CN113699304A - 一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，适用于使用溅渣护炉维护炉况的转炉，在转炉出钢后加入特制的溅渣料，根据终点温度、钢水成分等参数调配加入量，溅渣前期全部采用二氧化碳为溅渣气体，利用二氧化碳动能及与碳反应吸热的特性，实现了前期低黏度炉渣快速稠化，中期利用二氧化碳和氮气的连续性变化，使气体的动能不断变化，丰富了渣块的溅甩角度，扩大了溅渣护炉刮渣的炉膛内面积，减少单一气体溅渣的薄弱部位，后期利用二氧化碳与碳反应的吸热机理，实现了溅渣层快速降温凝固，并将溅渣层表面的碳脱出，提高了溅渣层的抗侵蚀能力，更加有利于转炉炉况的维护和长寿命操作，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，涉及一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法。
背景技术
炉渣在转炉冶炼过程中起着重要的作用，可作为熔炼介质、溅渣护炉原材料等，液态炉渣粘度对冶炼过程以及溅渣效果有着直接的影响。在转炉炼钢生产中，转炉冶炼的稳定性是存在众多问题，造成转炉炉型维护困难。
粘度是炉渣的特性之一，不同粘度的炉渣直接影响溅渣效果的优劣，其中，若炉渣粘度偏大，溅渣所需动力学条件要求提高，炉渣冲击区域变小，上部渣子难以溅起，下部炉渣呈液态冲刷炉底，对炉底及熔池部位冲刷较为严重，溅渣效果较差；若炉渣粘度较小，动力学条件需求降低，但对炉壁的黏附能力较弱，易使原始溅渣层剥落，同时为将炉渣溅干，需要较长的溅渣时间，影响转炉作业率。
当前炼钢生产均为快节奏的生产模式，须杜绝因炉渣未溅干而带来的安全问题，并通过相关的技术措施缩短溅渣时间，达到高效溅渣的目的。为达到这一目的，国内外学者都在积极的进行技术研究与革新，通过对不同工艺条件下不同炉渣粘度的溅渣护炉试验研究发现，炉渣黏度在0.02～0.1Pa•S范围内，既能缩短溅渣时间，又有较好的溅渣效果，视为合适的溅渣粘度。那么如何在生产中稳定有效的控制终渣粘度达到高效护炉是函待解决的技术难题。
发明专利的名称为：一种溅渣护炉的方法（申请公布号：CN106947845A），该方法具体如下：在出钢前向转炉内加入生白云石以调整炉渣温度，加入改质剂降低炉渣氧化性，溅渣时，通过调整顶吹氮气流量，达到加速炉渣的冷却、缩短溅渣时间的目的。该方法是根据以出钢温度1660℃为节点来控制生白云石的加入量，以终点钢水氧800ppm为限定值控制改质剂的加入量，其缺陷在于，由于没有加入量的精确计算控制，使得该方案具有一定的随意性与盲目性，易造成资源的浪费而达不到相应的溅渣效果，且并未涉及向转炉内加入生白云石、改质剂对炉渣粘度的影响。
发明专利的名称为：一种转炉溅渣护炉控制系统及方法（申请公布号：CN10818383A）的发明专利，该方法具体如下：激光测距仪检测炉衬各点的厚度，当炉衬底部的厚度过薄时，通过转炉炼钢二级模型实现模型控制溅渣枪的枪位及氮气流量，使得音频曲线中的音频值处于低音频区，低音频区的音频区为20-35hz，当炉衬的熔池部位的厚度过薄，通过转炉炼钢二级模型实现模型控制溅渣枪的枪位及氮气流量，使得音频曲线中的音频值处于中音频区，中音频区的音频区为35-70hz，其主要利用现代计算机技术并结合音频检测技术，探索音频值与溅渣部位的变化规律，基于音频值来调节溅渣枪的枪位及氮气流量，实现间、接对炉渣状况和溅渣效果进行监控和判断，从而减少盲目性，提高溅渣的效率和效果，便于转炉炉型控制，有利于延长转炉长寿。其缺陷在于，由于使用氮气溅渣护炉，炉渣粘度较低时无法快速降温，同时由于自身分子量偏小，炉渣的溅渣效果及速度偏差，无法在现阶段快节奏生产模式下的高效溅渣、提高转炉作业率的目的。
故此想到，气体切换可以将快速将终渣粘度控制在适宜范围内，并通过气体大动能特点将渣大片的甩溅起来，冷却较好，既保证了溅渣效果，又缩短了溅渣时间。
基于上述原因，有必要提供一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，同时解决炉渣粘度快速调整和炉渣溅射角度变换等问题，以实现高效溅渣护炉。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，解决了现有护炉方法无法在现阶段快节奏生产模式下实现高效溅渣、提高转炉作业率的问题。
为此，本发明提供一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，包括以下步骤：
a.出钢结束后摇炉至正常冶炼位，根据出钢温度加入0.8-2kg/t含碳15-25%、含镁14-24%的溅渣料，将枪位固定在比吹炼枪位高200mm，溅渣气体全部为二氧化碳，恒枪位持续吹二氧化碳直至炉口出现甩渣，其中，由于二氧化碳较氮气具有更大动能，能够更快使炉渣与溅渣料混匀，同时二氧化碳与溅渣料中碳反应吸收部分热量，能够加速炉渣的稠化，有利于缩短溅渣周期；
b.将枪位固定在高于吹炼枪位200-1000mm之间进行循环喷吹，溅渣气体切换为二氧化碳和氮气的混合气体，所述混合气体中二氧化碳和氮气的含量按照正弦曲线变化，且上述两种气体的含量曲线始终相差半个正弦曲线周期，并且喷吹过程中枪位执行变枪位1.0-1.5m，直至炉口溅甩出干渣，其中，通过两种气体比例的不断变化可使渣块的溅甩角度更大，能够更好的覆盖炉膛内部的各个角落，相比与单纯的氮气溅渣，炉膛内部覆盖效果更好；
c.将枪位固定在高于吹炼枪位200mm的位置处，溅渣气体全部为二氧化碳，继续溅渣至炉口不再有干渣甩出，结束溅渣操作，将炉内干渣倒出后执行次炉的装入操作，其中，采用纯二氧化碳气体的原因为在于，其与溅渣层表面碳反应，吸收热量使渣层快速凝固，增加溅渣层强度；同时随着溅渣层表面碳脱出，溅渣层抗侵蚀能力大幅增加。
进一步地，所述步骤a中加入溅渣料之前炉渣温度为1500-1600℃，当加入溅渣料后将炉渣温度降低至1500℃以下。
本发明的有益效果在于：
本发明采取二氧化碳与氮气混合溅渣的工艺，实现了前期低黏度炉渣快速稠化，并通过溅渣料中的碳与二氧化碳反应吸热的原理，快速降低炉渣温度，中期利用二氧化碳和氮气的连续性变化，使气体的动能不断变化，丰富了渣块的溅甩角度，扩大了溅渣护炉刮渣的炉膛内面积，减少单一气体溅渣的薄弱部位，后期利用二氧化碳与碳反应的吸热机理，实现了溅渣层快速降温凝固，并将溅渣层表面的碳脱出，提高了溅渣层的抗侵蚀能力，更加有利于转炉炉况的维护和长寿命操作，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行相关说明。
实施例1
一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，冶炼钢种CSPSPHC，终点碳含量0.038%，终点温度1693℃，出钢结束后倒出转炉中1/2的炉渣，包括以下步骤：
a.摇炉至正常冶炼位，根据出钢温度加入含碳15-25%、含镁14-24%的溅渣料1.8-2.0kg/t，将枪位固定在比吹炼枪位高200mm，溅渣气体全部为二氧化碳，气体压力为1.2MPa，吹二氧化碳枪位为1m，吹至45-50s炉口即可见到炉渣甩溅；
b.将枪位固定在高于吹炼枪位200-1000mm之间进行循环喷吹，溅渣气体切换为二氧化碳和氮气的混合气体，混合气体中二氧化碳和氮气的含量按照正弦曲线变化，且上述两种气体的含量曲线始终相差半个正弦曲线周期，并且喷吹过程中枪位执行变枪位1.0-1.2m，吹混合气体至140-150s，可见炉口溅甩出干渣；
c.将枪位固定在高于吹炼枪位200mm的位置处，溅渣气体全部为二氧化碳，吹至160s时，炉口不再有干渣甩出，结束溅渣操作，将炉内干渣倒出后执行次炉的装入操作。
实施例2
一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，冶炼钢种355B，终点碳含量0.078%，终点温度1710℃，出钢结束后倒出转炉中1/2的炉渣，包括以下步骤：
a.摇炉至正常冶炼位，根据出钢温度加入含碳15-25%、含镁14-24%的溅渣料1.6-1.8kg/t，将枪位固定在比吹炼枪位高200mm，溅渣气体全部为二氧化碳，气体压力为1.2MPa，吹二氧化碳枪位为1m，吹至35-40s炉口即可见到炉渣甩溅；
b.将枪位固定在高于吹炼枪位200-1000mm之间进行循环喷吹，溅渣气体切换为二氧化碳和氮气的混合气体，混合气体中二氧化碳和氮气的含量按照正弦曲线变化，且上述两种气体的含量曲线始终相差半个正弦曲线周期，并且喷吹过程中枪位执行变枪位1.1-1.3m，吹混合气体至130-140s，炉口溅甩出干渣；
c.将枪位固定在高于吹炼枪位200mm的位置处，溅渣气体全部为二氧化碳，吹至150s时，炉口不再有干渣甩出，结束溅渣操作，将炉内干渣倒出后执行次炉的装入操作。
实施例3
一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，冶炼钢种70#,终点碳含量0.65%，终点温度1650℃，出钢结束后倒出转炉中2/3的炉渣，包括以下步骤：
a.摇炉至正常冶炼位，根据出钢温度加入含碳15-25%、含镁14-24%的溅渣料0.8-1.0kg/t，将枪位固定在比吹炼枪位高200mm，溅渣气体全部为二氧化碳，气体压力为1.2MPa，吹二氧化碳枪位为1m，吹至25-30s炉口即可见到炉渣甩溅；
b.将枪位固定在高于吹炼枪位200-1000mm之间进行循环喷吹，溅渣气体切换为二氧化碳和氮气的混合气体，混合气体中二氧化碳和氮气的含量按照正弦曲线变化，且上述两种气体的含量曲线始终相差半个正弦曲线周期，随着气体比例变化，炉口甩溅的炉渣量也随之变化，并且喷吹过程中枪位执行变枪位1.3-1.5m，吹混合气体至100-105s，炉口溅甩出干渣；
c.将枪位固定在高于吹炼枪位200mm的位置处，溅渣气体全部为二氧化碳，吹至130s时，炉口不再有干渣甩出，结束溅渣操作，将炉内干渣倒出后执行次炉的装入操作。

Claims (2)

1.一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，包括以下步骤：
a.出钢结束后摇炉至正常冶炼位，根据出钢温度加入0.8-2kg/t含碳15-25%、含镁14-24%的溅渣料，将枪位固定在比吹炼枪位高200-220mm，溅渣气体全部为二氧化碳，恒枪位持续吹二氧化碳直至炉口出现甩渣；
b.将枪位固定在高于吹炼枪位200-1000mm之间进行循环喷吹，溅渣气体切换为二氧化碳和氮气的混合气体，所述混合气体中二氧化碳和氮气的含量按照正弦曲线变化，且上述两种气体的含量曲线始终相差半个正弦曲线周期，并且喷吹过程中枪位执行变枪位1.0-1.5m，直至炉口溅甩出干渣；
c.将枪位固定在高于吹炼枪位200mm的位置处，溅渣气体全部为二氧化碳，继续溅渣至炉口不再有干渣甩出，结束溅渣操作，将炉内干渣倒出后执行次炉的装入操作。
2.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳及氮气溅渣护炉的方法，其特征在于，所述步骤a中加入溅渣料之前炉渣温度为1500-1600℃，当加入溅渣料后将炉渣温度降低至1500℃以下。
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