CN111778377A - 一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法 - Google Patents

一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法，属于钢铁冶炼技术领域。本发明包括在转炉中冶炼采用留渣的冶炼模式，较低的废钢比有利于降低成本，留渣量处于70~100%，利用上一炉的熔渣中的活性氧化钙进行脱磷；在转炉中冶炼包括吹炼阶段、冶炼脱磷阶段和出钢阶段。本发明通过控制废钢比、转炉底吹、顶吹方式，控制二元碱度、氧化镁含量、氧化性等措施控制脱磷率在87%以上；在出钢前向炉内添加一种含铁物料解决渣面高出钢过程溢渣的难题；采用加盖保温措施减少出钢过程温降，效果良好。

Description

一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法
技术领域
本发明涉及一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法，属于钢铁冶炼技术领域。
背景技术
随着社会上废钢存量的增加，废钢价格逐渐下降，多消耗废钢有利于降低成本，但是由于废钢加入过多影响热量平衡，因此要减少过程各种辅料的加入量减少热损失，和控制转炉出钢前等待时间，减少温降。
由于废钢加入量多影响前期的石灰渣化，因此需要采用新方法提高前期炉渣成渣速度，提高前期的脱磷效率，同时合理控制炉渣成分，提高转炉终点磷的命中率，减少终点等待时间而产生的温度损失，以及通过对渣面的控制防止出钢过程炉口溢渣，实现快速出钢减少温度损失，降低出钢温度对降低转炉造渣辅料有益。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法，包括：
在转炉中冶炼采用留渣的冶炼模式，留渣量处于70~100%，利用上一炉的熔渣中的活性氧化钙进行脱磷。
在所述转炉中冶炼包括吹炼阶段、冶炼脱磷阶段和出钢阶段；所述吹炼阶段采用转炉底吹惰性气体和顶吹方式，在转炉中冶炼的铁水占铁水和废钢总和的比例在75~85%。
所述转炉顶吹方式采用六孔喷头，所述顶吹的氧枪喷头参数：中心线夹角采用16~17.5°大夹角喷头，马赫数选取在2.1~2.2的范围，供氧强度大于等于3.3m3/t.min。
在所述吹炼阶段前加入3~5kg/t的转炉除尘粗灰，所述粗灰在除尘系统排除后直接加入炉内，所述粗灰的温度在200℃以上，所述粗灰成分为：38.8~40%的总铁、32~35%的生石灰、6~9.5%的氧化镁、2~3.0%的氧化锌、1~2%的二氧化硅、0.5~1%的氧化钠和0.2~0.8%的氧化铝。
根据所述铁水的硅含量控制转炉炉渣的二元碱度R，所述二元碱度R控制在R=3~3.5之间，其中所述二元碱度R=CaO/SiO2的比值。
上述方案的进一步改进是：在所述吹炼阶段内，总吹氧量25%之前不添加含镁辅料，仅利用上一炉炉渣中氧化镁，上一炉炉渣氧化镁含量控制在8.5%以下；在总吹氧量25%氧量以后控制氧化镁含量在6~7.5%；所述氧化镁含量的计算方法为所加入含有氧化镁物料中氧化镁的质量百分比占炉渣总量的百分比。
上述方案的进一步改进是：所述转炉开始阶段，控制钢水温度和钢水碳含量，所述钢水碳含量控制在0.15%~0.35%，所述钢水温度控制在1560℃~1600℃之间；所述转炉终点阶段，所述钢水温度控制在1620~1650℃，所述钢水碳含量控制在0.025~0.06%之间，终点氧含量控制350~600ppm之间。
上述方案的进一步改进是：在所述冶炼脱磷阶段内，对所述转炉底吹进行控制，要求所述底吹可见，控制碳氧积在0.0025以下。
上述方案的进一步改进是：所述冶炼脱磷阶段内，炼脱磷阶段内，要求在25%供氧量以内采用大流量控制，供气流量控制在0.08~0.1 m3/min.t，供氧量流量区间控制在25~100%，吹炼过程中控制底吹流量在0.04-0.05m3/min.t。
上述方案的进一步改进是：在所述冶炼脱磷阶段结束到出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，出钢前搅拌时间控制在2~3分钟。
上述方案的进一步改进是：在所述出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，搅拌时间控制在2~3分钟。
上述方案的进一步改进是：在所述出钢阶段前，向炉内添加2~3kg/t压渣物料，所述压渣物料成分为：20~30%的总铁、小于0.05%的硫、小于1.5%的磷、35~45%的氧化钙、小于15%的氧化硫和小于10%的氧化镁，所述压渣物料的粒度为20~40mm。
上述方案的进一步改进是：在所述出钢阶段前，保证钢包内衬温度大于1000℃以上，通过钢包加盖保温措施，或者进行钢包烘烤。
在所述出钢阶段内，在出钢量达到出钢总量的20-30%时加入活性石灰，在出钢量达到75%之前加完，所述活性石吨钢加入量为3-5kg/t，所述活性石灰CaO含量达到90%以上；并在所述出钢阶段的出钢钢流的冲击位置加入改性剂。
本发明带来的有益效果是：通过控制废钢比、转炉底吹、顶吹方式，控制二元碱度、氧化镁含量、氧化性等措施控制脱磷率在87%以上；在出钢前向炉内添加一种含铁物料解决渣面高出钢过程溢渣的难题；采用加盖保温措施减少出钢过程温降，效果良好。
具体实施方式
通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例
一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法，包括：在转炉中冶炼采用留渣的冶炼模式，较低的废钢比有利于降低成本，留渣量处于70~100%，利用上一炉的熔渣中的活性氧化钙进行脱磷。
在转炉中冶炼包括吹炼阶段、冶炼脱磷阶段和出钢阶段；
吹炼阶段采用转炉底吹惰性气体和顶吹方式，在转炉中冶炼的铁水占铁水和废钢总和的比例在75~85%；
转炉顶吹方式采用六孔喷头，顶吹的氧枪喷头参数：中心线夹角采用16~17.5°大夹角喷头，马赫数选取在2.1~2.2的范围，供氧强度大于等于3.3m3/t.min。
在吹炼阶段前加入3~5kg/t的转炉除尘粗灰，粗灰在除尘系统排除后直接加入炉内，粗灰的温度在200℃以上，高温的粗灰有利于减少冶炼过程温降。
粗灰成分为：38.8~40%的总铁、32~35%的生石灰、6~9.5%的氧化镁、2~3.0%的氧化锌、1~2%的二氧化硅、0.5~1%的氧化钠和0.2~0.8%的氧化铝。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
粗灰含有35~45%的氧化铁，促进石灰的溶解，有利于脱磷反应的进行，提高前期的脱磷效率，脱磷的基本反应式如下：
2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe])
或2P+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P2O5)+5[Fe])。
根据铁水的硅含量控制转炉炉渣的二元碱度R，二元碱度R控制在R=3~3.5之间，其中二元碱度R=CaO/SiO2的比值。
在吹炼阶段内，总吹氧量25%之前不添加含镁辅料，仅利用上一炉炉渣中氧化镁，上一炉炉渣氧化镁含量控制在8.5%以下，控制炉渣中较低氧化镁含量，可以提高炉渣的流动性并促进脱磷反应；在总吹氧量25%氧量以后控制氧化镁含量在6~7.5%；氧化镁含量的计算方法为所加入含有氧化镁物料中氧化镁的质量百分比占炉渣总量的百分比。
转炉开始阶段，控制钢水温度和钢水碳含量，钢水碳含量控制在0.15%~0.35%，钢水温度控制在1560℃~1600℃之间；转炉终点阶段，钢水温度控制在1620~1650℃，钢水碳含量控制在0.025~0.06%之间，终点氧含量控制350~600ppm之间。
在冶炼脱磷阶段内，对转炉底吹进行控制，要求底吹可见，控制碳氧积在0.0025以下，能够有效提高转炉底吹搅拌效果，促进脱磷效率的提升。
冶炼脱磷阶段内，要求在25%供氧量以内采用大流量控制，供气流量控制在0.08~0.1 m3/min.t，供氧量流量区间控制在25~100%，吹炼过程中控制底吹流量在0.04-0.05m3/min.t。
在冶炼脱磷阶段结束到出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，出钢前搅拌时间控制在2~3分钟，能够充分搅拌钢水。
在出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，搅拌时间控制在2~3分钟。
在出钢阶段前，向炉内添加2~3kg/t压渣物料，压渣物料成分为：20~30%的总铁、小于0.05%的硫、小于1.5%的磷、35~45%的氧化钙、小于15%的氧化硫和小于10%的氧化镁，压渣物料的粒度为20~40mm。
TFe% S% P% CaO% SiO<sub>2</sub>% MgO% 粒度
20~30% ≤0.05% ≤1.5 35~45% ≤15% ≤10% 20~40mm
压渣物料含铁量在30%，能够有效回收金属铁。
在出钢阶段前，保证钢包内衬温度大于1000℃以上，通过钢包加盖保温措施，或者进行钢包烘烤，减少出钢过程温度损失，有利于降低转炉出钢温度。
在出钢阶段内，在出钢量达到出钢总量的20-30%时加入活性石灰，在出钢量达到75%之前加完，活性石吨钢加入量为3-5kg/t，活性石灰CaO含量达到90%以上，可以利用钢水中的氧化铁和添加的以氧化钙为主的钢包渣改性剂和活性石灰发生脱磷反应。
活性石灰氧化钙要求：
成分 CaO 活性度
范围 >90% >300ML
脱磷反应的反应方程式如下：
2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe])或
2P+5(FeO)+3(CaO)=(3CaO.P2O5)+5[Fe])。
并在出钢的钢流的冲击位置加入改性剂，让钢包渣改性剂和钢水能够充分接触以促进脱磷反应进行。
以上实施例，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于，包括：
在转炉中冶炼采用留渣的冶炼模式，留渣量处于70~100%，利用上一炉的熔渣中的活性氧化钙进行脱磷；
在所述转炉中冶炼包括吹炼阶段、冶炼脱磷阶段和出钢阶段；
所述吹炼阶段采用转炉底吹惰性气体和顶吹方式，在转炉中冶炼的铁水占铁水和废钢总和的比例在75~85%；
所述转炉顶吹方式采用六孔喷头，所述顶吹的氧枪喷头参数：中心线夹角采用16~17.5°大夹角喷头，马赫数选取在2.1~2.2的范围，供氧强度大于等于3.3m3/t.min；
在所述吹炼阶段前加入3~5kg/t的转炉除尘粗灰，所述粗灰在除尘系统排除后直接加入炉内，所述粗灰的温度在200℃以上，
所述粗灰成分为：38.8~40%的总铁、32~35%的生石灰、6~9.5%的氧化镁、2~3.0%的氧化锌、1~2%的二氧化硅、0.5~1%的氧化钠和0.2~0.8%的氧化铝；
根据所述铁水的硅含量控制转炉炉渣的二元碱度R，所述二元碱度R控制在R=3~3.5之间，其中所述二元碱度R=CaO/SiO2的比值。
2.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述吹炼阶段内，总吹氧量25%之前不添加含镁辅料，仅利用上一炉炉渣中氧化镁，上一炉炉渣氧化镁含量控制在8.5%以下；在总吹氧量25%氧量以后控制氧化镁含量在6~7.5%；所述氧化镁含量的计算方法为所加入含有氧化镁物料中氧化镁的质量百分比占炉渣总量的百分比。
3.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：所述转炉开始阶段，控制钢水温度和钢水碳含量，所述钢水碳含量控制在0.15%~0.35%，所述钢水温度控制在1560℃~1600℃之间；所述转炉终点阶段，所述钢水温度控制在1620~1650℃，所述钢水碳含量控制在0.025~0.06%之间，终点氧含量控制350~600ppm之间。
4.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述冶炼脱磷阶段内，对所述转炉底吹进行控制，要求所述底吹可见，控制碳氧积在0.0025以下。
5.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：所述冶炼脱磷阶段内，要求在25%供氧量以内采用大流量控制，供气流量控制在0.08~0.1 m3/min.t，供氧量流量区间控制在25~100%，吹炼过程中控制底吹流量在0.04-0.05m3/min.t。
6.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述冶炼脱磷阶段结束到出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，出钢前搅拌时间控制在2~3分钟。
7.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述出钢阶段前，控制底吹气体流量0.08~0.1m3/min.t，搅拌时间控制在2~3分钟。
8.根据权利要求1所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述出钢阶段前，向炉内添加2~3kg/t压渣物料，所述压渣物料成分为：20~30%的总铁、小于0.05%的硫、小于1.5%的磷、35~45%的氧化钙、小于15%的氧化硫和小于10%的氧化镁，所述压渣物料的粒度为20~40mm。
9.根据权利要求9所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述出钢阶段前，保证钢包内衬温度大于1000℃以上，通过钢包加盖保温措施，或者进行钢包烘烤。
10.根据权利要求9所述的转炉高废钢比低成本的冶炼方法，其特征在于：在所述出钢阶段内，在出钢量达到出钢总量的20-30%时加入活性石灰，在出钢量达到75%之前加完，所述活性石吨钢加入量为3-5kg/t，所述活性石灰CaO含量达到90%以上；并在所述出钢阶段的出钢钢流的冲击位置加入改性剂。
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