CN112779378A - 一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，冶炼及连铸技术领域。包括以下步骤：S1：向转炉中投入金属主料，采用转炉冶炼；S2：利用脱碳期后的炉渣作为造渣材料，在转炉中进行吹炼脱硅脱磷，得到渣料；S3:排渣，控制排渣量为50％～70％，得到半钢钢水；S4：向半钢钢水中加入冶金石灰和轻烧白云石进行脱碳；检测转炉吹炼终点，吹炼终点钢水中w[C]：0.06～0.10％、钢水温度1620～1640℃时，二元碱度为2.5‑3.0，吹炼结束，立即出钢；S5:出钢后进行溅渣护炉，留下的渣料作为下一炉吹炼脱硅脱磷的造渣材料。本发明方法转炉脱硅、脱磷期脱磷率大幅提高，转炉终点钢水化学成分中w[P]≤0.030％，极大地减轻了转炉脱碳期的脱磷压力，实现了钢水的少渣量冶炼，钢水质量好。
Description
技术领域
本发明属于钢的冶炼及连铸技术领域，特别涉及一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，具体的说，涉及通过对转炉渣物相的控制来控制钢水降低渣料消耗、减少热量损失、提高脱磷期脱磷率和降低钢铁料消耗的方法。
背景技术
目前国内外转炉炼钢过程中少渣量冶炼的方法主要有两种：一是转炉双联脱磷法，该法采用两座转炉进行冶炼，第一座用于脱磷，第二座用于脱磷后铁水的脱碳处理，该法在铁水转移的过程中造成了较大的热量损失，且多出一座转炉增加了投资的同时也给生产组织带来一定的困难。此法由于受到转炉作业率低的影响，在国内仅有少数钢铁企业应用；另一种方法为同一座转炉来实现脱磷和脱碳，如日本新日铁公司的MURC(Multirefining Converter)工艺的“留渣+双渣”冶炼工艺，该工艺流程为：加入废钢、兑入铁水→转炉加部分渣料(总渣量的1/3～1/2)脱硅、脱磷→排前期脱磷渣→加料(总渣量的2/3～1/2)吹炼脱碳升温→转炉出钢→留渣。其中，在脱硅、脱磷期取得高脱磷率是关键，普遍采用的方法包括：(1)延长脱磷阶段时间，如中国专利CN102618689A中脱磷期的时间为7～10min；(2)调整氧枪操作来提高脱磷率，如中国专利CN102776314A、CN103243192A等。
部分钢铁企业针对铁水中磷含量为0.18％，铁水不进行脱硅和脱磷；同时转炉的装备配备又不能满足转炉双联法脱磷的需求，不能满足转炉造渣去磷冶炼钢水的要求。
现有技术中，单座转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，转炉脱硅、脱磷期加入1/2的渣料造渣，脱磷率一般为60％，且渣料消耗高，炉渣黏度大热量损失大，且存在转炉冶炼终点钢水中磷含量较高的问题。
发明内容
本发明提供的一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，旨在解决上述背景技术中存在的问题。
为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向转炉中投入金属主料，采用转炉冶炼，所述金属主料的原料组成的重量百分比为：铁水64.5％～65.2％，余量为废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.18％；
S2：利用脱碳期后的炉渣作为造渣材料，在转炉中进行吹炼脱硅脱磷，得到渣料，所述渣料的二元碱度为1.5～2.2，炉渣温度为1300～1350℃；
S3:转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣，控制排渣量为50％～70％，排渣结束得到半钢钢水；
S4：向S3的半钢钢水中加入冶金石灰和轻烧白云石进行脱碳，所述冶金石灰的加入量为12～18kg/吨钢，轻烧白云石的加入量为12～18kg/吨钢；利用投弹式副枪检测转炉吹炼终点，转炉吹炼终点钢水中w[C]：0.06～0.10％、转炉吹炼终点钢水温度1620～1640℃时，转炉吹炼终点炉渣的二元碱度为2.5-3.0，转炉吹炼结束，立即出钢；
S5:出钢后进行溅渣护炉，留下的渣料作为下一炉吹炼脱硅脱磷的造渣材料，转炉溅渣护炉作业时间为2.0～3.0min。
其中，本发明中，所述金属主料的原料中，废钢中包含有4～6吨生铁。
本发明中，所述步骤S2中不另外加入渣料。
进一步的，所述步骤S2中，渣料的化学组分的重量百分比为：SiO2：17％～25％、CaO：21％～35％、MgO：6％～12％、FeO：13％～28％。
优选的，所述步骤S4中，脱碳至转炉吹炼结束，不放渣，直接出钢，整个冶炼过程中，只在脱硅、脱磷期结束后进行一次放渣。
进一步的，所述步骤S5中，造渣材料的化学组分的重量百分比为：SiO2：12％～18％、CaO：37％～45％、MgO：8％～10％、FeO：13％～22％。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明方法大幅降低了转炉“留渣+双渣”的渣料加入量，降低了渣料热量消耗、铁耗和冶炼钢水成本。
2.本发明方法脱碳期至转炉冶炼终点用投弹式副枪测温定氧定碳结束后不放渣直接出钢，整个冶炼过程只在脱硅、脱磷期结束时放一次脱磷渣，大大缩短了冶炼周期，提高了转炉作业效率。
3.本发明脱碳期在基于满足溅渣护炉要求下，渣料加入数量与铁水成分的相关性小，加入量控制稳定
4.本发明方法转炉脱硅、脱磷期脱磷率大幅提高，转炉终点钢水化学成分中w[P]≤0.030％，极大地减轻了转炉脱碳期的脱磷压力，实现了钢水的少渣量冶炼，钢水质量好。
本发明提供一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼钢水的方法，主要解决现有技术中用转炉“留渣+双渣”冶炼工艺生产钢水时存在渣量大、热量损耗高和脱硅脱磷期脱磷率低的技术问题。
本发明的技术思路是基于转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，利用上一炉留下的渣料作为下一炉吹炼脱硅脱磷的造渣材料，该造渣材料碱度和高氧化亚铁在脱硅、脱磷期低温环境下快速成渣去磷。一方面，利用终渣碱度和炉渣中的氧化亚铁提高炉渣的流动性，加快渣-金界面的脱磷反应速率；另一方面，利用前期废钢比大熔池温度低加快了脱磷反应进行，使得脱硅、脱磷期脱磷率达到65％以上，实现了脱硅、脱磷期的高效脱磷，极大地减轻了脱碳期的脱磷压力，降低了转炉渣料消耗和终点钢水磷含量。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例1～5，用120吨顶吹转炉冶炼HRB400钢。
本发明实施例1-5的一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，包括以下步骤：
S1：向转炉中投入金属主料，采用转炉冶炼，其中，金属主料的原料中，铁水与废钢的含量如表1所示；铁水化学成分中w[P]≤0.18％，具体如表1所示；
本发明实施例1-5中转炉冶炼金属料参数如下表1所示。
表1本发明实施例转炉冶炼金属料参数
S2：利用脱碳期后的炉渣作为造渣材料，无需另外加入其它渣料，在转炉中进行吹炼脱硅脱磷，得到渣料，所述渣料的二元碱度为1.5～2.2，炉渣温度为1300～1350℃；且该渣料的化学组分的重量百分比为：SiO2：17％～25％、CaO：21％～35％、MgO：6％～12％、FeO：13％～28％。
本发明实施例1-5中转炉冶炼后的渣料中的具体参数，如表2所示。
表2本发明实施例转炉冶炼后的渣料中的具体参数表
S3:转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣，控制排渣量为50％～70％，排渣结束得到半钢钢水；
S4：向S3的半钢钢水中加入冶金石灰和轻烧白云石进行脱碳，其中，冶金石灰的加入量为12～18kg/吨钢，轻烧白云石的加入量为12～18kg/吨钢；利用投弹式副枪检测转炉吹炼终点，转炉吹炼终点钢水中w[C]：0.06～0.10％、转炉吹炼终点钢水温度1620～1640℃时，转炉吹炼终点炉渣的二元碱度为2.5-3.0，转炉吹炼结束，立即出钢；在脱碳至转炉吹炼结束过程中，不放渣，直接出钢，整个冶炼过程中，只在脱硅、脱磷期结束后进行一次放渣；
S5:出钢后进行溅渣护炉，留下的渣料作为下一炉吹炼脱硅脱磷的造渣材料，转炉溅渣护炉作业时间为2.0～3.0min。该造渣材料的化学组分的重量百分比为：SiO2：12％～18％、CaO：37％～45％、MgO：8％～10％、FeO：13％～22％。
本发明实施例1-5中，转炉冶炼出钢后进行溅渣护炉，留下的造渣材料中的具体参数，如表3所示。
表3本发明实施例转炉冶炼出钢后的造渣材料中的具体参数表
需要注意的是，其中，本发明中，金属主料的原料中，废钢中包含有4～6吨生铁。
本发明方法实现了脱硅、脱磷期的高效脱磷，同时减轻了脱碳期的脱磷压力，降低了转炉渣料消耗和转炉终点钢水磷含量，如实施例1～5，转炉冶炼脱硅、脱磷期的脱磷率在65％以上，转炉冶炼吨钢石灰消耗分别为14.5kg、12.8kg、12.2kg、16.1kg和18.0kg，转炉吨钢轻烧白云石消耗分别为12.1kg、14.8kg、15.3kg、16.7kg和18.0kg。转炉终点钢水磷含量分别为0.021％、0.028％、0.026％、0.021％和0.022％。在转炉渣料消耗较低的情况下，可以很好的控制转炉出钢钢水磷含量不大于0.030％，实现了转炉低铁耗冶炼造渣低成本高效率控制。
本发明基于转炉“留渣+双渣”冶炼工艺，利用上一炉留下的转炉脱碳期终点高碱度高氧化亚铁炉渣，加快脱硅、脱磷期的快速成渣，并通过脱碳期终点高碱度高氧化亚铁炉渣控制脱硅、脱磷期炉渣的二元碱度为1.5～2.2，因此在脱硅、脱磷期不加入渣料。吹炼中钢水中的磷逐步转移至液相炉渣中，钢水中的磷含量下降，液相炉渣中的磷含量升高。由于前期废钢比大熔池温度低脱磷反应速率进一步加快了，使得脱硅、脱磷期脱磷率达到65％以上，实现了脱硅、脱磷期的高效脱磷，极大地减轻了脱碳期的脱磷压力，降低了转炉渣料消耗和钢水磷含量。
需要说明的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。
Claims (6)
1.一种单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向转炉中投入金属主料，采用转炉冶炼，所述金属主料的原料组成的重量百分比为：铁水64.5％～65.2％，余量为废钢；铁水化学成分中w[P]≤0.18％；
S2：利用脱碳期后的炉渣作为造渣材料，在转炉中进行吹炼脱硅脱磷，得到渣料，所述渣料的二元碱度为1.5～2.2，炉渣温度为1300～1350℃；
S3:转炉脱硅、脱磷期结束后进行排渣，控制排渣量为50％～70％，排渣结束得到半钢钢水；
S4：向S3的半钢钢水中加入冶金石灰和轻烧白云石进行脱碳，所述冶金石灰的加入量为12～18kg/吨钢，轻烧白云石的加入量为12～18kg/吨钢；利用投弹式副枪检测转炉吹炼终点，转炉吹炼终点钢水中w[C]：0.06～0.10％、转炉吹炼终点钢水温度1620～1640℃时，转炉吹炼终点炉渣的二元碱度为2.5-3.0，转炉吹炼结束，立即出钢；
S5:出钢后进行溅渣护炉，留下的渣料作为下一炉吹炼脱硅脱磷的造渣材料，转炉溅渣护炉作业时间为2.0～3.0min。
2.根据权利要求1所述的单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于：所述金属主料的原料中，废钢中包含有4～6吨生铁。
3.根据权利要求1所述的单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于：所述步骤S2中不另外加入渣料。
4.根据权利要求1所述的单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于：所述步骤S2中，渣料的化学组分的重量百分比为：SiO2：17％～25％、CaO：21％～35％、MgO：6％～12％、FeO：13％～28％。
5.根据权利要求1所述的单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于：所述步骤S4中，脱碳至转炉吹炼结束，不放渣，直接出钢，整个冶炼过程中，只在脱硅、脱磷期结束后进行一次放渣。
6.根据权利要求1所述的单转炉低铁耗双联少渣冶炼方法，其特征在于：所述步骤S5中，造渣材料的化学组分的重量百分比为：SiO2：12％～18％、CaO：37％～45％、MgO：8％～10％、FeO：13％～22％。
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