CN113201621A - 一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，包括有以下步骤：S1、准备冶炼原料；S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后，炉渣固化，将终渣全部留在转炉内，再将上述原料加入炉内准备冶炼；S3、在冶炼时，开吹阶段，开始加石灰和镁球，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的10～15‰，所述镁球加入质量为所述转炉出钢量的6.5～10‰，所述氧枪枪位是指氧枪喷头到熔池液面间的距离；S4、待炉渣在炉口跳跃时，将氧枪流量调整至26000～35000m3/h，将氧枪上移至1350～1450mm，按400kg～600kg/批分批加入石灰；S5、溅渣，溅渣后将转炉中全部炉渣留在转炉内用于下一炉次的冶炼；该操作方法解决了留渣后转炉吹炼喷溅造成钢铁料消耗高及吹炼终点磷命中率不足的问题。

Description

一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法
技术领域
本发明涉及再生铜生产工艺设备技术领域，尤其是涉及一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法。
背景技术
目前，在钢铁冶炼行业，因高炉生产污染较大，逐步对高炉都进行了不同程度的限产，转炉在铁水不足的情况下想要提高钢产量，降低吨钢铁水消耗、提高废钢比是目前的主流措施，但是优质废钢的量难以保证供应，这就使得入炉废钢质量参差不齐，低铁耗模式下进行留渣操作后，热量不足，吹炼前期温度低，铁水中硅锰氧化反应结束后及吹炼9分钟左右极易喷溅，目前为控制喷溅的做法是刻意压低枪位，熔剂的加入方式没有相应的规范措施，其控制喷溅效果不佳且终点成分难以保证合格。
发明内容
本发明的目的就是针对上述情况，提供一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，该操作方法解决了留渣后转炉吹炼喷溅造成钢铁料消耗高及吹炼终点磷命中率不足的问题。
本发明的具体方案是：一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，包括以下步骤：
S1、准备冶炼原料：原料组成的重量百分比为：铁水69～81％，废钢12～23％，其余为生铁，原料比例以热量平衡为准，即在不加入冷却剂时，保证终点C≥0.045%且终点温度达到出钢要求，热量不足则补加发热剂；
S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后，炉渣固化，将终渣全部留在转炉内，再将上述原料加入炉内准备冶炼；
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为33000～38000m3/h，下枪点着火开吹150s～210s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰和镁球，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的10～15‰，所述镁球加入质量为所述转炉出钢量的6.5～10‰，所述氧枪枪位是指氧枪喷头到熔池液面间的距离；
S4、待炉渣在炉口跳跃时，将氧枪流量调整至26000～35000m3/h，将氧枪上移至1350～1450mm，按400kg～600kg/批分批加入石灰，前一批石灰化了再加后一批石灰，吹炼至6min～8min时，将氧枪枪位提高到1450～1750mm，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的13～25‰；在开吹进行至10min30s～12min30s时，使用副枪TSC探头测量钢水温度及碳，在开吹进行至11min30s～13min30s时，将氧枪枪位降至900～1100mm，然后在该枪位持续吹氧30s以上；在副枪动态计算命中目标时提枪，即将氧枪从转炉内抬起至非转炉内的原位，随后倒炉，倒出部分炉渣，倒出炉渣的同时进行测温取样，确认满足终点钢水温度及钢水中磷的质量含量满足出钢要求，然后倒炉出钢；步骤S4中通过将枪位氧枪枪位提高到1400～1700mm、氧枪流量逐渐调整至26000～35000m3/h及加石灰，加石灰的原则是上一批石灰熔化，炉渣活跃，若加一批石灰后30秒内炉渣保持活跃，则继续加一批石灰，保持枪位不动或压枪50mm，若加一批石灰后60秒炉渣未保持活跃，则取上限枪位，石灰加完后炉渣仍然活跃，则补加一批石灰后取下限枪位；所述氧枪上移的速度和流量调整的速度均需满足所述转炉内的反应稳定性，炉渣不活跃时可通过炉口火焰判断设置枪位；
S5、溅渣，溅渣后将转炉中全部炉渣留在转炉内用于下一炉次的冶炼。
进一步的，本发明中步骤S5中溅渣时氧枪枪位为1300mm～1900mm，溅渣时间为1min30s～3min，若炉渣偏稀，则在溅渣前加入碳粉及石灰进行终点调渣固渣控制，留渣3～5炉倒半渣后溅渣再留渣。
进一步的，本发明中步骤S1中的原料中所述铁水除铁外其它成分为C：4.23-4.82wt％，Si：0.15-0.50wt％，P：0.83-0.150％，铁水温度为1250～1350℃。
进一步的，本发明中步骤S1中所述冷却剂是指加入后需要大量吸热的熔剂。
进一步的，本发明中步骤S2中1.04≤原材料总量/出钢钢水量＜1.2。
进一步的，本发明中步骤S4中倒出的炉渣占转炉内总炉渣质量的35～60％。
本发明相比现有低铁耗模式转炉冶炼常规留渣工艺具有如下积极效果：
①本发明有效减少了转炉使用普通废钢后留渣操作的喷溅，对于总体钢铁料收得率提高颇为显著，因喷溅造成钢铁料消耗高的炉数比例由6.95%（999炉/14364炉）降低至3.93%（901炉/22919炉），钢铁料消耗从1070.77kg/t降低至1068.44kg/t，假设年产量产量531.53万吨，计算降低成本如下：
钢铁料降本＝产量*钢铁料降低值*钢铁料吨钢成本=531.53*(1070.77-1068.44)*2.36＝2922.78万元，效果非常明显；
②本发明采用转炉单渣留渣操作模式，在满足终点温度要求时，大大提高了终点钢水中磷[P]合格的命中率，一倒温度成分合格率由31.59%提高至88.72%，对于缩短并稳定冶炼周期的优势更是明显，较常规冶炼工艺平均冶炼周期（含10%成品[P]≤0.015%钢种）由37.31 min/炉缩短至33.11min/炉；转炉低铁耗模式冶炼时，由于出钢碳不高，高效高速冶炼为转炉炉况的稳定提供了保障，在低碳出钢的情况下炉况稳定；
③终点留渣在单渣操作模式下的循环再利用则为保证高废钢比条件下冶炼过程快速成渣化渣，提高冶炼前期炉渣流动性以及吹炼前期采用低枪位、大氧气流量强化脱磷创造了特有的有利条件，也降低了渣料消耗及高废钢比下的热量消耗，其中石灰消耗较由43.48kg/t下降至35.05kg/t，按石灰0.4元/t计算，其经济效益：
石灰降本＝产量*石灰消耗降低值*石灰吨钢成本=531.53*(43.48-35.05)*0.4＝1792.32万元。
具体实施方式
本发明是一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，包括以下步骤：
S1、准备冶炼原料：原料组成的重量百分比为：铁水69～81％，废钢12～23％，其余为生铁，原料比例以热量平衡为准，即在不加入冷却剂时，保证终点C≥0.045%且终点温度达到出钢要求，热量不足则补加发热剂；
S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后，炉渣固化，将终渣全部留在转炉内，再将上述原料加入炉内准备冶炼；
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为33000～38000m3/h，下枪点着火开吹150s～210s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰和镁球，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的10～15‰，所述镁球加入质量为所述转炉出钢量的6.5～10‰，所述氧枪枪位是指氧枪喷头到熔池液面间的距离；
S4、待炉渣在炉口跳跃时，将氧枪流量调整至26000～35000m3/h，将氧枪上移至1350～1450mm，按400kg～600kg/批分批加入石灰，前一批石灰化了再加后一批石灰，吹炼至6min～8min时，将氧枪枪位提高到1450～1750mm，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的13～25‰；在开吹进行至10min30s～12min30s时，使用副枪TSC探头测量钢水温度及碳，在开吹进行至11min30s～13min30s时，将氧枪枪位降至900～1100mm，然后在该枪位持续吹氧30s以上；在副枪动态计算命中目标时提枪，即将氧枪从转炉内抬起至非转炉内的原位，随后倒炉，倒出部分炉渣，倒出炉渣的同时进行测温取样，确认满足终点钢水温度及钢水中磷的质量含量满足出钢要求，然后倒炉出钢；步骤S4中通过将枪位氧枪枪位提高到1400～1700mm、氧枪流量逐渐调整至26000～35000m3/h及加石灰，加石灰的原则是上一批石灰熔化，炉渣活跃，若加一批石灰后30秒内炉渣保持活跃，则继续加一批石灰，保持枪位不动或压枪50mm，若加一批石灰后60秒炉渣未保持活跃，则取上限枪位，石灰加完后炉渣仍然活跃，则补加一批石灰后取下限枪位；所述氧枪上移的速度和流量调整的速度均需满足所述转炉内的反应稳定性，炉渣不活跃时可通过炉口火焰判断设置枪位；
S5、溅渣，溅渣后将转炉中全部炉渣留在转炉内用于下一炉次的冶炼。
进一步的，本实施例中步骤S5中溅渣时氧枪枪位为1300mm～1900mm，溅渣时间为1min30s～3min，若炉渣偏稀，则在溅渣前加入碳粉及石灰进行终点调渣固渣控制，留渣3～5炉倒半渣后溅渣再留渣。
进一步的，本实施例中步骤S1中的原料中所述铁水除铁外其它成分为C：4.23-4.82wt％，Si：0.15-0.50wt％，P：0.83-0.150％，铁水温度为1250～1350℃。
进一步的，本实施例中步骤S1中所述冷却剂是指加入后需要大量吸热的熔剂。
进一步的，本实施例中步骤S2中1.04≤原材料总量/出钢钢水量＜1.2。
进一步的，本实施例中步骤S4中倒出的炉渣占转炉内总炉渣质量的35～60％。
下面结合具体钢种来对本发明的实施方式进行具体说明。
实施例 1（钢种：螺纹钢）
本实施例提供的一种转炉低铁耗模式留渣单渣操作法，采用130t转炉(出钢量150t)吹炼，具体步骤包括：
S1、原料组成的重量百分比为：铁水80％(铁水中除铁之外的主要成分为C：4.79wt％、Si：0.18wt％、P：0.152wt％，铁水温度：1350℃)， 废钢12％，生铁8%，原料总量为160.6t。
S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后全部留在所述转炉内，留渣量为5t，再将上述原料加入炉内准备冶炼。
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为38000m3/h，下枪点着火开吹210s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰1600kg、镁球700kg；
S4、吹炼5min左右时，炉渣活跃，将氧枪流量调整至30000m3/h，将氧枪上移至1450mm，加入石灰400kg，吹炼至6min时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪流量调整至32000m3/h，枪位保持1450mm，吹炼至7min时炉口火焰闪动有力，火焰不够柔和，将氧枪枪位提高到1750mm，吹炼至8min时，炉渣保持活跃，补加石灰400kg，将氧枪流量调整至34000m3/h；在开吹进行至10min30s时，使用副枪TSC探头测量钢水温度1591℃、碳0.21%，在开吹进行至12min30s时，将氧枪枪位降至900～1100mm，在副枪动态计算命中目标1636℃时提枪，倒炉倒出炉渣的同时进行测温1631℃，取样分析C：0.052%、P：0.033%，满足出钢要求，出钢，此处倒出的部分炉渣占转炉中总炉渣质量的40％。
S5、出钢结束后采用枪位1600mm进行溅渣，溅渣时间为2min25s；该炉溅渣后将炉内全部炉渣4.6t留在炉内用于下一炉次的冶炼。
该炉消耗情况为：石灰18.4kg/吨钢，钢铁料消耗1.056t/吨钢，冶炼周期29.6min。
实施例 2 （钢种：普低优）
S1、原料组成的重量百分比为：铁水75％(铁水中除铁之外的主要成分为C：4.51wt％、Si：0.49wt％、P：0.135wt％，铁水温度：1280℃)， 废钢16％，生铁9%，原料总量为162t。
S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后全部留在所述转炉内，留渣量为4.3t，再将上述原料加入炉内准备冶炼。
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为35000m3/h，下枪点着火开吹150s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰2000kg、镁球850kg；
S4、吹炼5min左右时，炉渣活跃，将氧枪流量调整至26000m3/h，将氧枪上移至1450mm，加入石灰400kg，吹炼至6min时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪流量调整至28000m3/h，氧枪枪位保持1450mm，吹炼至7min时，炉渣保持活跃，加入石灰600kg，将氧枪流量调整至30000m3/h，吹炼至7min30s时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪流量调整至32000m3/h，吹炼至8min时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪流量调整至34000m3/h，吹炼至8min30s时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪流量调整至36000m3/h，吹炼至9min时，炉渣保持活跃，补加石灰400kg，将氧枪枪位压至1400mm；在开吹进行至12min时，使用副枪TSC探头测量钢水温度1562℃、碳0.21%，在开吹进行至13min时，将氧枪枪位降至900～1100mm，在副枪动态计算命中目标1615℃时提枪，倒炉倒出炉渣的同时进行测温1609℃，取样分析C：0.061%、P：0.019%，满足出钢要求，出钢，此处倒出的部分炉渣占转炉中总炉渣质量的50％。
S5、出钢结束后采用低枪位1800mm进行溅渣，溅渣时间为2min21s；该炉溅渣后将炉内全部炉渣4.6t留在炉内用于下一炉次的冶炼。
该炉消耗情况为：石灰33.1kg/吨钢，钢铁料消耗1.072t/吨钢，冶炼周期29.5min。
实施例 3 （钢种：低碳低磷品种钢）
S1、原料组成的重量百分比为：铁水70％(铁水中除铁之外的主要成分为C：4.63wt％、Si：0. 36wt％、P：0.130wt％，铁水温度：1349℃)， 废钢21％，生铁9%，原料总量为166.4t。
S2、上一炉的炉渣经过倒半渣、溅渣处理后留在所述转炉内，留渣量为5.3t，再将上述原料加入炉内准备冶炼。
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为36000m3/h，下枪点着火开吹150s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰2400kg、镁球1500kg；
S4、吹炼5min左右时，炉渣活跃，将氧枪流量调整至28000m3/h，将氧枪上移至1450mm，加入石灰600kg，吹炼至6min时，炉渣保持活跃，加入石灰600kg，将氧枪流量调整至30000m3/h，氧枪枪位保持1450mm，吹炼至7min时，炉渣保持活跃，加入石灰600kg，将氧枪流量调整至32000m3/h，吹炼至7min30s时，炉渣保持活跃，加入石灰600kg，将氧枪流量调整至34000m3/h，吹炼至8min时，炉口火焰不够柔和，将氧枪枪位提高到1750mm，吹炼至8min30s时，炉渣保持活跃，加入石灰400kg，将氧枪枪位降低至1700mm，将氧枪流量调整至36000m3/h，吹炼至9min时，炉渣保持活跃，补加石灰400kg，将氧枪枪位降低至1600mm，吹炼至9min30时，炉渣保持活跃，补加石灰400kg，将氧枪枪位降低至1500mm；在开吹进行至12min30s时，使用副枪TSC探头测量钢水温度1548℃、碳0.15%，在开吹进行至13min30s时，将氧枪枪位降至900～1100mm，在副枪动态计算命中目标1615℃时提枪，倒炉倒出炉渣的同时进行测温1602℃，取样分析C：0.045%、P：0.008%，且残余元素合格，满足出钢要求，出钢，此处倒出的部分炉渣占转炉中总炉渣质量的58％。
S5、出钢时发现炉渣较稀，出钢结束后调入碳粉150kg采用低枪位1400mm进行溅渣，溅渣至2min时调入石灰200kg以调干炉渣，溅渣时间为2min59s；该炉溅渣后将炉内全部炉渣5t留在炉内用于下一炉次的冶炼。
该炉消耗情况为：石灰39.3kg/吨钢，钢铁料消耗1.087t/吨钢，冶炼周期36.5min。
采用本发明的冶炼方法，不仅缩短了冶炼周期，提高了脱磷效果，而且降低了钢铁料消耗，对于大型转炉在类似铁水条件的冶炼具有推广应用的价值。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、准备冶炼原料：原料组成的重量百分比为：铁水69～81％，废钢12～23％，其余为生铁，原料比例以热量平衡为准，即在不加入冷却剂时，保证终点C≥0.045%且终点温度达到出钢要求，热量不足则补加发热剂；
S2、上一炉的炉渣经过溅渣处理后，炉渣固化，将终渣全部留在转炉内，再将上述原料加入炉内准备冶炼；
S3、在冶炼时，开吹阶段，将氧枪枪位下至1550～1650mm，调整氧枪流量为33000～38000m3/h，下枪点着火开吹150s～210s后将氧枪下移至1300mm，开始加石灰和镁球，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的10～15‰，所述镁球加入质量为所述转炉出钢量的6.5～10‰，所述氧枪枪位是指氧枪喷头到熔池液面间的距离；
S4、待炉渣在炉口跳跃时，将氧枪流量调整至26000～35000m3/h，将氧枪上移至1350～1450mm，按400kg～600kg/批分批加入石灰，前一批石灰化了再加后一批石灰，吹炼至6min～8min时，将氧枪枪位提高到1450～1750mm，所述石灰加入质量为所述转炉出钢量的13～25‰；在开吹进行至10min30s～12min30s时，使用副枪TSC探头测量钢水温度及碳，在开吹进行至11min30s～13min30s时，将氧枪枪位降至900～1100mm，然后在该枪位持续吹氧30s以上；在副枪动态计算命中目标时提枪，即将氧枪从转炉内抬起至非转炉内的原位，随后倒炉，倒出部分炉渣，倒出炉渣的同时进行测温取样，确认满足终点钢水温度及钢水中磷的质量含量满足出钢要求，然后倒炉出钢；
S5、溅渣，溅渣后将转炉中全部炉渣留在转炉内用于下一炉次的冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：步骤S5中溅渣时氧枪枪位为1300mm～1900mm，溅渣时间为1min30s～3min，若炉渣偏稀，则在溅渣前加入碳粉及石灰进行终点调渣固渣控制，留渣3～5炉倒半渣后溅渣再留渣。
3.根据权利要求1所述的一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：步骤S1中的原料中所述铁水除铁外其它成分为C：4.23-4.82wt％，Si：0.15-0.50wt％，P：0.83-0.150％，铁水温度为1250～1350℃。
4.根据权利要求1所述的一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：步骤S1中所述冷却剂是指加入后需要大量吸热的熔剂。
5.根据权利要求1所述的一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：步骤S2中1.04≤原材料总量/出钢钢水量＜1.2。
6.根据权利要求1所述的一种转炉低铁耗模式留渣单渣冶炼操作方法，其特征在于：步骤S4中倒出的炉渣占转炉内总炉渣质量的35～60％。
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