CN113736948A - 一种dc04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法 - Google Patents

一种dc04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，属于转炉炼钢技术领域。它包括以下步骤：在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上，副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃，钢水中带的碳含量为c％，当t+c*100‑1650≤0时，后续辅吹过程中不加入烧结矿，当t+c*100‑1650＞0时，后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿；副枪TSO测量时，测量得到的钢水温度符合出钢要求，且测量得到的
Figure DDA0003188658420000011
时，不等样即刻出钢，其中
Figure DDA0003188658420000012
为前3炉的平均碳氧积，当
Figure DDA0003188658420000013
时，
Figure DDA0003188658420000014
时，
Figure DDA0003188658420000015
时，

Description

一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法
技术领域
本发明属于转炉炼钢技术领域，更具体地说，涉及一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的 脱磷控制方法。
背景技术
随着转炉炼钢工艺日渐成熟，对于转炉脱磷控制水平要求不断提高。一般转炉在吹炼终 点等样合格后出钢，已不能适应转炉高效生产缩短冶炼周期的发展趋势。转炉生产低磷IF钢 DC04(内控磷含量要求≤0.015％，判钢磷含量要求≤0.020％)时，当化验室距离炉台远，通 过风动送样，吹炼终点等样时间长，钢水温度及其氧化性都处于炼钢过程峰值，对于炉况损 害极大。同时由于吹炼终点等样时间长，等样过程中温度降低，热量流失，增加了炼钢工序 能源消耗。但若终点不等样，转炉终点磷含量的控制难度大。针对以上问题，有必要发明一 种DC04钢转炉冶炼终点不等样脱磷控制方法。
关于转炉脱磷控制方法已有大量专利文献公开，如申请号2013101818963的专利，公开 了一种基于副枪系统的转炉炼钢钢水定磷方法，采用转炉副枪检测炉内钢水温度、氧化性和 二级计算机系统加料等信息，利用BP神经网络模型，在吹炼终点实时在线预报转炉终点磷 含量。在吹炼终点能在线实时预报转炉终点磷含量，预报精度高，并能直接指导转炉冶炼终 点判断，减少补吹次数，缩短转炉冶炼周期，减少转炉终点“不等样”直接出钢的负面影响， 提高生产效率。BP神经网络模型建立过程简单，仅依托现有的副枪系统和二级计算机系统就 可以实现在线应用，成本低，维护方便，稳定性好。在吹炼终点可快速有效预报炼钢钢水磷 含量，计算响应时间小于30s，预报误差在±0.007％之内的命中率可达95％以上。
发明内容
1、要解决的问题
针对上述问题，有必要研究一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，能够有 效控制钢水终点磷含量，保证钢水磷含量的合格率，实现不等样即可出钢，缩短了冶炼周期， 提高了生产效率，降低了能源消耗。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，包括以下步骤：
S1：在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上，副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃，钢水中 带的碳含量为c％，当t+c*100-1650≤0时，后续辅吹过程中不加入烧结矿，当t+c*100-1650 ＞0时，后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿；
S2：副枪TSO测量时，测量得到的钢水温度符合出钢要求，且
Figure BDA0003188658410000021
Figure BDA0003188658410000022
时，不等样即刻出钢，其中
Figure BDA0003188658410000023
为前3炉的平均碳氧积，当
Figure BDA0003188658410000024
时，
Figure BDA0003188658410000025
Figure BDA0003188658410000026
时，
Figure BDA0003188658410000027
时，
Figure BDA0003188658410000028
为原值。
更进一步，步骤S1中当t+c*100-1650＞0时，烧结矿的加入量＝(t+c*100-1650)*100kg。
更进一步，步骤S1中加入烧结矿后，在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气 底吹进行强搅拌，其中氩气流量为1980±100m3/h。
更进一步，步骤S1中300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨-24吨和炉渣碱度为 4.3-4.7。
更进一步，步骤S2中副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃，且钢水样品测量 得到钢水中的磷含量低于0.020％。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，通过留渣量和炉渣碱 度的控制，首先利用转炉冶炼副枪TSC测量值与钢水磷之间的关系，预判断主吹钢水磷含量 的高低；然后通过辅吹过程有效调整；最后，结合副枪TSO测量钢水终点氧含量综合判断， 实现了转炉终点钢水磷含量可控和不等样即刻出钢。
(2)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，在辅吹和等待副枪 TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌，其中氩气流量为1980±100m3/h。适时强搅 拌，能够有效降低碳氧积，获得了较低的钢水氧含量。当副枪TSC测量后，利用公式 t+c*100-1650≤0，判断在辅吹阶段加入烧结矿，并通过公式烧结矿的加入量＝(t+c*100-1650)*100kg，计算得到需要加入的烧结矿的重量。通过烧结矿的加入，一方面可以降低炉内温度， 促进脱磷反应的进行，另一方面增加了炉内氧化气氛，同样能够促进脱磷反应的进行，从而 确保了钢水磷含量的合格，可实现转炉冶炼低磷IF钢DC04终点不等样即刻出钢，缩短了冶 炼周期，提高了生产作业率，降低了耐材和能源消耗。
(3)本发明的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，300吨转炉冶炼DC04 钢的最佳留渣量为17吨-24吨和炉渣碱度为4.3-4.7，留渣量过低会影响脱磷效果，使得终点 钢水的磷含量较高；而留渣量过高会导致渣层过厚，辅吹过程升温偏慢，影响终点钢水温度 的命中，造成终点钢水温度不足。炉渣碱度过低，不利于脱磷反应；炉渣碱度过高，炉渣的 流动性较差，也影响脱磷效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
实施例1
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，包括以下步骤：
S1：在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上，300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨 -24吨和炉渣碱度为4.3-4.7，留渣量过低会影响脱磷效果，使得终点钢水的磷含量较高；而 留渣量过高会导致渣层过厚，辅吹过程升温偏慢，影响终点钢水温度的命中，造成终点钢水 温度不足。炉渣碱度过低，不利于脱磷反应；炉渣碱度过高，炉渣的流动性较差，也影响脱 磷效果。具体地，本实施例中采用300吨转炉进行冶炼，确认转炉底吹条件良好，转炉连续 生产，并计算前3炉平均碳氧积
Figure BDA0003188658410000031
为12.7，前一炉出完钢，翻渣后留渣量为17吨，溅渣护炉， 炉渣碱度设定为4.4后，进行静态模型计算，加废钢50.2吨，兑铁水285.1吨，其中铁水包 括以下质量百分比的化学成分：C:4.40％-4.80％、Si:0.15％-0.60％、Mn:0.12％-0.18％、 P:0.09％-0.15％、S:0.001％-0.003％、V:0.030％-0.065％、Ti:0.040％-0.125％，其余的为Fe和其 他杂质。具体地，本实施例中铁水包括以下质量百分比的化学成分：C：4.40％，Si0.53％， Mn：0.14％，P：0.106％，S：0.002％，V：0.035％，Ti：0.095％，其余的为Fe和其他杂质。 铁水KR处理后温度1392℃，开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时，副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃，钢水中的碳含量为c％， 当t+c*100-1650≤0时，后续辅吹过程中不加入烧结矿。当t+c*100偏低的情况下，主吹TSC 测量前脱磷效果较好，辅吹过程不需要再添加烧结矿。
当t+c*100-1650＞0时，后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿，其中烧结矿的加入量＝ (t+c*100-1650)*100kg。加入烧结矿一方面相当于冷却剂，能够使得钢水的升温速度变缓， 促进脱磷反应的进行，另一方面烧结矿相当于氧化剂，对脱磷有一定的促进作用，同时由于 脱磷是放热氧化反应，且加入烧结矿后导致钢水温度降低，对脱磷也有一定的促进作用，进 一步保证了脱磷效果，能够有效控制终点钢水中磷含量达到出钢的标准水平，实现不等样即 可出钢。
在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌，其中氩气流量为1980 ±100m3/h。适时强搅拌，能够有效降低碳氧积，获得了较低的钢水氧含量。当副枪TSC测 量后，利用公式t+c*100-1650≤0，判断在辅吹阶段加入烧结矿。通过烧结矿的加入，一方面 可以降低炉内温度，促进脱磷反应的进行，另一方面增加了炉内氧化气氛，同样能够促进脱 磷反应的进行，从而确保了钢水磷含量的合格，可实现转炉冶炼低磷IF钢DC04终点不等样 即刻出钢，缩短了冶炼周期，提高了生产作业率，降低了耐材和能源消耗。
S2：副枪TSO测量时，测量得到的钢水温度符合出钢要求，且
Figure BDA0003188658410000041
Figure BDA0003188658410000042
时，不等样即刻出钢，其中
Figure BDA0003188658410000043
为前3炉的平均碳氧积，当
Figure BDA0003188658410000044
时，
Figure BDA0003188658410000045
Figure BDA0003188658410000046
时，
Figure BDA0003188658410000047
时，
Figure BDA0003188658410000048
为原值，且0.0315为低磷IF钢DC04出钢的平均碳含量 水平。副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃，且钢水样品测量得到钢水中的磷含 量低于0.020％。当
Figure BDA0003188658410000049
时，钢水终点氧含量偏低，此时 钢水中的磷含量超标的概率较大，建议补吹后再出钢。一般情况下，通过(1)选择最佳留渣 量和炉渣碱度，(2)TSC测量后，加入烧结矿的调整，(3)适时底吹强搅拌，(4)TSO 测量后的氧含量不低于
Figure BDA00031886584100000410
这四步的调整和判断，极大提高了钢水终点磷含量的合 格率。
具体地，本实施例中副枪TSC测量得到的钢水温度为1630.6℃，钢水中碳含量为0.31％， 辅吹和等待副枪TSO测量阶段底吹流量为1980m3/h，计算加入烧结矿＝(t+c*100-1650) *100kg＝(1630.6+0.31*100-1650)＝1160kg。冶炼终点，副枪TSO测量温度为1663.0℃，测 量终点氧含量为392ppm≥13/0.0315-55＝358ppm时，不等样即刻出钢，化验室化验转炉主吹 TSC测量时钢水磷含量为0.0899％，TSO测量时终点磷含量为0.0161％，终点磷含量合格， 满足生产要求。
本实施例通过留渣量和炉渣碱度的控制，首先利用转炉冶炼副枪TSC测量值与钢水磷之 间的关系，预判断主吹钢水磷含量的高低；然后通过辅吹过程有效调整；最后，结合副枪TSO 测量钢水终点氧含量综合判断，实现了转炉终点钢水磷含量可控和不等样即刻出钢。
实施例2
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，与实施例1基本一致， 其不同之处在于，本实施例中300吨转炉，确认转炉底吹条件良好，转炉连续生产，计算前 3炉平均碳氧积为14.3，前一炉出完钢，翻渣后留渣量为24吨控制，溅渣护炉，炉渣碱度设 定为4.7，进行静态模型计算，加废钢38.7吨，兑铁水294.2吨，其中铁水包括以下质量百分 比的化学成分：C：4.57％，Si：0.60％，Mn：0.18％，P：0.141％，S：0.002％，V：0.064％，Ti：0.123％，其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1319℃，开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时，副枪TSC测量得到的钢水温度为1626.3℃，钢水中的碳含量 为0.61％，此时t+c*100-1650＝1626.3+0.61*100-1650＝37.3＞0，计算加入烧结矿3730kg，辅 吹和等待副枪TSO测量这一阶段，底吹氩气流量为1900m3/h，冶炼终点，副枪TSO测量温 度为1662.9℃，测量终点氧为460ppm≥14.3/0.0315-55＝399ppm时，不等样即刻出钢，化验 室化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.1320％，TSO测量时终点钢水磷含量为0.0149％， 终点磷含量合格。
实施例3
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，与实施例1基本一致， 其不同之处在于，本实施例中本实施例中300吨转炉，确认转炉底吹条件良好，转炉连续生 产，计算前3炉平均碳氧积为13.6，前一炉出完钢，翻渣后留渣量为20吨控制，溅渣护炉， 炉渣碱度设定为4.5，进行静态模型计算，加废钢25.5吨，兑铁水294.2吨，其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分：C：4.59％，Si：0.39％，Mn：0.16％，P：0.141％，S：0.001％，V： 0.055％，Ti：0.058％，其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1273℃，开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时，副枪TSC测量得到的钢水温度为1579.4℃，钢水中的碳含量 为0.91％，此时t+c*100-1650＝1579.4+0.91*100-1650＝20.4＞0，计算加入烧结矿2040kg，辅 吹和等待副枪TSO测量这一阶段，底吹氩气流量为2000m3/h，冶炼终点，副枪TSO测量温 度为1662.1℃，测量终点氧为413ppm≥13.6/0.0315-55＝377ppm时，不等样即刻出钢，化验 室化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0370％，TSO测量时终点钢水磷含量为0.0144％， 终点磷含量合格。
实施例4
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，与实施例1基本一致， 其不同之处在于，本实施例中本实施例中300吨转炉，确认转炉底吹条件良好，转炉连续生 产，计算前3炉平均碳氧积为16.4，前一炉出完钢，翻渣后留渣量为18吨控制，溅渣护炉， 炉渣碱度设定为4.5，进行静态模型计算，加废钢31.0吨，兑铁水298.9吨，其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分：C：4.69％，Si：0.36％，Mn：0.15％，P：0.108％，S：0.002％，V： 0.046％，Ti：0.054％，其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1314℃，开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时，副枪TSC测量得到的钢水温度为1622.3℃，钢水中的碳含量 为0.34％，此时t+c*100-1650＝1622.3+0.34*100-1650＝6.3＞0，计算加入烧结矿630kg，辅吹 和等待副枪TSO测量这一阶段，底吹氩气流量为1990m3/h，冶炼终点，副枪TSO测量温度 为1675.7℃，测量终点氧为521ppm≥16/0.0315-55＝453ppm时，不等样即刻出钢，化验室化 验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0529％，TSO测量时终点钢水磷含量为0.0133％，终 点磷含量合格。
实施例5
本实施例的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，与实施例1基本一致， 其不同之处在于，本实施例中本实施例中300吨转炉，确认转炉底吹条件良好，转炉连续生 产，计算前3炉平均碳氧积为14.8，前一炉出完钢，翻渣后留渣量为22吨控制，溅渣护炉， 炉渣碱度设定为4.6，进行静态模型计算，加废钢37.7吨，兑铁水288.3吨，其中铁水包括以 下质量百分比的化学成分：C：4.55％，Si：0.34％，Mn：0.13％，P：0.13％，S：0.001％，V： 0.049％，Ti：0.071％，其余的为Fe和其他杂质。铁水KR处理后温度1330℃，开始冶炼。
冶炼至副枪TSC测量时，副枪TSC测量得到的钢水温度为1622.0℃，钢水中的碳含量 为0.39％，此时t+c*100-1650＝1622.0+0.39*100-1650＝11＞0，计算加入烧结矿1100kg，辅吹 和等待副枪TSO测量这一阶段，底吹氩气流量为1990m3/h，冶炼终点，副枪TSO测量温度 为1661.7℃，测量终点氧为460ppm≥14.8/0.0315-55＝414ppm时，不等样即刻出钢，化验室 化验转炉主吹TSC测量时钢水磷含量为0.0601％，TSO测量时终点钢水磷含量为0.0132％， 终点磷含量合格。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进 行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出 的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在最佳留渣量和炉渣碱度的基础上，副枪TSC测量得到的钢水温度为t℃，钢水中的碳含量为c％，当t+c*100-1650≤0时，后续辅吹过程中不加入烧结矿，当t+c*100-1650＞0时，后续辅吹过程中加入一定量的烧结矿；
S2：副枪TSO测量时，测量得到的钢水温度符合出钢要求，且
Figure FDA0003188658400000011
Figure FDA0003188658400000012
时，不等样即刻出钢，其中
Figure FDA0003188658400000013
为前3炉的平均碳氧积，当
Figure FDA0003188658400000014
时，
Figure FDA0003188658400000015
Figure FDA0003188658400000016
时，
Figure FDA0003188658400000017
时，
Figure FDA0003188658400000018
为原值。
2.根据权利要求1所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，其特征在于：步骤S1中当t+c*100-1650＞0时，烧结矿的加入量＝(t+c*100-1650)*100kg。
3.根据权利要求2所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，其特征在于：步骤S1中加入烧结矿后，在辅吹和等待副枪TSO测量的这一阶段采用氩气底吹进行强搅拌，其中氩气流量为1980±100m3/h。
4.根据权利要求3所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，其特征在于：步骤S1中300吨转炉冶炼DC04钢的最佳留渣量为17吨-24吨和炉渣碱度为4.3-4.7。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种DC04钢转炉冶炼终点不等样的脱磷控制方法，其特征在于：步骤S2中副枪TSO测量得到的钢水温度为1660℃-1680℃，且钢水样品测量得到钢水中的磷含量低于0.020％。
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