钢冶炼技术领域，更具体地说，涉及一种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法。

背景技术

IF钢，全称Interstitial-Free Steel，即无间隙原子钢，具有极优异的深冲性能，广泛应用于汽车、家电等行业。在IF钢中，由于C、N含量低，再加入一定量的钛(Ti)、铌(Nb)等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢。在炼钢生产中，一般采用“铁水预处理→顶底复吹转炉→合金微调站→RH炉→板坯连铸”工艺流程生产。

IF钢进行顶渣改质，是冶炼纯净钢的重要手段，其目的是为了获得较低氧化性(即渣中FeO含量)、合适CaO/Al2O3的钢包顶渣，从而实现钢包顶渣吸附RH处理过程中产生的Al2O3夹杂物，同时减少连铸开浇前钢水静置期和浇注过程中钢包顶渣向钢水中传氧，提高钢水洁净度和钢水可浇性。

目前，国内外IF钢钢包顶渣改质工艺是在转炉出钢过程或到合金微调站进行钢包顶渣改质，其主要工艺特征是：转炉出钢不脱氧，在转炉出钢过程中向钢包内加入石灰，出钢结束后或在合金微调站向钢包顶渣渣面加入改质剂。这种钢包顶渣改质工艺存在如下缺点：①向钢包里投放改质剂后，因改质剂与炉渣发生化学反应，持续排放大量的、浓厚的烟尘，甚至钢水吊运至RH处理过程仍继续大量排放，严重污染现场作业环境以及RH安全操作，不利于人身健康；②改质剂加入后，堆积在钢包顶渣表面，而钢包顶渣温度偏低，热效应不佳，因此在加入改质剂时需进行钢包底吹氩，加入改质剂时，改质剂中铝与钢水中氧产生化学反应，消耗了在RH工序脱碳反应所需要的氧，导致RH补氧现象时有发生，不利于钢水洁净度，且降低了RH冶炼效率；③改质剂需外购，且其质量良莠不齐，不利于钢厂控制成本及钢水质量。

中国专利(授权公告号CN 101684510 B)公布了“一种针对沸腾钢钢包内顶渣改质新方法”，该方法采用机械搅拌的方法对顶渣进行搅拌，促进改质剂与顶渣充分接触、反应；改质剂的主要成分为：CaO 30～70重量份、Al 70～30重量份；当转炉出钢结束后，由转炉通过料仓向钢包顶渣表面加入改质剂；钢包车开至搅拌器下方，反复升降搅拌器，实现改质剂与顶渣的充分接触、充分反应，达到顶渣改质的目的。此方法优点在于不进行钢包底吹氩，而是采用机械搅拌的方式对改质剂与钢包炉渣进行搅拌，从而达到充分改质的目的；但缺点在于需要吊车或专门的机械，操作复杂，且由于小搅拌器3采用耐火材料制成，在搅拌过程容易粘钢，使用寿命低，难以适用于工业大生产。

中国专利(授权公告号CN 103374642 B)公布了“钢包顶渣脱氧改质剂”，所述改质剂的主要组分以质量百分比计包括：Al 30-50％，CaO 50-30％，Al2O3 5.0-8.0％，SiO2≤3.0％，S+P≤0.07％,C 0.7-1.4％，CaF2 3.0-8.0％，H2O≤0.2％。所述改质剂在转炉出钢完毕后立即加入钢包，以确保脱氧改质剂能快速铺展、尽快熔化，同时有效脱去钢包顶渣中的氧。缺点在于改质的同时消耗钢水中的氧，且加入后排放大量烟尘，污染环境。

中国专利(申请号：201710918265.3)公布了“一种适用于IF钢的环境友好型顶渣改质方法”，所述方法是转炉出钢过程中不进行钢包顶渣改质，钢水到达RH后进行真空处理，在真空脱碳结束后、加铝完全脱氧之前，向真空槽内加入顶渣改质剂。其优点是改质剂加入时产生的烟尘进入RH真空泵系统气冷器，烟尘在气冷器中颗粒物冷却沉降，在真空处理结束后可以通过卸灰阀进行集中外排，该过程烟尘、废气不会外溢，但是缺点在于：①增加了RH真空泵系统的清理频率，且影响真空泵抽真空效果，不利于钢水脱碳；②需要外购改质剂，不利于钢厂降本；③改质剂中不可避免带入碳，造成IF钢碳含量控制不稳定，容易超标。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种经济环保，实现IF钢高品质和绿色、经济生产的适用于IF钢的钢包顶渣改质方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：所提供的这种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，其特征在于：在转炉出钢过程中不加冶金石灰，钢水到达合金微调站后立即通过布料器先加入铝粒，后再通过布料器加入冶金石灰，在布料位静置3～5min后出站。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本发明还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

在铝粒布料前，开启除尘系统，将铝粒与石灰布料期间及布料后所产生的烟尘予以集中去除。

所述铝粒组成、重量百分比为：Al≥99.5％，直径10.0±1.0mm；长度≤20mm。

铝粒加入量为：0.4～0.8Kg/t·钢。

所述冶金石灰组成、重量百分比为：CaO≥85.00％，S≤0.060％，SiO2≤3.5％；粒度为8～50mm。

所述冶金石灰加入量为2.0～4Kg/t·钢。

所述布料器布置在合金微调站，包括外罩和设置于外罩内部的内罩，外罩和内罩均为圆锥形结构，外罩具有加料口法兰口，内罩的圆锥形表面具有让物料通过的物料孔。

所述内罩包括由内至外布置的第一内罩、第二内罩和第三内罩。

在最外层所述内罩的物料孔处设有导料锥。

所述外罩和内罩上设有均匀间隔布置的定距管，所述定距管通过紧固件紧固。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，经济环保，能有效解决现有顶渣改质工艺严重污染环境、改质过程耗氧量大、改质剂成本高等技术问题，实现IF钢高品质和绿色、经济生产，具有较好的应用前景。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明中布料器结构示意图；

图中标记为：1、第一内罩；2、第二内罩；3、第三内罩；4、外罩；5、加料口法兰；6、导料锥；7、紧固件；8、定距管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，在转炉出钢过程中不加冶金石灰，钢水到达合金微调站后立即通过布料器先加入一定量的铝粒，后再通过布料器加入冶金石灰，在布料位净置3～5min后出站。在铝粒布料前，开启除尘系统，将铝粒与石灰布料期间及布料后所产生的少量烟尘予以集中去除。

上述的一种适用于IF钢的环保经济型钢包顶渣改质方法，所述铝粒组成、重量百分比为：Al≥99.5％，直径10.0±1.0mm；长度≤20mm；铝粒加入量为：0.4～0.8Kg/t·钢；

上述的一种适用于IF钢的环保经济型钢包顶渣改质方法，所述冶金石灰组成、重量百分比为：CaO≥85.00％，S≤0.060％，SiO2≤3.5％；粒度为8～50mm；冶金石灰加入量为2.0～4Kg/t·钢；

上述的一种适用于IF钢的环保经济型钢包顶渣改质方法，所述布料器布置在合金微调站，如图1所示，布料器包括外罩4和设置于外罩4内部的内罩，外罩4和内罩均为圆锥形结构，外罩具有加料口法兰5，内罩的圆锥形表面具有让物料通过的物料孔；

内罩包括由内至外布置的第一内罩1、第二内罩2和第三内罩3。在最外层内罩的物料孔处设有导料锥6，有利于物料很好的由各内罩导入，均匀布料。

外罩和内罩上设有均匀间隔布置的定距管8，定距管8通过紧固件7紧固。

上述的一种适用于IF钢的环保经济型钢包顶渣改质方法，除尘系统为与转炉共用。

本发明采用的技术原理是：

转炉出钢过程不可避免的有氧化性强的转炉炉渣进入钢包，这部分炉渣氧化性强(FeO含量≥20％)，若不进行改质处理，会严重影响IF钢质量及钢水可浇性。通过合金微调站布料器先加入铝粒，产生化学反应2[Al]+3(FeO)＝3[Fe]+(Al2O3)，从而降低钢包渣中(FeO)。

转炉出钢期间不加冶金石灰的目的是减少钢包顶渣量，减少未脱氧钢水氧向钢包顶渣扩散，从而减少钢包顶渣总氧量，且不加冶金石灰，钢包顶渣较薄，炉渣温度高，可促进后续“铝粒-炉渣”之间的化学反应进行；

先加入铝粒的目的在于充分利用钢水进合金微调站时炉渣温度较高的特点，铝粒与炉渣充分接触，炉渣温度高，快速反应；

后加入冶金石灰的目的在于使石灰均匀盖在“铝粒-炉渣”上，通过重力作用使铝粒完全进入到炉渣层，促进“铝粒-炉渣”充分反应。

本发明的有益效果为:

(1)利用原材料“铝粒+冶金石灰”而不是外购的改质剂对钢包顶渣进行改质，与传统工艺相比，改质过程及改质后排放的大量浓烟减少了约90％，现场作业环境显著提升，满足了新时代高质量发展的要求；

(2)利用原材料“铝粒+冶金石灰”替代外购的改质剂，可显著降低钢厂制造成本；

改质前后钢水氧含量损失为45ppm,显著低于传统改质160ppm,由此减少了RH吹氧率，提升了RH冶炼效率，有利于提升钢水洁净度。

本发明提供了一种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，不需要外购改质剂，利用冶金石灰、铝粒对钢包炉渣进行改质，产生的烟尘量很少且持续时间短，基本不对现场环境产生影响；改质效果好，加入后消耗钢水氧含量显著低于传统工艺，且不会导致钢水增碳。

本发明适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，有效解决现有顶渣改质工艺严重污染环境、改质过程耗氧量大、改质剂成本高等技术问题，实现IF钢高品质和绿色、经济生产，具有较好的应用前景。

本发明滑轮磨损检测装置及检测方法，结构简单，检测方便，可精确方便的测量滑轮磨损量，节省更换成本，提高安全性能，具有较强的实用性和较好的应用前景。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，但是本发明并不受限于上述方式，只要采用本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种适用于IF钢的钢包顶渣改质方法，其特征在于：在转炉出钢过程中不加冶金石灰，钢水到达合金微调站后立即通过布料器先加入铝粒，后再通过布料器加入冶金石灰，在布料位静置3～5min后出站；在铝粒布料前，开启除尘系统，将铝粒与石灰布料期间及布料后所产生的烟尘予以集中去除；所述冶金石灰组成、重量百分比为：CaO≥85.00％，S≤0.060％，SiO2≤3.5％。

2.按照权利要求1所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：所述铝粒组成、重量百分比为：Al≥99.5％，直径10.0±1.0mm；长度≤20mm。

3.按照权利要求2所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：铝粒加入量为：0.4～0.8kg/t钢。

4.按照权利要求1所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：所述冶金石灰粒度为8～50mm。

5.按照权利要求4所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：所述冶金石灰加入量为2.0～4kg/t钢。

6.权利要求1至5任一项所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于:所述布料器布置在合金微调站，包括外罩和设置于外罩内部的内罩，外罩和内罩均为圆锥形结构，外罩具有加料口法兰口，内罩的圆锥形表面具有让物料通过的物料孔。

7.按照权利要求6所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：所述内罩包括由内至外布置的第一内罩、第二内罩和第三内罩。

8.按照权利要求7所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：在最外层所述内罩的物料孔处设有导料锥。

9.按照权利要求8所述的钢包顶渣改质方法，其特征在于：所述外罩和内罩上设有均匀间隔布置的定距管，所述定距管通过紧固件紧固。