CN113355477B - 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法 - Google Patents

一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113355477B
CN113355477B CN202110542591.5A CN202110542591A CN113355477B CN 113355477 B CN113355477 B CN 113355477B CN 202110542591 A CN202110542591 A CN 202110542591A CN 113355477 B CN113355477 B CN 113355477B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen
oxygen
blowing
steel
blown
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110542591.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113355477A (zh
Inventor
何杨
刘建华
张�杰
闫柏军
邓振强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN202110542591.5A priority Critical patent/CN113355477B/zh
Publication of CN113355477A publication Critical patent/CN113355477A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113355477B publication Critical patent/CN113355477B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35—Blowing from above and through the bath
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/06—Deoxidising, e.g. killing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072—Treatment with gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

本发明提供一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，属于钢铁冶金领域。顶底复吹转炉冶炼过程采用顶吹氧气和底吹氢气复合吹炼，吹入的氢气搅拌熔池，改善熔池的传热、传质效果，并与熔池内部及表面的氧发生反应，释放热量以熔化废钢和补充钢液热量，降低氧含量以调控钢液和炉渣过氧化。本发明提出转炉底吹氢气取代底吹氮气或氩气的新思路，吹入的氢气在搅拌熔池的同时，通过氢氧化学反应放热为熔池提供热量，实现显著提高转炉废钢比，降低生产成本和碳排放量，同时不影响冶炼钢水质量。

Description

一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法。
背景技术
随着社会废钢资源大量积累和碳排放量要求日趋严格，转炉高废钢比冶炼成为提升炼钢产能和经济效益的重要途径。实现提高转炉废钢比的技术思路包括：减少流程热损失、提高炉料物理热和提高化学反应放热。基于上述技术思路，实践中采取的主要措施包括：铁水包加盖、废钢预热、添加放热剂等。铁水包加盖操作简单且效果明显，但转炉废钢比提升效果有限；废钢预热通过降低熔化废钢热量来增加废钢加入量，但面临增加冶炼周期和废钢氧化的问题；现有的发热剂包括碳质、硅质、铝质等，碳质发热剂因产物为气体对转炉冶炼影响小而实践最多，但可能带来钢水增硫、增加碳排放的问题。因此，转炉冶炼生产过程仍亟需开发高效、低耗、清洁的转炉高废钢比冶炼技术方法。
发明内容
本发明旨在提供一种高效、低耗、清洁的转炉高废钢比冶炼方法。氢能作为新兴的战略能源，具有资源丰富、热值高、无污染等优势，是钢铁工业能量来源的理想选择。传统转炉冶炼过程采用底吹氮气或氩气，主要用于熔池搅拌，冶金功能单一。本发明提出转炉底吹氢气取代底吹氮气或氩气的新思路，吹入的氢气在搅拌熔池的同时，通过氢氧化学反应放热为熔池提供热量以熔化废钢，实现显著提高转炉废钢比，降低生产成本和碳排放量。对于少量溶解于钢液的氢，可通过后期真空精炼轻易去除，不影响冶炼钢水最终质量。
一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：顶底复吹转炉冶炼过程采用顶吹氧气和底吹氢气复合吹炼，吹入的氢气搅拌熔池，改善熔池的传热、传质效果，并与熔池内部及表面的氧发生反应，释放热量以熔化废钢和补充钢液热量，降低氧含量以调控钢液和炉渣过氧化。
进一步地，顶底复吹转炉容量50-300t，废钢比20-50％，废钢预热温度25-800℃。
进一步地，顶吹氧气吹炼期间，底吹氢气强度(
Figure BDA0003072209910000011
Nm3/(min·t))由废钢比(ω废钢)、废钢预热温度(T废钢，℃)、吹炼时间(t，min)决定；吹炼前期，底吹氢气强度(
Figure BDA0003072209910000024
Nm3/(min·t))为
Figure BDA0003072209910000021
吹炼中后期，底吹氢气强度(
Figure BDA0003072209910000023
Nm3/(min·t))为
Figure BDA0003072209910000022
进一步地，顶底复吹转炉供氧强度在原有基础上调增以满足氢气充分燃烧反应，增加的供氧强度为底吹氢气强度的45-55％。
进一步地，吹炼前期，供氧强度3.5-5.5Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.1-1.8Nm3/(min·t)，吹炼时间4-6min；吹炼中后期，供氧强度3.5-5.0Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.1-1.5Nm3/(min·t)，吹炼时间6-14min；顶吹结束后，采用底部吹氢进行搅拌降氧，底吹氢气强度0.1-0.8Nm3/(min·t)，吹炼时间1-3min。
进一步地，吹入的氢气与熔池内部及表面的氧充分反应释放热量，具体表现为氢气与熔池内部溶解氧和熔池表面气体氧发生反应，部分氢气溶解于钢液形成的溶解氢与溶解氧发生反应；氢氧化学反应放热熔化废钢和补充钢液热量，提高废钢比2-30％，每炉次降低碳排放量5-180t。
进一步地，吹入的氢气与熔池内部的氧反应，降低钢液和炉渣的氧含量，终点氧含量控制在150-500ppm，减少铝脱氧剂吨钢用量0.2-1.8kg，终点炉渣FeO含量控制在8-18％，降低Fe、Mn烧损量0.5-2％。
相比其它提高转炉废钢比的方法，本发明具有以下优势：1)完全基于原有转炉冶炼工序，实践操作简单，不影响正常转炉冶炼周期；2)吹入的氢气与氧反应效率快、热值高，持续稳定为熔池提供热量，进一步提高转炉废钢比，降低碳排放量；3)生成的产物水蒸气随炉气排出，不污染钢液成分组成；4)兼具调整钢液和炉渣过氧化功能，减少脱氧剂用量和Fe、Mn烧损，防止炉渣粘度过大影响后续溅渣护炉。本发明可能导致钢液氢含量升高，可通过后续真空精炼处理去除。
具体实施方式
实例1：
采用100t顶底复吹转炉，入炉铁水温度1320℃，废钢比40％，废钢预热温度400℃；吹炼前期，供氧强度4.2Nm3/(min·t)，底吹氢气强度1.2Nm3/(min·t)，吹炼时间4min；吹炼中后期，供氧强度4.0Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.6Nm3/(min·t)，吹炼时间10min；顶吹结束后，采用底部吹氢进行搅拌降氧，底吹氢气强度0.2Nm3/(min·t)，吹炼时间2min。
终点钢水温度1670℃，终点氧含量170ppm，终点炉渣FeO含量9％。相比原有转炉冶炼，废钢比提升20％，碳排放量降低36t，铝脱氧剂用量节省160kg，Fe、Mn烧损量减少1.5％。
实例2：
采用200t顶底复吹转炉，入炉铁水温度1350℃，废钢比45％，废钢预热温度400℃；吹炼前期，供氧强度4.5Nm3/(min·t)，底吹氢气强度1.4Nm3/(min·t)，吹炼时间5min；吹炼中后期，供氧强度4.2Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.8Nm3/(min·t)，吹炼时间12min；顶吹结束后，采用底部吹氢进行搅拌降氧，底吹氢气强度0.3Nm3/(min·t)，吹炼时间3min。
终点钢水温度1680℃，终点氧含量200ppm，终点炉渣FeO含量12％。相比原有转炉冶炼，废钢比提升25％，碳排放量降低54t，铝脱氧剂用量节省290kg，Fe、Mn烧损量降低1％。

Claims (5)

1.一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：顶底复吹转炉冶炼过程采用顶吹氧气和底吹氢气复合吹炼，吹入的氢气搅拌熔池，改善熔池的传热、传质效果，并与熔池内部及表面的氧发生反应，释放热量以熔化废钢和补充钢液热量，降低氧含量以调控钢液和炉渣过氧化；
顶吹氧气吹炼期间，底吹氢气强度
Figure FDA0003641362860000011
Nm3/(min·t)由废钢比ω废钢、废钢预热温度T废钢，℃、吹炼时间t，min决定；吹炼前期，底吹氢气强度
Figure FDA0003641362860000012
Nm3/(min·t)为
Figure FDA0003641362860000013
吹炼中后期，底吹氢气强度
Figure FDA0003641362860000014
Nm3/(min·t)为
Figure FDA0003641362860000015
顶底复吹转炉供氧强度在原有基础上调增以满足氢气充分燃烧反应，增加的供氧强度为底吹氢气强度的45-55％。
2.根据权利要求1所述的底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：顶底复吹转炉容量50-300t，废钢比20-50％，废钢预热温度25-800℃。
3.根据权利要求1所述的底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：吹炼前期，供氧强度3.5-5.5Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.1-1.8Nm3/(min·t)，吹炼时间4-6min；吹炼中后期，供氧强度3.5-5.0Nm3/(min·t)，底吹氢气强度0.1-1.5Nm3/(min·t)，吹炼时间6-14min；顶吹结束后，采用底部吹氢进行搅拌降氧，底吹氢气强度0.1-0.8Nm3/(min·t)，吹炼时间1-3min。
4.根据权利要求1所述的底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：吹入的氢气与熔池内部及表面的氧充分反应释放热量，具体表现为氢气与熔池内部溶解氧和熔池表面气体氧发生反应，部分氢气溶解于钢液形成的溶解氢与溶解氧发生反应；氢氧化学反应放热熔化废钢和补充钢液热量，提高废钢比2-30％，每炉次降低碳排放量5-180t。
5.根据权利要求1所述的底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法，其特征在于：吹入的氢气与熔池内部的氧反应，降低钢液和炉渣的氧含量，终点氧含量控制在150-500ppm，减少铝脱氧剂吨钢用量0.2-1.8kg，终点炉渣FeO含量控制在8-18％，降低Fe、Mn烧损量0.5-2％。
CN202110542591.5A 2021-05-18 2021-05-18 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法 Active CN113355477B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110542591.5A CN113355477B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110542591.5A CN113355477B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113355477A CN113355477A (zh) 2021-09-07
CN113355477B true CN113355477B (zh) 2022-07-05

Family

ID=77526874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110542591.5A Active CN113355477B (zh) 2021-05-18 2021-05-18 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113355477B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115725812A (zh) * 2022-09-07 2023-03-03 王伟 一种转炉高废钢比冶炼工艺

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61143505A (ja) * 1984-12-14 1986-07-01 Kawasaki Steel Corp 高合金鋼の精練方法
JPS62116713A (ja) * 1985-11-15 1987-05-28 Kawasaki Steel Corp 低水素鋼の溶製方法
CN1004707B (zh) * 1987-02-12 1989-07-05 冶金工业部钢铁研究总院 氧气转炉煤氧复合吹炼工艺
CN101603115A (zh) * 2009-07-09 2009-12-16 武汉科技大学 一种将氢气用于钢液脱氧的工艺
CN103060510A (zh) * 2013-01-01 2013-04-24 北京科技大学 一种采用燃气加热的高废钢比的冶炼方法
CN103388053A (zh) * 2013-06-25 2013-11-13 萍乡萍钢安源钢铁有限公司 一种大气条件下向钢包喷吹含氢混合气体精炼钢液的工艺
CN109880973A (zh) * 2019-03-05 2019-06-14 北京科技大学 一种rh精炼过程钢液加热的方法
CN111500815B (zh) * 2020-05-28 2021-06-11 北京科技大学 一种底吹O2-CO2-CaO转炉炼钢过程动态控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113355477A (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5467142B2 (ja) 銅精鉱から直接に粗銅を生産する方法
CN113493868B (zh) 一种基于熔融还原铁水的高废钢比转炉冶炼方法
CN112126737B (zh) 一种低硫合金钢水的生产方法
CN114606357A (zh) 一种转炉实现中高碳钢去磷留碳的方法
CN113355477B (zh) 一种底吹氢气实现转炉高废钢比冶炼的方法
CN111286577A (zh) 一种超低钛钢的冶炼方法
CN106319139A (zh) 一种增加螺纹钢氮含量的冶炼方法
JPH11158526A (ja) 高ｐスラグの製造方法
JP5549198B2 (ja) 鉄スクラップを利用した製鋼方法
CN116179794A (zh) 热态铸余渣连续回用lf钢包炉的工艺方法
CN113373277B (zh) 一种在aod炉吹氢冶炼不锈钢的方法
JP2020180322A (ja) 転炉を用いた溶鋼の製造方法
JP3705170B2 (ja) 溶銑の脱燐方法
CN114540568A (zh) 一种提高废钢比的冶炼方法
JP2003147430A (ja) 製鋼用還元剤及び製鋼方法
CN113416809A (zh) 一种高硅铁水降铁耗的操作方法
KR101189183B1 (ko) 석유탈황 폐촉매 중 유가금속 회수방법
CN113025778B (zh) 一种降低电炉氧化法碳粉消耗的方法
CN115537491B (zh) 一种低温低硅铁水的转炉吹炼方法
JP3776778B2 (ja) 溶鉄の脱バナジウム方法
CN114959163B (zh) 一种转炉炉内合金化冶炼方法
CN115725817B (zh) 一种低碳低硅铝镇静钢的快速脱硫方法
US4557758A (en) Steelmaking process
JPH0421727B2 (zh)
JP3671000B2 (ja) 溶銑の脱りん処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant