CN110157854A - 一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金工艺技术领域，具体公开了一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，本发明在转炉出钢前，以氮气为载气，环缝保护气体为甲烷，将硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉通过双层套管式转炉底吹喷枪喷入转炉炉内钢水中，实现钢水脱氧合金化，喷入炉内合金粉的量根据转炉终点控制情况确定，达到确定的喷粉量后，将转炉内钢水出至钢包内，并根据转炉终点成分、喷吹合金粉的量以及所炼钢种要求的化学成分在出钢过程进一步合金化，使之达到要求；其底吹气体流量大，钢水搅拌好，不存在搅拌死区，动力学条件良好，喷入炉内的合金粉能够迅速脱氧合金化并混匀，达到资源循环利用，同时提高钢水脱氧效果和合金收得率，从而降低炼钢合金成本。

Description

一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法
技术领域
本发明属于冶金工艺技术领域，具体涉及一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法。
背景技术
铁合金在浇铸冷凝、粗破、称量入库、规格破碎、筛分装袋及往返运输过程中均会产生粉末，而破碎粉末率的高低直接影响企业的销售成本和经济效益。硅锰合金破碎粉末率平均在7%-10%，硅铁合金破碎粉末率平均在6%-8%，如何降低破碎粉末率是铁合金生产企业亟待解决的课题。在铁合金生产企业，一般将硅铁粉装袋后低价销售给炼钢企业，而硅锰合金粉一部分作为垫模料，在铁合金内部循环利用，但破碎产生的粉末量大于垫模料需求，造成部分硅锰合金粉堆积，采取回炉或外售方式消化，还有部分加入粘结剂后压制成硅锰合金球供炼钢使用，以上处置方法对铁合金企业生产成本造成影响。
电解铝过程中，避免不了产生固体废物，铝粉就是其中较为重要的电解固体废物，有时也被称之为铝灰、铝渣灰或者铝渣。铝灰中富含80%以上的金属铝，是宝贵的二次高铝资源。目前处理铝灰的主要工艺为：利用铝灰合成净水剂、合成耐火材料、制备电熔刚玉或镁铝尖晶石复合材料、合成尖晶石、合成复合陶瓷、生产特征氧化铝、合成油墨用氧化铝、直接返回铝电解槽利用等。还有一种就是高强压制成铝渣球作为炼钢脱氧剂或造渣剂，这种处理工艺需对铝灰进行压球处理，生产成本较高。
脱氧合金化是炼钢五大制度之一，脱氧方式可分为沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧三大类，脱氧合金化通常在转炉出钢过程、钢包内或在精炼炉完成，但也有一部分企业在转炉内完成的脱氧，例如利用碳质材料在转炉内预脱氧，这种脱氧方式可以归结为扩散脱氧，通过碳质材料将炉渣中的氧脱除后，钢水中的氧扩散至炉渣中，从而达到预脱氧的目的；另外还有在出钢结束后在钢包内加入硅铁粉、铝粉等进行脱氧的工艺，这种工艺下，硅铁粉、硅锰合金粉、铝粉等利用效率低，加入过程中细小粉剂外溢会造成环境污染。
在转炉出钢过程中实现脱氧的工艺，脱氧剂需加入到钢水中，对脱氧剂的粒度、比重要求较高，一般使用块状脱氧剂；在转炉内利用碳质材料预脱氧，由于碳质材料由高位料仓或炉口加入，对粒度也有一定要求，一般不使用合金粉。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，通过双层套管式转炉底吹喷枪将硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉喷入转炉炉内钢水中，实现钢水脱氧合金化，达到循环利用硅铁、硅锰合金生产过程中的合金粉和电解铝生产过程中产生的铝粉的目的，同时提高钢水脱氧效果和合金收得率，从而降低炼钢合金成本。
为了满足上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，在转炉出钢前，将硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉通过双层套管式转炉底吹喷枪喷入转炉炉内钢水中，以氮气为载气，以碳氢化合物为环缝保护气体，实现钢水脱氧合金化，喷入炉内合金粉的量根据转炉终点控制情况确定，达到确定的喷粉量后，将转炉内钢水出至钢包内，并根据转炉终点成分、喷吹合金粉的量以及所炼钢种要求的化学成分在出钢过程进一步合金化。
优选的，所述硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉粒度小于50目。
优选的，所述转炉出钢前是指在转炉吹炼结束，钢水成分、温度达到所冶炼钢种要求，具备出钢条件。
优选的，所述喷入炉内的合金粉量根据所冶炼钢种转炉终点碳含量、氧含量及残余锰含量确定，喷入合金粉总量为0.5-2.5kg/t钢。
优选的，所述喷吹硅铁合金粉、硅锰合金粉、铝粉的比例为3:3:1，喷粉流量为50-160kg/min。
优选的，所述底吹喷枪为双层套管环缝式喷枪，以氮气为载气喷吹，氮气压力为1.3-1.6Mpa，喷吹流量1500-2000Nm3/h，所述冷却保护环缝气为甲烷，环缝气压力1.3-1.6Mpa，环缝气流量120-240Nm3/h。
优选的，所述方法适用于50-350吨安装有双层套管式底吹喷粉枪的转炉。
本发明的有益效果为：
该发明是通过双层套管式底吹喷枪将硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉，以氮气为载气喷入转炉内钢水中，实现在转炉内钢水脱氧合金化，硅铁合金粉和硅锰合金粉为铁合金企业在生产硅铁和硅锰合金时，在浇铸冷凝、粗破、称量入库、规格破碎、筛分装袋及往返运输过程中产生的粉状硅铁、硅锰合金，铝粉为电解铝生产过程中产生的电解固体废物铝灰，其是资源的可回收利用；本发明底吹气体流量大，钢水搅拌好，不存在搅拌死区，动力学条件良好，喷入炉内的合金粉能够迅速脱氧合金化并混匀，达到循环利用硅铁、硅锰合金生产过程中的合金粉和电解铝生产过程中产生的铝粉的目的，同时提高钢水脱氧效果和合金收得率，从而降低炼钢合金成本。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
50吨转炉炉内钢水脱氧合金化
本实施例用于50吨转炉炉内钢水脱氧合金化，该转炉炉底布置2支双层套管式底吹喷粉枪。冶炼钢种HRB400E，转炉吹炼至终点后测温取样，终点温度1663℃，转炉终点碳含量为0.09%，锰含量为0.22%，终点氧含量312ppm，具备出钢条件，硅铁合金粉、硅锰合金粉、铝粉按照3:3:1的质量比例开始喷吹，供粉流量60kg/min，喷吹30s后停止喷粉，总计喷入粉量为30kg，将钢水出至钢包内，加入100kg硅铁合金，800kg硅锰合金，出钢过程全程吹氩，吊运至LF炉精炼处理，并进行成分微调。
实施例2：
120吨转炉炉内钢水脱氧合金化
本实施例用于120吨转炉炉内钢水脱氧合金化，该转炉炉底布置4支双层套管式底吹喷粉枪。冶炼钢种HRB400E，转炉吹炼至终点后测温取样，终点温度1659℃，转炉终点碳含量为0.08%，锰含量为0.20%，终点氧含量350ppm，具备出钢条件，硅铁合金粉、硅锰合金粉、铝粉按照3:3:1的质量比例开始喷吹，供粉流量150kg/min，喷吹25s后停止喷粉，总计喷入粉量为40kg，将钢水出至钢包内，加入200kg硅铁合金，1650kg硅锰合金，出钢过程全程吹氩，吊运至LF炉精炼处理，并进行成分微调。
实施例3：
350吨转炉炉内钢水脱氧合金化
本实施例用于120吨转炉炉内钢水脱氧合金化，该转炉炉底布置4支双层套管式底吹喷粉枪。冶炼钢种HRB400E，转炉吹炼至终点后测温取样，终点温度1659℃，转炉终点碳含量为0.07%，锰含量为0.18%，终点氧含量346ppm，具备出钢条件，硅铁合金粉、硅锰合金粉、铝粉按照3:3:1的质量比例开始喷吹，供粉流量160kg/min，喷吹15s后停止喷粉，总计喷入粉量为35kg，将钢水出至钢包内，加入220kg硅铁合金，1850kg硅锰合金，出钢过程全程吹氩，吊运至LF炉精炼处理，并进行成分微调。

Claims (7)

1.一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：在转炉出钢前，将硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉通过双层套管式转炉底吹喷枪喷入转炉炉内钢水中，以氮气为载气，以碳氢化合物为环缝保护气体，实现钢水脱氧合金化。
2.根据权利要求1所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述硅铁合金粉、硅锰合金粉和铝粉粒度小于50目。
3.根据权利要求1所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述转炉出钢前是指在转炉吹炼结束，钢水成分、温度达到所冶炼钢种要求，具备出钢条件。
4.根据权利要求1所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述喷入炉内的合金粉量根据所冶炼钢种转炉终点碳含量、氧含量及残余锰含量确定，喷入合金粉总量为0.5-2.5kg/t。
5.根据权利要求1或4所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述喷吹硅铁合金粉、硅锰合金粉、铝粉的质量比例为3:3:1，喷粉流量为50-160kg/min。
6.根据权利要求1或5所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述底吹喷枪为双层套管环缝式喷枪，以氮气为载气喷吹，所述氮气压力为1.3-1.6Mpa，喷吹流量1500-2000Nm3/h，所述冷却保护环缝气为甲烷，环缝气压力1.3-1.6Mpa，环缝气流量120-240Nm3/h。
7.根据权利要求1或5所述的一种在转炉内钢水脱氧合金化的方法，其特征在于：所述方法适用于50-350吨安装有双层套管式底吹喷粉枪的转炉。
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