CN111187873A

CN111187873A - 大型转炉的钢水冶炼方法

Info

Publication number: CN111187873A
Application number: CN202010095587.4A
Authority: CN
Inventors: 丛铁地; 彭飞; 张艳龙; 魏建华; 薛长江; 郭宗昶
Original assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Current assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-05-22

Abstract

本发明公开了一种大型转炉的钢水冶炼方法，通过在转炉吹炼过程中，依据吹炼的进程进行氧枪枪位的实时调整，整体而言，开吹时枪位适中，来渣期降低枪位，返干前提高枪位，在副枪测试前降低枪位，使氧枪在转炉吹炼的整体进程中呈适中、位、低位、高位、低位的形式进行调整，使氧枪根据不同的铁水条件和废钢条件，进行高度调整，进而实现将供氧强度调整为3.8‑4.0m³/(t·min)，仍可在吹炼的全过程中一直处于较为平稳的状态，避免发生喷溅，提高钢水质量，由于供氧强度的提升，可缩短吹氧时间，有效提高转炉的生产效率，缩短冶炼时间，减低生产成本。

Description

大型转炉的钢水冶炼方法

技术领域

本发明公开涉及钢水冶炼的技术领域，尤其涉及一种大型转炉的钢水冶炼方法。

背景技术

随着社会的进步和科技的发展，人们对钢铁的需求量越来越高，对钢铁质量的要求也随之提高。在钢铁冶炼过程中，转炉工序是十分重要的环节之一。尤其是在转炉工序中，对供氧工艺及加料方案的制定和实施，将直接影响冶炼出的钢水质量、生产效率以及能源利用率，进而影响最终钢铁的质量。

目前国内150吨以上的大型转炉在进行钢水冶炼时，氧枪的供氧强度仅能控制在3.0-3.5m³/(t·min)之间，一旦增强供氧的强度，将会出现发生喷溅以及返干的现象，使造渣受影响，铁水有害元素无法去除，影响钢水质量，由于受供氧强度的限制，导致需要进行长时间吹氧，通常的时间周期为15-18min，生产效率低。

因此，如何研发一种新型大型转炉的钢水冶炼方法，以解决以往转炉炼钢水时，铁水有害元素无法去除，影响钢水质量以及生产效率低等问题，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种大型转炉的钢水冶炼方法，以至少解决以往转炉炼水时，铁水有害元素无法去除，影响钢水质量以及生产效率低等问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种大型转炉的钢水冶炼方法，该冶炼方法在转炉吹炼过程中，氧枪以3.8-4.0m³/(t·min)的供氧强度进行吹氧，且依据吹炼的进程进行氧枪枪位的实时调整；

其中，在开吹时氧枪枪位适中，吹炼到来渣期，进行降枪操作，将氧枪在距离铁水表面2-2.4m高度内移动，返干前提高枪位，将氧枪在距离铁水表面2.4-2.6m高度内移动，副枪测试前，进行降枪，将氧枪在距离铁水表面1.8-2m高度内移动。

优选，每次氧枪移动幅度为50-100mm。

进一步优选，氧枪的喷头喉口直径为43.5mm，氧枪的喷头出口直径为57mm，氧枪的喷头夹角为13°-14°。

进一步优选，在转炉吹炼的前期，着火后加入白云石或菱镁石，石灰以及石灰石；

在转炉吹炼的中期，分批加入降温料以及压渣石灰，每批降温料的加入量≤1000kg，每批压渣石灰的加入量≤500kg；

在转炉吹炼的时间达到85％时，进行过程测试，终点提枪后进行副枪测试。

进一步优选，在转炉吹炼的前期，当Si含量﹤0.30％时，着火后1min内将白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3-4min后加入全部石灰石。

进一步优选，在转炉吹炼的前期，当Si含量为0.30-0.79％时，着火后1min内将白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入4t石灰，吹炼3min后，加入全部石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石。

进一步优选，在转炉吹炼的前期，当Si含量≥0.80％时，着火后1min内加入4t白云石或菱镁石，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3min后，加入3t石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石，吹炼4-6min后，进行放渣，吹炼7min后，加入剩余白云石或菱镁石，吹炼8min后，加入剩余石灰。

本发明提供的大型转炉的钢水冶炼方法，通过在转炉吹炼过程中，依据吹炼的进程进行氧枪枪位的实时调整，整体而言，开吹时适中枪位，来渣期降低枪位，返干前提高枪位，在副枪测试前降低枪位，使氧枪在转炉吹炼的整体进程中呈适中、低位、高位、低位的形式进行调整，使氧枪根据不同的铁水条件和废钢条件，进行高度调整，进而实现将供氧强度调整为3.8-4.0m³/(t·min)，仍可在吹炼的全过程中一直处于较为平稳的状态，避免发生喷溅，提高钢水质量，由于供氧强度的提升，可缩短吹氧时间，有效提高转炉的生产效率，缩短冶炼时间，减低生产成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为采用本发明公开实施例提供的实施例中的高强度供氧和低强度供氧冲击面及等速线示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的方法的例子。

以解决以往转炉炼钢水时，铁水有害元素无法去除，影响钢水质量以及生产效率低等问题，本实施方案提供了一种大型转炉的钢水冶炼方法，具体为，在转炉吹炼过程中，氧枪以3.8-4.0m³/(t·min)的供氧强度进行吹氧，且依据吹炼的进程进行氧枪枪位的实时调整；

其中，在开吹时氧枪枪位适中，通常为1.6-2m，吹炼到来渣期，进行降枪操作，将氧枪在距离铁水表面2-2.4m高度内移动，返干前提高枪位，将氧枪在距离铁水表面2.4-2.6m高度内移动，副枪测试前，进行降枪，将氧枪在距离铁水表面1.8-2m高度内移动。

该大型转炉的钢水冶炼方法，在开吹时氧枪处于适中枪位，可以有效减小氧枪供氧对铁水产生的冲击力及冲击强度，避免发生喷溅；吹炼到来渣期进行降枪，使得氧与铁水中的碳反应更加充分，放出更多的热量促进造渣，进而有效的降低铁水中磷、硫等元素的含量，进而提高了制备出的钢水质量；返干前提高枪位，减小氧枪供氧对铁水产生的冲击力及冲击强度，可以有效的减弱返干的不良影响；副枪测试前，进行降枪，进而在降低铁水中磷、硫等元素的含量的同时，有效率控制铁水中氧含量，进而提高了制备出的钢水质量。

由于该冶炼方法中，氧气枪的枪位根据吹炼的进程进行高度的调整，因此，氧枪供养强度可调为3.8-4.0m³/(t·min)；该高强度供氧，可以有效提高气流的冲击面和冲击深度，进而减少钢水流动的死区，加快反应速度，达到快速化渣，增加搅动效果，进一步提高脱磷动力学条件，提高脱磷率。通过提高氧枪供氧强度，不仅提高制备出的钢水质量，还缩短了供氧时间及冶炼周期，进而提高转炉生产效率，减少能耗，降低生产成本。

其中，每次氧枪移动幅度为50-100mm。通过控制氧枪移动的幅度，使得氧枪吹出的氧气对铁水的冲击力和冲击强度缓慢变化，避免了由于氧枪吹出的氧气对铁水的冲击力和冲击强度急速变化所导致的喷溅现象发生，进而提高了制备出的钢水质量。

上述大型转炉的钢水冶炼方法中，氧枪供氧流量随着供养量变化进行调整，当供氧量为1500Nm³时，供氧流量降低为34000Nm³/h，当供氧量为2200Nm³时，供氧流量调整至42000Nm³/h。由于吹炼前期易出现喷溅的情况，因此该大型转炉冶炼的氧枪操作方法中，在吹炼前期采用较低的供氧流量，随后逐渐提高供氧流量，有效防止了喷溅现象的发生，进而提高了制备出的钢水质量。

该大型转炉的钢水冶炼方法中，氧枪喷头喉口直径为43.5mm，氧枪喷头出口直径为57mm，氧枪喷头夹角为13-14°。通过增加氧枪喷头喉口直径以及氧枪喷头出口直径，使得氧枪供氧强度长时间稳定控制在3.8-4.0m³/(t·min)，进而使得高强度供氧工艺得以实现。

为了确保转炉生产效率，提高制备出的钢水质量，可在上述大型转炉的钢水冶炼方法的基础上，提供一种优选的加料方式，具体如下：

在转炉吹炼的前期，着火后加入白云石或菱镁石，石灰以及石灰石；

上述加料方案中，通过在吹炼前期控制白云石或菱镁石、石灰以及石灰石的加入顺序、加入时间以及加入量，有效的进行造渣，有效降低了铁水中的磷、硫等元素含量，进而提高了制备出的钢水质量，提高转炉生产效率。同时在吹炼中期控制每批降温料次加入量≤1000kg，压渣石灰每批次不得大于500kg，进一步提高造渣效果，使得制备出的钢水质量提升，转炉的生产效率得以提高。

该大型转炉冶炼的加料操作方案，在转炉吹炼的前期，当Si含量﹤0.30％时，着火后1min内白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3-4min后，加入全部石灰石。当Si含量为0.30-0.79％时，着火后1min内白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入4t石灰，吹炼3min后，加入全部石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石。当Si含量≥0.80％时，着火后1min内加入4t白云石或菱镁石，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3min后，加入3t石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石，吹炼4-6min后，进行放渣，吹炼7min后，加入剩余白云石或菱镁石，吹炼8min后，加入剩余石灰。通过根据Si含量的不同，制定与之相适应的加料顺序、加料时间和加料量，确保了在不同Si含量的情况下，转炉冶炼都能够顺利进行，并能够顺利制备出质量优良的钢水。

该大型转炉冶炼的加料操作方案，在吹炼前期步骤中，单种物料加入总量偏差与计算设定量偏差不得大于300kg。通过控制单种物料加入总量偏差与计算设定量偏差，确保了白云石或菱镁石、石灰以及石灰石加入量的准确性，避免了由于白云石或菱镁石、石灰以及石灰石加入量偏差过大对产品质量产生影响，进一步保证了制备出的钢水质量。

该大型转炉冶炼的加料操作方大型转炉的钢水冶炼方法案，在吹炼后期步骤中，过程测试前2min不得加料，终点提枪前1min不得加料，终点C、P含量高时，必须进行补吹处理。通过控制过程测试前2min不得加料，终点提枪前1min不得加料，可以避免后续加料无法完全反应对制备出的钢水质量产生影响。当终点C、P含量高时进行补吹处理，可以有效降低C、P含量，进一步提高制备出的钢水质量。

下面结合具体的实施例对本发明进行更近一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。

实施例1

采用大型转炉的钢水冶炼方法中提供的氧枪喷头，即氧枪喷头喉口直径为43.5mm，氧枪喷头出口直径为57mm，氧枪喷头夹角为13-14°，供氧强度4.0m³/(t·min)，并且在吹炼过程中将供氧流量设定为42000Nm³/h。观察采用该氧枪喷头进行高强度供氧时，氧气流形成的冲击深度和冲击面积，具体数据见表1。

表1：

其中，图1为氧气流形成的冲击面积和冲击深度图。

对比例1

采用现有的Φ299五孔氧枪喷头，供氧强度3.5m³/(t·min)，并且在吹炼过程中将供氧流量设定为30000Nm³/h。观察采用现有氧枪喷头进行供氧时，氧气流形成的冲击面积和冲击深度，具体数据见表2.

表2：

将实施例1以及对比例1中的冲击深度和冲击面积进行对比，具体数据见表3。

表3：

根据表3可见，采用实施1中的大型转炉的钢水冶炼方法进行吹氧时，与采用对比例1中的现有氧枪吹氧相比，氧气流形成的冲击面积和冲击深度都大幅度增加。由此可见，该大型转炉冶炼的氧枪操作方法可有效的减少钢水流动的死区，增加搅动效果，提高了脱磷率。

实施例2

将实施例1的供氧时间与对比例1的供氧时间进行比较，具体数据见表4。

表4：

序号	试验炉数/炉	工作压力/MPa	平均供氧流量/Nm<sup>3</sup>/h	平均供氧时间/min	吨耗氧量/m<sup>3</sup>
						实施例1	132	0.89	41859	12.6	50.52
对比例1	87	0.8	29938	17.9	51.33

根据表4可见，采用实施例1中大型转炉的钢水冶炼方法进行吹氧时，与采用对比例1中的现有氧枪吹氧相比，缩短了供氧时间达5.3min，进而缩短了冶炼周期，提高了转炉生产效率。与此同时，采用实施1中大型转炉冶炼的氧枪操作方法可以降低耗氧量，进而降低了生产成本。

实施例3

将实施例1与对比例1进行终渣成分比较，具体数据见表5。

表5：

序号	FeO％	TFe％	P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>％	碱度
					实施例1	15.21	16.45	2.32	3.27
对比例1	16.09	17.54	2.17	3.31

根据表5可见，采用实施例1中大型转炉的钢水冶炼方法进行冶炼时，与采用对比例1中的现有氧枪进行冶炼相比，终渣中的FeO、TFe含量均有所降低，说明Fe的利用率有所提高，终渣中五氧化二磷的含量增加，说明脱磷率提高，碱度有所降低，说明减少了造渣料的消耗。由此可见，采用实施例1中大型转炉的钢水冶炼方法进行冶炼时，可有效的提高钢水质量、降低生产成本。

实施例4

采用本发明提供的大型转炉的钢水冶炼方法中的吹氧和加料方式进行转炉冶炼。对比例2为采用现有的氧枪操作方法以及加料方案进行转炉冶炼。将实施例4与对比例2就转炉冶炼参数进行比较，具体数据见表6。

表6：

序号	供氧流量/Nm<sup>3</sup>/h	炉容比	供氧强度m<sup>3</sup>/(t·min)	出钢量t
					实施例4	30000	0.77	3.5	174
对比例2	42000	0.82	4	185

根据表6可见，采用本实施方案提供的大型转炉的钢水冶炼方法进行转炉冶炼时，与采用现有的氧枪操作方法以及加料方案进行转炉冶炼相比，转炉生产效率更高，生产成本更低。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，在转炉吹炼过程中，氧枪以3.8-4.0m³/(t·min)的供氧强度进行吹氧，且依据吹炼的进程进行氧枪枪位的实时调整；

其中，在开吹时氧枪处于适中枪位，吹炼到来渣期，进行降枪操作，将氧枪在距离铁水表面2-2.4m高度内移动，返干前提高枪位，将氧枪在距离铁水表面2.4-2.6m高度内移动，副枪测试前，进行降枪，将氧枪在距离铁水表面1.8-2m高度内移动。

2.根据权利要求1所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，每次氧枪移动幅度为50-100mm。

3.根据权利要求1所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，氧枪的喷头喉口直径为43.5mm，氧枪的喷头出口直径为57mm，氧枪的喷头夹角为13°-14°。

4.根据权利要求1所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，在转炉吹炼的前期，当Si含量﹤0.30％时，着火后1min内将白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3-4min后加入全部石灰石。

6.根据权利要求4所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，在转炉吹炼的前期，当Si含量为0.30-0.79％时，着火后1min内将白云石或菱镁石加完，吹炼2min后，加入4t石灰，吹炼3min后，加入全部石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石。

7.根据权利要求4所述大型转炉的钢水冶炼方法，其特征在于，在转炉吹炼的前期，当Si含量≥0.80％时，着火后1min内加入4t白云石或菱镁石，吹炼2min后，加入3t石灰，吹炼3min后，加入3t石灰，吹炼4min后，加入剩余石灰石，吹炼4-6min后，进行放渣，吹炼7min后，加入剩余白云石或菱镁石，吹炼8min后，加入剩余石灰。