CN113930575B - 一种高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，该转炉双渣冶炼方法针对铁水中Si＞0.6％、P≥0.120％的转炉铁水，按照不同的铁水Si含量，对铁水、废钢装入量以及分阶段的辅料加入量进行细化控制，对白灰和白云石的加入量进行了限定，以及冶炼氧枪枪位按照“高‑低‑高‑低”控制，可以对高硅高磷铁水进行转炉双渣冶炼，提高了脱磷效果，并减少了钢铁料消耗。
Description
技术领域
本发明属于钢铁转炉冶炼技术领域，具体涉及一种高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，尤其涉及一种铁水Si＞0.6％、P≥0.120％的条件下的150吨转炉双渣冶炼方法。
背景技术
转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉炼钢的基本任务是脱碳、提温、去除钢中的有害元素及夹杂物，使终点钢水的碳、磷、硫、温度达到要求。转炉双渣法冶炼是在冶炼过程中倒两次渣，第一次倒渣后继续冶炼再次造渣，第二次倒渣后才出钢。
目前，150吨转炉高硅高磷铁水双渣法冶炼操作脱磷率低，辅料消耗大。冶炼操作粗放，没有针对铁水不同硅数对铁水、废钢装入量以及辅料加入量进行细化，容易造成转炉拉碳磷含量超标，需要进行点吹，延长了冶炼周期，增加了钢铁料消耗。
专利文献CN110117689A公开一种高硅铁水双渣冶炼方法，其通过调整废钢比和辅料加入来控制炉内热量，前期倒炉温度在1300～1400℃之间。该方法的优点是能够控制冶炼前期温度上升过快，提高冶炼前期脱磷效果。但存在的问题是没有根据铁水硅含量细化废钢和辅料加入量，完全靠经验控制，存在温度控制误差大的风险。前期倒炉温度1300～1400℃之间，温度控制范围过大，容易导致前期化渣不好，脱磷率低。
专利文献CN104017932A公开一种针对半钢进行双渣冶炼的方法，其在半钢温度控制在1250～1390℃基础上再进行二次冶炼，能够将磷控制在较低的范围内。但存在的问题是，半钢温度控制范围大，且温度控制偏高，影响前期脱磷效果。在半钢基础上再进行二次冶炼，磷控制含量低，但钢水容易过氧化。
专利文献CN108085449A公开一种转炉双渣生产超低磷钢的方法，其通过控制吹氧量占总需吹氧量的30～40％时，停止供氧，提氧枪，进行一次倒渣操作，能够生产超低磷钢。但存在的问题是，吹氧量范围控制较大，且没有考虑铁水温度、成份等，一倒温度不好控制，导致冶炼前期脱磷率低。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明为克服150吨转炉双渣法冶炼过程温度、炉渣碱度控制不稳导致脱磷率偏低的不足，通过细化不同铁水硅含量下的铁水、废钢装入量以及前期辅料和中期辅料(即一倒倒渣(即二次下枪)及之后的辅料)加入量，合理控制前期和二次下枪后的枪位及流量，实现冶炼过程温度平稳控制，提高化渣效果，炉渣碱度及氧化性控制合适，有效提高脱磷率。
本发明提供一种高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，所述高硅高磷铁水中Si＞0.6％、P≥0.120％，所述转炉双渣冶炼方法包括以下操作：
S1)根据不同铁水硅含量细化铁水、废钢装入量，具体可以为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，铁水145±2吨，废钢18±1吨；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，铁水140±2吨，废钢21±1吨；铁水中1.0％＜Si时，铁水138±2吨，废钢24±1吨；其中使用废钢、含铁料要求干燥无杂物，中包注余、切头切尾等厂内废品随废钢加入，含铁料配比不超4吨，保证化渣效果；
S2)根据不同铁水硅含量细化前期辅料加入量，具体可以为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，前期加料：白灰加入量950kg-1050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，前期加料：白灰加入量1150kg-1250kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量2500kg以上；铁水中1.0％＜Si时，前期加料：白灰加入量1450kg-1550kg，白云石加入量1950kg-2050kg，铁皮球加入量3000kg以上；
S3)根据不同铁水硅含量细化中期辅料加入量，具体可以为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量1950kg-2050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量1000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中1.0％＜Si时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量3000kg以上；中期辅料小批量多批次加入，白灰总量控制在4500kg以内，白云石总量控制在4500kg以内，富余热量使用含铁料平衡；
S4)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体可以为：开吹后高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间0.8-1.2min，前期流量开吹按小流量控制，吹氧流量控制在18000m3/h-20000m3/h，开吹高枪位为了更好的化渣；吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间3.8-4.2min；二次下枪高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间4.8-5.2min，二次下枪开吹流量25000m3/h-26000m3/h，吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间4.8-5.2min。
上述高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法中，前期炉渣碱度可以控制在1.5-2.0。
上述高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法中，前期倒炉供氧量满足：铁水中0.6％＜Si≤1.0％时，氧累控制在11m3/t-12m3/t，铁水中1.0％＜Si时，氧累控制在12m3/t-14m3/t，硅氧化完全，去除部分的磷；前期倒炉温度可以控制在1350℃-1400℃之间。
上述高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法中，二次下枪吹氧流量按小流量16000-17000m3/h控制，持续时间0.4-0.6min。
上述高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法中，前期倒炉内铁水硅、锰含量较低，碳氧反应提前，渣量很少，前期枪位低会造成金属喷溅。同时硅的减少给炼钢初期成渣带来困难，因此前期采用较高枪位操作便于快速成渣，增加吹炼前期渣中氧化铁的含量，然后根据化渣情况逐步降低枪位；一倒抬枪的原则是温度低、硅含量低的铁水选择低枪位大流量，使熔池温度均匀上升。温度高、硅含量高的铁水选择高枪位低流量控制，放缓硅的氧化，防止温度过快，待脱硅结束后降低枪位搅拌。
本发明针对150吨转炉高硅高磷(Si＞0.6％、P≥0.120％)铁水，依据热量平衡以及物料平衡计算，按照不同的铁水Si含量(0.6％＜Si≤0.7％、0.7％＜Si≤1.0％和1.0％＜Si三个区间)，对铁水、废钢装入量以及分阶段的辅料加入量进行了细化控制，对白灰总的加入量进行了限定，以及对冶炼氧枪枪位按照“高-低-高-低”控制，和根据炉渣熔化情况对氧枪枪位进行微调，提高了脱磷效果，并减少了钢铁料消耗。
本发明的有益效果是采用针对高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法后，冶炼过程温度控制平稳，提高化渣效果，炉渣碱度及氧化性控制合适，提高了脱磷效果，并降低了钢铁料消耗。经实际生产证明，铁水平均脱磷率为94％以上，钢铁料消耗从1069.82Kg/t降低到1065.31Kg/t，以年产量46.30万吨计算降低成本如下：
钢铁料降本＝产量*钢铁料降低值*钢铁料吨钢成本＝46.30*(1069.82-1065.31)*2.36＝492.80万元。
可见采用本发明冶炼方法，不仅缩短了冶炼周期，提高了脱磷效果，还降低了钢铁料消耗。对公司内、外直至国外大型转炉在类似铁水条件的冶炼具有推广应用的价值。
具体实施方式
本发明旨在提供一种针对高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，具体包括以下操作：
S1)根据不同铁水硅含量细化铁水、废钢装入量，具体可以为：铁水0.6％＜Si≤0.7％时，铁水145±2吨，废钢18±1吨；铁水0.7％＜Si≤1.0％时，铁水140±2吨，废钢21±1吨；铁水1.0％＜Si时，铁水138±2吨，废钢24±1吨；使用废钢、含铁料要求干燥无杂物，中包注余、切头切尾等厂内废品随废钢加入，含铁料配比不超4吨，保证化渣效果；
S2)根据不同铁水硅含量细化前期辅料加入量，具体可以为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，前期加料：白灰加入量950kg-1050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，前期加料：白灰加入量1150kg-1250kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量2500kg以上；铁水中1.0％＜Si时，前期加料：白灰加入量1450kg-1550kg，白云石加入量1950kg-2050kg，铁皮球加入量3000kg以上；
S3)根据不同铁水硅含量细化中期辅料(即二次下枪后加入的辅料)加入量，具体可以为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量1950kg-2050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量1000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中1.0％＜Si时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量3000kg以上；中期辅料小批量多批次加入，白灰总量控制在4500kg以内，白云石总量控制在4500kg以内，富余热量使用含铁料平衡；
S4)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体可以为：开吹后高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间0.8-1.2min，前期流量开吹按小流量控制，吹氧流量控制在18000m3/h-20000m3/h，开吹高枪位为了更好的化渣；吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间3.8-4.2min；二次下枪高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间4.8-5.2min，二次下枪开吹流量25000m3/h-26000m3/h，吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间4.8-5.2min。留渣情况下，视渣量及铁水状况配加生白云石、白灰，提高炉渣利用率，含铁料尽量后期多加入。空炉情况下，视铁水硅含量配加铁皮球和渣钢1000kg-1500kg平衡热量；
在一个实施例中，前期炉渣碱度可以控制在1.5-2.0。
在一个实施例中，前期倒炉供氧量满足：铁水中0.6％＜Si≤1.0％时，氧累控制在11m3/t-12m3/t，铁水中1.0％＜Si时，氧累控制在12m3/t-14m3/t，硅氧化完全，去除部分的磷；前期倒炉温度可以控制在1350℃-1400℃之间。
在一个实施例中，二次下枪开吹时吹氧流量按小流量16000-17000m3/h控制，持续时间0.4-0.6min。
以下通过具体实施例详细说明本发明的内容。
实施例1
该实施例利用本发明提供的方法对Si含量为0.65％，P含量为0.145％的铁水进行转炉双渣冶炼，具体包括以下步骤：
(1)按照铁水Si含量为0.65％，设定铁水、废钢装入量为：铁水144吨，废钢18吨；
(2)辅料的加入，前期加料：白灰加入量1000kg，白云石加入量1000kg，铁皮球加入量2000kg；一倒倒渣后加料：白灰加入量2000kg，白云石加入量1000kg，铁皮球加入量1000kg；
(3)中期辅料(除前期辅料之外加入的辅料，即一倒倒渣后加入的辅料及其之后加入的辅料)小批量多批次加入，满足白灰总量4300kg，白云石总量4300kg，富余热量使用含铁料平衡；
(4)前期炉渣碱度控制在1.7；
(5)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体为：开吹高枪位，枪位152cm，时间1.0min，吹氧流量18500m3/h。吹炼1.0min后转为低枪位，枪位120cm,吹氧流量28500m3/h，时间4.0min。二次下枪高枪位，枪位152cm，持续时间5.0min，二次下枪流量25500m3/h。吹炼5.0min后转为低枪位，枪位123cm，吹氧流量28500m3/h，持续5.0min；
(6)前期倒炉供氧量为：氧累11m3/t；一倒抬枪后测温，温度为1360℃；
检测转炉冶炼终点铁水中S含量为0.030％，P含量为0.008％，脱磷率达到94.5％。
实施例2
该实施例利用本发明提供的方法对Si含量为0.88％，P含量为0.13％的铁水进行转炉双渣冶炼，具体包括以下步骤：
(1)按照铁水Si含量为0.88％，设定铁水、废钢装入量为：铁水140吨，废钢22吨；
(2)辅料的加入，前期加料：白灰加入量1200kg，白云石加入量1500kg，铁皮球加入量2500kg；一倒倒渣后加料：白灰加入量2500kg，白云石加入量1000kg，铁皮球加入量2000kg；
(3)中期料小批量多批次加入，白灰总量4400kg，白云石总量4500kg，富余热量使用含铁料平衡；
(4)前期炉渣碱度控制在1.8；
(5)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体为：开吹高枪位，枪位155cm，时间1.0min，吹氧流量19000m3/h。吹炼1.0min后转为低枪位，枪位125cm，吹氧流量29000m3/h，时间4.0min。二次下枪高枪位，枪位155cm，持续时间5.0min，二次下枪流量26000m3/h。吹炼5.0min后转为低枪位，枪位120cm，吹氧流量29000m3/h，持续5.0min；
(6)前期倒炉供氧量为：氧累12m3/t；一倒抬枪后测温，温度为1380℃；
检测转炉冶炼终点铁水中S含量为0.033％，P含量为0.007％，脱磷率达到94.6％。
实施例3
该实施例利用本发明提供的方法对Si含量为1.25％，P含量为0.164％的铁水进行转炉双渣冶炼，具体包括以下步骤：
(1)按照铁水Si含量为1.25％，设定铁水、废钢装入量为：铁水139吨，废钢24吨；
(2)辅料的加入，前期加料：白灰加入量1500kg，白云石加入量2000kg，铁皮球加入量3000kg；一倒倒渣后加料：白灰加入量2500kg，白云石加入量1500kg，铁皮球加入量3000kg；
(3)中期辅料小批量多批次加入，白灰总量4500kg，白云石总量4500kg，富余热量使用含铁料平衡；
(4)前期炉渣碱度控制在1.8；
(5)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体为：开吹高枪位，枪位150cm，时间1.0min，吹氧流量20000m3/h。吹炼1.0min后转为低枪位，枪位120cm，吹氧流量30000m3/h，时间4.0min。二次下枪高枪位，枪位150cm，持续时间5.0min，二次下枪流量26000m3/h。吹炼5.0min后转为低枪位，枪位125cm，吹氧流量30000m3/h，持续5.0min；
(6)前期倒炉供氧量为：氧累12m3/t；一倒抬枪后测温，温度为1390℃；
检测转炉冶炼终点铁水中S含量为0.025％，P含量为0.010％，脱磷率达到94.0％。
对比例1
该对比例利对Si含量为1.25％，P含量为0.164％的铁水进行转炉双渣冶炼，具体包括以下步骤：
(1)按照铁水Si含量为1.25％，设定铁水、废钢装入量为：铁水139吨，废钢36吨；
(2)辅料的加入，前期加料：白灰加入量3000kg，白云石加入量1700kg，铁皮球加入量1200kg；一倒倒渣后加料：白灰加入量2500kg，白云石加入量2000kg，铁皮球加入量1500kg；
(3)共计加入白灰总量5500kg，白云石总量3700kg；
(4)前期炉渣碱度控制在1.6；
(5)冶炼枪位具体为：开吹枪位140cm，时间1.0min，吹氧流量20000m3/h。吹炼1.0min后转为枪位130cm，吹氧流量30000m3/h，时间4.0min。二次下枪枪位135cm，持续时间5.0min，二次下枪流量26000m3/h。吹炼5.0min后转为枪位130cm，吹氧流量30000m3/h，持续5.0min；
(6)前期倒炉供氧量为：氧累12m3/t；一倒抬枪后测温，温度为1340℃；
检测转炉冶炼终点铁水中S含量为0.028％，P含量为0.022％，脱磷率达到86.6％。
对比例2
该对比例对Si含量为0.88％，P含量为0.13％的铁水进行转炉双渣冶炼，具体包括以下步骤：
(1)按照铁水Si含量为0.88％，设定铁水、废钢装入量为：铁水140吨，废钢22吨；
(2)辅料的加入，前期加料：白灰加入量1200kg，白云石加入量1500kg，铁皮球加入量2500kg；一倒倒渣后加料：白灰加入量2500kg，白云石加入量1000kg，铁皮球加入量2000kg；
(3)中期料小批量多批次加入，白灰总量4400kg，白云石总量4500kg，富余热量使用含铁料平衡；
(4)前期炉渣碱度控制在1.8；
(5)冶炼枪位具体为：开吹枪位140cm，时间1.0min，吹氧流量20000m3/h。吹炼1.0min后转为枪位130cm，吹氧流量30000m3/h，时间4.0min。二次下枪枪位135cm，持续时间5.0min，二次下枪流量26000m3/h。吹炼5.0min后转为枪位130cm，吹氧流量30000m3/h，持续5.0min；
(6)前期倒炉供氧量为：氧累12m3/t；一倒抬枪后测温，温度为1330℃；
检测转炉冶炼终点铁水中S含量为0.035％，P含量为0.016％，脱磷率达到87.7％。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，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 (4)
1.一种高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，所述高硅高磷铁水中Si＞0.6％、P≥0.120％，所述转炉双渣冶炼方法包括以下操作：
S1)根据不同铁水硅含量细化铁水、废钢装入量，具体为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，铁水145±2吨，废钢18±1吨；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，铁水140±2吨，废钢21±1吨；铁水中1.0％＜Si时，铁水138±2吨，废钢24±1吨；
S2)根据不同铁水硅含量细化前期辅料加入量，具体为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，前期加料：白灰加入量950kg-1050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，前期加料：白灰加入量1150kg-1250kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量2500kg以上；铁水中1.0％＜Si时，前期加料：白灰加入量1450kg-1550kg，白云石加入量1950kg-2050kg，铁皮球加入量3000kg以上；
S3)根据不同铁水硅含量细化中期辅料加入量，具体为：铁水中0.6％＜Si≤0.7％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量1950kg-2050kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量1000kg以上；铁水中0.7％＜Si≤1.0％时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量950kg-1050kg，铁皮球加入量2000kg以上；铁水中1.0％＜Si时，一倒倒渣后加料：白灰加入量2450kg-2550kg，白云石加入量1450kg-1550kg，铁皮球加入量3000kg以上；中期辅料小批量多批次加入，白灰总量控制在4500kg以内，白云石总量控制在4500kg以内，富余热量使用含铁料平衡；
S4)冶炼枪位采用“高-低-高-低”四段式控制，具体为：开吹后高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间0.8-1.2min，前期流量开吹按小流量控制，吹氧流量控制在18000m3/h-20000m3/h，开吹高枪位为了更好的化渣；吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间3.8-4.2min；二次下枪高枪位，枪位控制在150cm-155cm，持续时间4.8-5.2min，二次下枪开吹流量25000m3/h-26000m3/h，吹炼后转为低枪位，枪位控制在120cm-125cm，吹氧流量控制在28000m3/h-30000m3/h，持续时间4.8-5.2min。
2.根据权利要求1所述的高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，其中前期炉渣碱度控制在1.5-2.0。
3.根据权利要求1或2所述的高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，其中一次倒炉供氧量满足：铁水中0.6％＜Si≤1.0％时，氧累控制在11m3/t-12m3/t，铁水中1.0％＜Si时，氧累控制在12m3/t-14m3/t，硅氧化完全，去除部分的磷；一次倒炉温度控制在1350℃-1400℃之间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的高硅高磷铁水的转炉双渣冶炼方法，其中二次下枪开吹时吹氧流量按小流量16000-17000m3/h控制，持续时间0.4-0.6min。
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