CN113215346A - 一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法，包括下述步骤：（1）加废钢、兑铁过程控制：加废钢后有效烘烤合金，避免过程产生H₂进入烟罩；兑铁水后小角度缓慢摇动炉体1.5‑2.5min，待炉口火焰变小后再摇正炉体进行吹炼；（2）吹炼过程控制：①小流量开吹点火，②设置低流量吹炼平台，③在开吹65‑70s，氧气阀门继续增大到氧气流量32000Nm³/h，④在开吹阶段0‑150s，烟罩执行升罩操作，⑤正常吹炼；（3）吹炼终点控制：①若一倒C≤0.12%时，则再吹炼采用正常吹炼模式；②若一倒C＞0.12%时，则再吹炼与一倒间隔时间≥3分钟；（4）吹炼过程双渣过程二次下枪操作；本发明方法通过采用防泄爆冶炼方法，泄爆发生率大大降低，转炉生产稳定、生产作业率、顺行率提升。

Description

一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法。

背景技术

目前，绝大多数钢铁企业转炉除尘系统均选用干法除尘工艺，干法除尘主要负责转炉冶炼过程中产生烟气的收集、净化和回收，与转炉湿法除尘相比有着明显的节水、节电、维护量低、外排粉尘含量低等优势，但由于干法除尘采用的是静电除尘器，对转炉操作要求极高，炼钢操作过程开吹点火、高碳条件下补吹，甚至溅渣、加废钢、兑铁等操作如控制不当，均会出现泄爆而中断炼钢生产。泄爆是由于电除尘器内部压力短时间急剧变化达到泄爆阀设定值（泄爆阀起跳压力值），从而导致泄爆阀起跳的事件，一般分为燃烧性泄爆和非燃烧性泄爆。其中燃烧性泄爆发生几率最高，约占泄爆次数总的90%。燃烧性泄爆即转炉冶炼过程产生的CO、H₂进入静电除尘器后，达到燃烧条件时（燃烧条件为CO含量9%，O₂含量6%或H₂含量3%，O₂含量2%。），因高压电场电晕放电产生火花引起爆燃，烟气体积迅速膨胀，导致压力超过泄爆阀设定值，泄爆阀打开发生泄爆。一旦发生泄爆，因设备连锁，转炉立即提氧枪并停止吹炼，冶炼生产也即中断。

控制转炉泄爆发生率，重点在于控制转炉燃烧性泄爆发生率，而转炉冶炼操作控制不当是造成燃烧性泄爆的主要因素，据某厂统计数据，冶炼操作控制不当造成的泄爆占泄爆发生次数比例在90%以上。一旦发生泄爆会导致转炉生产中断，减少泄爆的发生，维持干法除尘系统正常运行，是保证转炉连续稳定冶炼的重要工作。因此，研发一种降低转炉冶炼过程中泄爆发生率的方法，成为行业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对目前转炉冶炼过程中泄爆发生率高，导致转炉生产中断，降低生产效率的问题，提供一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法，本发明方法通过对冶炼操作方法针对性的改进，系统的对冶炼过程如何防止泄爆进行了具体的改进措施，弥补了其它炼钢方法的不足，操作简单、安全，可以有效避免泄爆的发生，可以推广使用。

本发明的一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法，包括下述步骤：

（1）加废钢、兑铁过程控制

①加废钢操作：加废钢后，为有效烘烤废钢，去除废钢中水分以避免H₂产生，加废钢后缓慢摇炉至倾炉角度80°-85°，摇动时炉体保持在烟罩一侧并避开烟罩，防止H₂进入烟罩，再缓慢摇炉至等待位兑铁，摇炉时间控制在30-40s，从加废钢至兑铁时间间隔为2-3min，以保证足够的时间烘烤废钢；

②兑铁水操作：兑完铁水后，不得立即摇动炉体，先将炉体小角度缓慢摇动（摇炉幅度5-8°）1.5-2.5min待炉口火焰变小后，将炉体摇到零位进行吹炼；如兑铁后需要等待吹炼时间≥4min，则摇炉至倾炉角度70°-75°左右等待，开吹前来回摇炉1-2次再进行吹炼，摇动时炉体保持在烟罩一侧并避开烟罩；

（2）吹炼过程控制

①小流量开吹点火，开吹过程氧气流量开半氧，在开吹0-20s时间内，氧气阀门开合度由0°调至20°，开合度直线上升到预设值，氧气流量在0-20s内逐步升至20000Nm³/h；

②设置低流量吹炼平台，平台维持时间控制在45s，在开吹20-65s，氧气流量稳定维持在20000Nm³/h，时间控制在45s；

③在开吹65-70s，氧气阀门开合度继续增大到氧气流量32000Nm³/h；

④在开吹阶段0-150s，烟罩执行升罩操作，此时风机启高速1800-1900r/min，让炉口吸入适量空气，目的是将开吹阶段生产的CO二次燃烧成CO₂，CO₂进入系统进行置换，生产CO₂隔离层，避免开吹前系统内的空气与后续产生的CO追尾混气泄爆；

⑤正常吹炼过程控制：待CO、O₂含量错开泄爆值再将氧气流量调至33000Nm³/h持续20s再恢复至正常流量36000-38000Nm³/h；

（3）吹炼终点控制

①若一倒C≤0.12%时，则再吹炼采用正常吹炼模式；

②若一倒C＞0.12%时，则再吹炼与一倒间隔时间≥3分钟，开吹流量为28000Nm³/h，点着火后调至16000Nm³/h持续20-30s后调至25000Nm³/h，流量16000-25000Nm³/h调节操作2-3次，再将流量调至30000Nm³/h持续约20s后升至正常流量36000-38000Nm³/h；

（4）吹炼过程双渣过程二次下枪操作

①系统内CO降到6%以下；风机高速抽吸时间不少于60s；烟罩在氧含量小于6%之前，保持烟罩在高位，让CO充分燃烧变成CO₂；

②下枪时，先开氮气吹扫破渣，开氮气时间30-40s后切换成氧气，开吹的氧气流量为额定氧气流量的60-62%，软吹时间30-60s，通过开吹阶段产生的CO₂对系统O₂进行置换。

本发明为避免燃烧性泄爆发生率，对泄爆发生条件进行分析，系统性的对冶炼过程可能产生CO、H₂与O₂有机会混合的过程进行分析，对转炉冶炼方法进行针对性的改进，避免静电除尘器内CO、H₂含量与O₂比例有机会达到燃烧条件，进而避免泄爆发生，降低转炉冶炼过程的泄爆发生率。

本发明方法相对现有转炉冶炼过程控制，有以下改进：

本发明的有益效果在于：

（1）通过采用防泄爆冶炼方法，对转炉开吹、吹炼过程再次下枪吹炼、补吹工艺进行优化，泄爆发生率大大降低，转炉生产稳定、生产作业率、顺行率提升。

（2）本发明生产成本低，未增加冶炼生产成本。

（3）本发明操作简便，可操作性强，易于控制。

具体实施方式

为了更好地解释本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明，下述实施例仅仅是示例性的说明本发明的技术方案，并不以任何形式限制本发明。

实施例1

本实施例以单渣法冶炼为例，来详细说明本发明方法。

冶炼炉号1,采用单渣法冶炼，吹炼终点倒炉C≤0.12%，具体操作包括下述步骤：

（1）加废钢、兑铁控制

①加废钢操作：加废钢后，为有效烘烤废钢，去除废钢中水分（避免产生H₂），加废钢后缓慢摇炉至倾炉角度80°，应注意炉口避开烟罩，防止H₂进入烟罩，再缓慢摇炉至等待位兑铁；

②兑铁水操作：兑完铁水后，不得立即摇动炉体，先将炉体小角度缓慢摇动（摇炉幅度5-8°），避免炉后靠近烟罩，等待1.5min后待炉口火焰变小后，方可将其摇到“零位”进行吹炼；

（2）吹炼过程控制

①小流量开吹点火，开吹过程氧气流量开半氧，在开吹0-20s时间，氧气阀门开合度由0°调至20°，开合度直线上升到预设值，氧气流量在0-20s逐步升至20000Nm³/h；

②设置低流量吹炼平台，平台维持时间控制啊在45s，在开吹20-65s时间，氧气流量稳定维持在20000Nm³/h时间控制在45s；

③在开吹65-70s时间，氧气阀门开合度继续增大到氧气流量32000Nm³/h；

④在开吹阶段0-150s，烟罩执行升罩操作，此时风机启高速1800r/min，让炉口吸入适量空气，目的为将开吹阶段生产的CO二次燃烧成CO₂，CO₂进入系统进行置换，生产CO₂隔离层，避免开吹前系统内的空气与后续产生的CO追尾混气泄爆；

⑤正常吹炼过程控制，待CO、O₂含量错开泄爆值再将氧气流量调至33000m³/h持续20s再恢复至正常流量36000m³/h；

（3）吹炼终点操作

一倒C为0.08%时，再吹炼时采用正常吹炼模式，补吹时流量调整至36000m³/h，符合出钢条件后吹炼结束。

本实施例在炉号1采用单渣法操作，吹炼过程稳定，未发生泄爆。

实施例2

本实施例以双渣法冶炼为例，来详细说明本发明方法。

冶炼炉号2，采用双渣法冶炼，吹炼终点倒炉C＞0.12%，具体操作包括下述步骤：

（1）加废钢、兑铁控制

①加废钢操作：加废钢后，为有效烘烤废钢，去除废钢中水分（避免产生H₂），加废钢后缓慢摇炉至倾炉角度85°，应注意炉口避开烟罩，防止H₂进入烟罩，再缓慢摇炉至等待位兑铁；

②兑铁水操作：兑完铁水后，不得立即摇动炉体，先将炉体小角度缓慢摇动（摇炉幅度5-8°），摇动时避免炉后靠近烟罩，等待2min后待炉口火焰变小后，方可将其摇到“零位”进行吹炼，兑铁后需要等节奏5min，则摇炉至倾炉角度70°左右等待，开吹前来回摇炉2次后摇炉至零位准备吹炼；

（2）吹炼过程控制

①小流量开吹点火，开吹过程氧气流量开半氧，在开吹0-20s时间，氧气阀门开合度由0°调至20°，开合度直线上升到预设值，氧气流量在0-20s逐步升至20000Nm³/h；

②设置低流量吹炼平台，平台维持时间控制啊在45s，在开吹20-65s时间，氧气流量稳定维持在20000Nm³/h时间控制在45s；

③在开吹65-70s时间，氧气阀门开合度继续增大到氧气流量32000Nm³/h；

④在开吹阶段0-150s，烟罩执行升罩操作，此时风机启高速1900r/min，让炉口吸入适量空气，目的为将开吹阶段生产的CO二次燃烧成CO₂，CO₂进入系统进行置换，生成CO₂隔离层，避免开吹前系统内的空气与后续产生的CO追尾混气泄爆；

⑤正常吹炼过程控制：待CO、O₂含量错开泄爆值再将氧气流量调至33000Nm³/h持续20s再恢复至正常流量38000Nm³/h；

（3）双渣法操作，吹炼6min后提枪倒渣，二次下枪操作

①系统内CO降到6%以下；风机高速抽吸时间不少于60s；烟罩在氧含量小于6%之前，保持烟罩在高位，让CO充分燃烧变成CO₂；

②下枪时，先开氮气吹扫破渣，开氮气时间40S后切换成氧气，开吹的氧气流量约为额定氧气流量的60%，软吹时间40s，通过开吹阶段产生的CO₂对系统进行置换；

（4）吹炼终点倒炉C为0.15%，则再吹炼与一倒间隔时间4分钟，开吹流量为28000Nm³/h，点着火后调至16000Nm³/h持续25s后调至25000Nm³/h，流量16000-25000Nm³/h调节操作3次，再将流量调至30000Nm³/h持续约20s后升至正常流量38000Nm³/h；温度、成分符合终点提枪条件后吹炼结束。

本实施例的炉号2采用双渣法操作，吹炼过程稳定，吹炼过程未发生泄爆。

本发明通过对转炉吹炼全过程进行优化，重点对加废钢、兑铁水、开吹、二次下枪吹炼、终点C高补吹等易泄爆关键点进行控制，降低操作因素造成的燃烧性泄爆发生率。下表是采用本发明方法与现有常规操作方法相比，转炉冶炼各阶段的泄爆发生率对比。

	开吹泄爆率	二次下枪泄爆率	吹炼终点补吹泄爆率	吹炼过程泄爆率	合计泄爆率
						本发明	0.3%	0.15%	0.1%	0.1%	0.65%
常规操作方法	4.5%	1.5%	1.5%	1%	8.5%

备注：泄爆率=泄爆发生次数/生产炉数。

从上表可以看出，采用本发明方法，转炉冶炼过程的泄爆发生率大幅降低。

Claims (2)

1.一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）加废钢、兑铁过程控制

①加废钢操作：加废钢后，为有效烘烤废钢，去除废钢中水分以避免H₂产生，加废钢后缓慢摇炉至倾炉角度80°-85°，摇动时炉体保持在烟罩一侧并避开烟罩，防止H₂进入烟罩，再缓慢摇炉至等待位兑铁，摇炉时间控制在30-40s，从加废钢至兑铁时间间隔为2-3min，以保证足够的时间烘烤废钢；

②兑铁水操作：兑完铁水后，不得立即摇动炉体，先将炉体小角度缓慢摇动1.5-2.5min待炉口火焰变小后，将炉体摇到零位进行吹炼；如兑铁后需要等待吹炼时间≥4min，则摇炉至倾炉角度70°-75°左右等待，开吹前来回摇炉1-2次再进行吹炼，摇动时炉体保持在烟罩一侧并避开烟罩；

（2）吹炼过程控制

①小流量开吹点火，开吹过程氧气流量开半氧，在开吹0-20s时间内，氧气阀门开合度由0°调至20°，开合度直线上升到预设值，氧气流量在0-20s内逐步升至20000Nm³/h；

②设置低流量吹炼平台，平台维持时间控制在45s，在开吹20-65s，氧气流量稳定维持在20000Nm³/h，时间控制在45s；

③在开吹65-70s，氧气阀门开合度继续增大到氧气流量32000Nm³/h；

④在开吹阶段0-150s，烟罩执行升罩操作，此时风机启高速1800-1900r/min，让炉口吸入适量空气，目的是将开吹阶段生产的CO二次燃烧成CO₂，CO₂进入系统进行置换，生产CO₂隔离层，避免开吹前系统内的空气与后续产生的CO追尾混气泄爆；

⑤正常吹炼过程控制：待CO、O₂含量错开泄爆值再将氧气流量调至33000Nm³/h持续20s再恢复至正常流量36000-38000Nm³/h；

（3）吹炼终点控制

①若一倒C≤0.12%时，则再吹炼采用正常吹炼模式；

②若一倒C＞0.12%时，则再吹炼与一倒间隔时间≥3分钟，开吹流量为28000Nm³/h，点着火后调至16000Nm³/h持续20-30s后调至25000Nm³/h，流量16000-25000Nm³/h调节操作2-3次，再将流量调至30000Nm³/h持续约20s后升至正常流量36000-38000Nm³/h；

（4）吹炼过程双渣过程二次下枪操作

①系统内CO降到6%以下；风机高速抽吸时间不少于60s；烟罩在氧含量小于6%之前，保持烟罩在高位，让CO充分燃烧变成CO₂；

②下枪时，先开氮气吹扫破渣，开氮气时间30-40s后切换成氧气，开吹的氧气流量为额定氧气流量的60-62%，软吹时间30-60s，通过开吹阶段产生的CO₂对系统O₂进行置换。

2.根据权利要求1所述的一种降低转炉泄爆发生率的冶炼方法，其特征在于：在兑铁水操作时，先将炉体小角度缓慢摇动1.5-2.5min，所述的小角度是指摇炉幅度为5-8°。