CN111020115A - 利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法。包括以下步骤:(1)转炉或者电炉出钢前取样、测温,保证成分、温度符合钢种工艺要求;(2)在出钢量达到总量的15%~25%时,加入液态高炉渣、白灰及钢种所需要的脱氧剂、合金进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;(3)出钢结束以后钢包软吹氩均匀温度及成分。本发明利用液态高炉渣代替钢水精炼所用合成渣,既实现了高炉渣的高价值资源化,又保证了初炼钢水渣洗效果。

Description

利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法。
背景技术
高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的副产品,它是当炉温大于1400~1500℃时,炉料熔融,矿石中的脉石、焦炭中的灰分、助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉渣主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、MgO。高炉渣是冶金行业产生数量最多的一种副产品,目前,国内外在生产上应用的高炉渣处理方法基本上是水淬法和干渣法,其处理过程中不仅消耗大量的能源,同时也排出大量的有害物质,到目前为止,仍没有能够彻底实现高炉渣高价值资源化的方法。因此,开展液态高炉渣回收利用方面的研究十分必要。
合成渣洗是由炼钢初炼炉初炼的钢水再在钢包内通过钢液对合成渣的冲洗进一步提高钢水质量的一种炉外精炼方法,合成渣是能将钢中不稳定夹杂物及有害物质除去的一种冶金辅料,是实现钢水净化的重要手段之一。通过钢包加入复合渣洗剂,改变钢包渣的碱度和氧化性,使渣洗后的熔渣具备高碱度、低熔点、低氧化铁、富CaO 含量的渣系,利用出钢过程中钢流冲击的动力学条件,增加渣钢反应界面,达到脱硫、脱氧、吸附夹杂的目的,并且有效防止回硫,使钢液中氧、硫平衡格局打破,降低氧含量,增加脱硫产物的深解能力和容量,最终使钢液中氧、硫、磷等有害物质得到去除和控制,提高合金回收率,简化部分钢种冶炼工艺,缩短精炼时间,以降低冶炼成本。为了取得最佳的精炼效果,要求合成渣具备相应的物理化学性质,一般要求合成渣的熔点低于被渣洗的钢液的熔点,要有较好的流动性,渣中(FeO)含量小于0.3%。常用的工业配制合成渣的方法冲天炉法、烧结法和电炉预熔法,但上述方法存在着脱硫能力有限、生产能耗高、成本高等缺点,另外此类合成渣均为固态,存在与钢液接触面积小、成渣慢,冶金效果受到限制等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,利用液态高炉渣代替钢水精炼所用合成渣,既实现了高炉渣的高价值资源化,又保证了初炼钢水渣洗效果。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案是:
利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,包括以下步骤:
(1)转炉或者电炉出钢前取样、测温,保证成分、温度符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的15%~25%时,加入液态高炉渣、白灰及钢种所需要的脱氧剂、合金进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩均匀温度及成分。
本发明所述步骤(1)转炉或电炉冶炼终点C:0.01~0.50wt%,终点O:100~1000ppm,终点温度为1580~1660℃。
本发明所述步骤(2)加入液态高炉渣1~5kg/t钢。
本发明所述步骤(2)白灰与液态高炉渣的比例范围为(0.5~2.0):1。
本发明所述步骤(2)液态高炉渣的二元碱度CaO/SiO2为0.8~1.2。
本发明所述步骤(3)中软吹氩时间为2~10分钟。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:
1、本发明在转炉钢水出钢过程中采用液态高炉渣及白灰进行渣洗操作,在出钢过程中液态高炉渣和白灰能够快速成渣而且以液态存在,能够快速的与脱氧、脱硫产物结合成大分子、低熔点的液态化合物排出钢液;出钢结束后覆盖在钢液上的渣与钢液持久接触,钢渣接触面生成的脱硫产物能够迅速的转移到钢渣反应界面的渣中,并且转移出反应边界层,与渣中的CaO等物质结合成稳定的脱硫产物。液态高炉渣本身自带的热量又可以减少出钢过程温降;避免了加入固态渣料进行渣洗时成渣慢、冶金效果差的缺陷。
2、本发明采用钢铁厂高炉渣作为渣料,具有化渣迅速、有利于吸附夹杂物、成本低廉的特点,能够规模化应用于炼钢过程中,高炉渣为系统内资源,不额外增加生产成本,操作简便,效果稳定,为转炉或电炉初炼钢水渣洗提供了技术支持,具有广阔的应用前景。
3、本发明从根本上改变了高炉渣水淬粒化渣耗水的工艺特点, 并有效利用了高炉渣的显热,减少了SO2 、H2S 等污染物的排放。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为Q195的低碳钢,炉容120吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.04%、O:866ppm,终点温度为1654℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的15%时,加入二元碱度为1.0的液态高炉渣5kg/t钢合计600kg,白灰5kg/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒等进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩2分钟均匀温度及成分。
实施例1渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低20%,硫含量降低15%,LF精炼炉电耗降低3KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低6kg/吨钢,白渣成渣时间降低4分钟。
实施例2
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为40Cr的中碳钢,炉容100吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.02%、O:726ppm,终点温度为1638℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的25%时,加入二元碱度为1.2的液态高炉渣5kg/t钢合计500kg,白灰2.5kg/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒、碳粉进行脱氧合金化及增碳操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩10分钟均匀温度及成分。
实施例2渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低21%,硫含量降低16%,LF精炼炉电耗降低8KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低7kg/吨钢,白渣成渣时间降低5分钟。
实施例3
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为GCr15的高碳钢,炉容180吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.50%、O:100ppm,终点温度为1580℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的25%时,加入二元碱度为0.8的液态高炉渣1kg/t钢合计180kg,白灰2kg/t钢,及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒、碳粉进行脱氧合金化及增碳操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩9分钟均匀温度及成分。
实施例3渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低18%,硫含量降低13%,LF精炼炉电耗降低10KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低7kg/吨钢,白渣成渣时间降低4分钟。
实施例4
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为U71Mn的高碳钢,炉容130吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.03%、O:700ppm,终点温度为1615℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的16%时,加入二元碱度为1.2的液态高炉渣5kg/t钢合计650kg,白灰3g/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、硅锰合金、碳粉进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩6分钟均匀温度及成分。
实施例4渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低17%,硫含量降低11%,LF精炼炉电耗降低9KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低5kg/吨钢,白渣成渣时间降低4分钟。
实施例5
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为65Mn的高碳钢,炉容50吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.05%、O:635ppm,终点温度为1636℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的24%时,加入二元碱度为1.1的液态高炉渣5kg/t钢合计250kg,白灰7g/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒、碳粉进行脱氧合金化及增碳操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩3分钟均匀温度及成分。
实施例5渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低21%,硫含量降低16%,LF精炼炉电耗降低7KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低5.5kg/吨钢,白渣成渣时间降低4分钟。
实施例6
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为U75V的高碳钢,炉容120吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.01%、O:600ppm,终点温度为1660℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的16%时,加入二元碱度为1.1的液态高炉渣4kg/t钢合计480kg,白灰3g/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、硅锰合金、碳粉进行脱氧合金化及增碳操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩6分钟均匀温度及成分。
实施例6渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低20%,硫含量降低13%,LF精炼炉电耗降低8KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低7.8kg/吨钢,白渣成渣时间降低5分钟。
实施例7
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为Q345R的中碳钢,炉容80吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.035%、O:1000ppm,终点温度为1600℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的16%时,加入二元碱度为1.2的液态高炉渣5kg/t钢合计400kg,白灰6g/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩5分钟均匀温度及成分。
实施例7渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低19%,硫含量降低17%,LF精炼炉电耗降低3KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低4kg/吨钢,白渣成渣时间降低3分钟。
实施例8
本实施例一种利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,冶炼钢种为37Mn5的中碳钢,炉容100吨,包括以下步骤:
(1)转炉冶炼终点:C:0.043%、O:920ppm,终点温度为1625℃,符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的20%时,加入二元碱度为1.1的液态高炉渣4kg/t钢合计400kg,白灰3g/t钢及钢种所需要的硅铁、锰铁、铝粒进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩6分钟均匀温度及成分。
实施例8渣洗操作提升了钢材质量并降低了生产成本,铸坯中全氧含量降低17%,硫含量降低12%,LF精炼炉电耗降低4KW·h/吨钢,石灰等造渣料消耗降低5.5kg/吨钢,白渣成渣时间降低6分钟。

Claims (4)

1.利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)转炉或者电炉出钢前取样、测温,保证成分、温度符合钢种工艺要求;
(2)在出钢量达到总量的15%~25%时,加入液态高炉渣、白灰及钢种所需要的脱氧剂、合金进行脱氧合金化操作,并在出钢结束前加完,加入的同时钢包底吹氩气强搅拌使钢包内钢水剧烈沸腾;
(3)出钢结束以后钢包软吹氩均匀温度及成分。
2.如权利要求1所述的利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,其特征在于:所述步骤(1)转炉或电炉冶炼终点C:0.01~0.50wt%,终点O:100~1000ppm,终点温度为1580~1660℃。
3.如权利要求1所述的利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,其特征在于:所述步骤(2)加入液态高炉渣1~5kg/t钢;白灰与液态高炉渣的质量比例范围为(0.5~2.0):1,液态高炉渣的二元碱度CaO/SiO2为0.8~1.2。
4.如权利要求1所述的利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法,其特征在于:所述步骤(3)中软吹氩时间为2~10分钟。
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