CN113897471A - 一种用lf炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于转炉吹炼钢水冶炼领域，具体涉及一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法。该方法包括：在钢水浇铸完毕后，将LF炉精炼渣倒入渣罐内冷却；将冷却后的LF炉精炼渣破碎成10‑30mm的渣块，作为防止转炉喷溅的抑制剂；将渣块运至高位料仓；在转炉吹炼过程中择机加入LF炉精炼渣；改善炉渣组分和状态，抑制转炉的喷溅事故发生，从而节约钢铁料消耗，节约清理喷溅渣铁混合物的时间，提高生产节奏和效率，节约熔剂的用量，稳定出钢量，同时也减少了由于喷溅产生的大量烟尘对环境的污染，也杜绝了大量高温喷溅物造成的安全隐患，同时还将LF炉精炼渣固废进行处理，变废为宝。

Description

一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法
技术领域
本发明属于转炉吹炼钢水冶炼领域，具体涉及一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法。
背景技术
转炉吹炼钢水时由于客观条件和工艺操作不当会产生喷溅，转炉喷溅的危害表现在：1)喷溅会造成钢铁料的损失，对产量和成本影响巨大，轻微的喷溅影响钢铁料3-8kg/t，严重时影响钢铁料损失达5％以上；2)大量的渣铁混合物喷溅会造成炉口清理困难，影响生产节奏；3)喷溅的同时会产生大量烟尘，对环境造成污染，造成无组织排放，触犯相关法律；4)爆发性喷溅还会造成火灾、安全事故等。因此防止转炉喷溅的发生是整个转炉炼钢生产过程重点防范的事项。
转炉吹炼过程的喷溅分为以下几种类型：1)由于碳氧反应不均衡发展产生的爆发性喷溅,其产生原因时由于熔池温度低，前期碳氧反应慢，大量FeO聚集在不均匀熔化的渣中，一旦温度达到1470℃以上，碳氧就开始剧烈反应，造成爆发性喷溅；2)由于化渣不好，炉渣粘稠，和返干现象造成的金属喷溅，3)还有由于渣中高的FeO，及高度SiO2、P2O5、低的表面张力、大渣量造成的泡沫性喷溅。
LF精炼渣具有一下特性：高碱度，低SiO2、P2O5含量，高还原性，低熔点，熔化速度快，低的FeO和MnO含量，低吸热量等特点。这些特点与转炉渣喷溅时炉渣的特性正好相反，LF炉精炼渣低熔点的特性可以有效应对由于化渣不好，炉渣粘稠和返干造成的金属喷溅；高还原性，低FeO和MnO含量的LF炉精炼渣的特性应对转炉渣中由于大量FeO聚集(渣中FeO含量大于20％)并且温度快速升至1470℃时造成的爆发性喷溅。LF炉精炼渣高碱度，低熔点，低SiO2、P2O5、低FeO含量的特性与泡沫喷溅转炉炉渣高SiO2、P2O5、高FeO含量大渣量的特性恰好相反。因此在转炉吹炼过程中，根据转炉内钢渣状态的预判，可以择机加入适量的LF炉精炼渣块制作的抑制剂来抑制转炉喷溅的发生。
现有的防止转炉喷溅的办法主要是从控制氧枪的吹炼枪位和氧气流的供氧强度，来调整渣中的FeO含量，和熔池的穿透搅拌强度来防止喷溅的发生，一旦调整不及时或调整不到位，容易发生喷溅事故。
LF精炼渣目前作为一种固废处理起来比较困难，对环境污染也带来一定影响，运用此方法可以将LF精炼渣固废制作成有用的防转炉喷溅的抑制剂，变废为宝。
公开号为“102634630A”公开了一种转炉溅渣护炉用改制剂及使用方法，该方法用LF炉精炼渣为原料，空冷后破碎成3mm-20mm颗粒，在转炉出钢后留渣，进行溅渣护炉前加入，溅渣护炉后再加入一部分，目的是降低白灰消耗，促进脱磷过程的化渣，同时在溅渣护炉时起到固化炉渣和延长耐材寿命的作用。
但该方法使用的LF精炼渣一般为加入氟化钙或助溶剂以降低LF精炼渣的熔点和粘度，在转炉吹炼升温过程中，会促使溅到炉壁的钢渣熔化，降低护炉效果，和促进脱磷化渣矛盾。另外该方法使用空冷方式冷却到室温，容易产生LF精炼渣的再次氧化，并吸收空气中的水分后粉化的现象产生。还有该方法主要作为溅渣护炉的改制剂，预防转炉前期喷溅是一种附带作用。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法，该方法包括以下几个步骤：
S1、LF炉精炼渣在钢水浇铸完毕后，将LF炉精炼渣倒入渣罐内冷却，防止以“泼渣空冷”方式冷却过程中，高温LF精炼渣液与空气充分接触形成氧化，造成LF精炼渣的还原性遭到破坏，并防止吸收空气中水分发生粉化的现象；
S2、将冷却后的LF炉精炼渣破碎成10-30mm的渣块，作为防止转炉喷溅的抑制剂，以防止渣块太小还没加入炉膛就被除尘风机带走，渣块太大影响在炉膛内的熔化速度，延缓抑制喷溅效果的发挥；
S3、将渣块运至高位料仓，以备在转炉吹炼过程中择机加入；
S4、根据转炉前期配加的物料，计算出熔池温度达到碳氧快速反应温度即1470℃的时间；在达到1470℃之前，尤其铁水的温度低于1250℃、前期熔剂加入量大于30kg/t、废钢等加入量大于200kg/t时，一旦有喷溅的先期预兆，立即加入转炉LF炉精炼渣块为1.0-2.0kg/t；
在转炉吹炼中期，如果炉膛内出现乳化液泡沫逐渐增多，转炉吹炼时氧气流的声音会越来越小，应当及时加入1.0-2.0kg/t的LF精炼渣抑制剂为；降低渣中FeO铁含量，稀释SiO2和P2O5浓度，调整炉渣的表面张力，以降低泡沫喷溅的危险。
在转炉吹炼中期，一旦炉渣返干前氧枪吹氧的声音会由弱变强，应立即向转炉加入2.0-3.0kg/t的LF炉精炼渣抑制剂，促进炉渣液化，降低高熔点物质2CaO·SiO2、MgO等的析出。
进一步的，按质量百分比计算，LF炉精炼渣成分为CaO:50-65％、SiO2≤10％、MgO：5-10％、P2O5≤0.3％、Al2O3：15-25％、MnO≤1.0％、FeO≤1.5％、CaF2:4-8％、R2:5-10倍。
本发明的有益效果为：
本方法是利用LF精炼渣高碱度、高还原性、低FeO、SiO2和P2O5含量，低熔点，加热熔化过程不分解产生气体，预熔型吸热少等特点，在转炉吹炼过程中，择机加入LF精炼渣块，改善炉渣组分和状态，抑制转炉的喷溅事故发生，从而节约钢铁料消耗，节约清理喷溅渣铁混合物的时间，提高生产节奏和效率，节约熔剂的用量，稳定出钢量，同时也减少了由于喷溅产生的大量烟尘对环境的污染，也杜绝了大量高温喷溅物造成的安全隐患，同时还将LF炉精炼渣固废进行处理，变废为宝。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法，按质量百分比计算，LF炉精炼渣成分为CaO:50-65％、SiO2≤10％、MgO：5-10％、P2O5≤0.3％、Al2O3：15-25％、MnO≤1.0％、FeO≤1.5％、CaF2:4-8％、R2:5-10倍。该方法包括以下几个步骤：
LF炉精炼渣倒入渣罐冷却——破碎——高位料仓——转炉冶炼加入；
S1、LF炉精炼渣在钢水浇铸完毕后，将LF炉精炼渣倒入渣罐内冷却，防止以“泼渣空冷”方式冷却过程中，高温LF精炼渣液与空气充分接触形成氧化，造成LF精炼渣的还原性遭到破坏，并防止吸收空气中水分发生粉化的现象；
S2、将冷却后的LF炉精炼渣破碎成10-30mm的渣块，作为防止转炉喷溅的抑制剂，以防止渣块太小还没加入炉膛就被除尘风机带走，渣块太大影响在炉膛内的熔化速度，延缓抑制喷溅效果的发挥；
S3、将渣块运至高位料仓，以备在转炉吹炼过程中择机加入；
S4、再根据转炉前期配加的物料，计算出熔池温度达到碳氧快速反应温度即1470℃的时间(一般情况下4-5min)，在达到1470℃之前，尤其铁水的温度低于1250℃、前期熔剂加入量大于30kg/t、废钢等加入量大于200kg/t时，吹炼前期低温喷溅的发生几率大幅增加，并特别注意开吹4-5分钟时的转炉状态，一旦有喷溅的先期预兆，立即加入转炉LF炉精炼渣块为1.0-2.0kg/t，以降低渣中局部聚集FeO的现象，促进化渣吸热，均匀熔池温度上升，防止低温爆发喷溅的形成；根据经验，喷溅的先期预兆是指当吹炼时间接近4分钟时，如果炉口的烟气浓度较大，火焰颜色发暗，说明前期温度较低，化渣不好，会形成局部FeO浓度过高，此时极易发生低温喷溅；
在转炉吹炼中期要关注炉内吹炼情况，在发生泡沫喷溅前，炉膛内会先出现乳化液泡沫逐渐增多，由于泡沫的增多隔音效果好，转炉吹炼时氧气流的声音会越来越小，这就是发生泡沫喷溅的前兆，应当及时加入LF精炼渣抑制剂为1.0-2.0kg/t，降低渣中FeO铁含量，稀释SiO2和P2O5浓度，以降低乳化液的表面张力，从而降低泡沫喷溅的危险。
在转炉吹炼中期还要关注炉内炉渣的返干情况，由于炉渣中FeO含量降低，高熔点的2CaO·SiO2、MgO等物质析出，使炉渣变粘稠，团结成块，造成钢水裸露，氧气流股反射会带走大量金属，形成返干的金属喷溅。在炉渣返干前氧枪吹氧的声音会由弱变强，看到这样的炉渣返干征兆时，向转炉加入2.0-3.0kg/tLF炉精炼渣抑制剂，利用精炼渣熔点低和FeO含量低的特性，将返干的炉渣迅速熔化，并覆盖钢水表面，降低高熔点物质2CaO·SiO2、MgO等的析出，避免造成的喷溅。
表1为2月份未使用LF炉精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计，表2-4为3-5月份使用了LF炉精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计：
表1 2月份未使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计
喷溅种类 低温喷溅 泡沫喷溅 返干喷溅 其他
轻微 18 12 9 3
中度 9 7 6 2
重度 3 2 1 0
表2 3月份使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计
喷溅种类 低温喷溅 泡沫喷溅 返干喷溅 其他
轻微 6 4 3 2
中度 2 2 1 1
重度 1 0 1 0
表3 4月份使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计
喷溅种类 低温喷溅 泡沫喷溅 返干喷溅 其他
轻微 2 3 2 1
中度 1 1 0 1
重度 0 0 0 0
表4 5月份使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计
喷溅种类 低温喷溅 泡沫喷溅 返干喷溅 其他
轻微 1 0 2 1
中度 2 1 0 0
重度 0 0 0 0
实施例3月，4月，5月使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计转炉喷溅次数，随着应用LF精炼渣抑制剂逐步熟练，逐月减少，喷溅的程度也明显减轻，而对比例2月份未使用LF精炼渣抑制剂的转炉喷溅次数统计出现了大量的喷溅次数，这说明实施例3月，4月，5月使用LF精炼渣抑制剂抑制转炉喷溅是有效的。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法，其特征在于：该方法包括以下几个步骤：
S1、LF炉精炼渣在钢水浇铸完毕后，将LF炉精炼渣倒入渣罐内冷却；
S2、将冷却后的LF炉精炼渣破碎成10-30mm的渣块，作为防止转炉喷溅的抑制剂；
S3、将渣块运至高位料仓，以备在转炉吹炼过程中择机加入；
S4、根据转炉前期配加的物料，计算出熔池温度达到碳氧快速反应温度即1470℃的时间；在达到1470℃之前，尤其铁水的温度低于1250℃、前期熔剂加入量大于30kg/t、废钢等加入量大于200kg/t时，一旦有喷溅的先期预兆，立即加入转炉LF炉精炼渣块为1.0-2.0kg/t；
在转炉吹炼中期，如果炉膛内出现乳化液泡沫逐渐增多，转炉吹炼时氧气流的声音会越来越小，应当及时加入1.0-2.0kg/t的LF精炼渣抑制剂为；
在转炉吹炼中期，一旦炉渣返干前氧枪吹氧的声音会由弱变强，应立即向转炉加入2.0-3.0kg/t的LF炉精炼渣抑制剂。
2.如权利要求1所述的用LF炉精炼渣抑制转炉喷溅的方法，其特征在于：按质量百分比计算，LF炉精炼渣成分为CaO:50-65％、SiO2≤10％、MgO：5-10％、P2O5≤0.3％、Al2O3：15-25％、MnO≤1.0％、FeO≤1.5％、CaF2:4-8％、R2:5-10倍。
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