CN113981167A - 一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于铁水分级制度的转炉多模式冶炼方法，首先选取铁水的分级指标，制定铁水分级制度，针对不同级别的铁水，设计与之匹配吹炼模式，在装料前首先获取铁水成分和温度，并选择与之对应的吹炼模式，协助完成冶炼。本发明是基于数学中的“微分”思想，将成分波动较大的铁水进行分类，落在同一类别的铁水可看作是稳定的，并采用同一吹炼模式，可实现转炉的平稳吹炼，避免了铁水波动大导致的吹炼事故，不仅能在一定程度上提升脱磷效果，还可以减少物料消耗，降低产渣量，缩短冶炼周期，具备良好的冶金效果。

Description

一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是指适用于小、中、大型转炉基于铁水分级的多模式冶炼方法。

背景技术

目前，国内粗钢仍然主要由长流程生产，长流程包括烧结-高炉-转炉等工序。在转炉炼钢工序，原材料条件差是难以推广标准化操作的症结所在，也是转炉操作水平和转炉炼钢自动化程度难以提高的限制性环节。所以应该尽量保证入炉原材料在理化性质上的基本一致，并以此为基础稳定炉前冶炼操作，推广标准化操作模式，实现自动化程度高的转炉炼钢，提高转炉冶炼的终点命中率，改善钢水质量。但炼钢用铁水成分的波动源自炼铁厂，炼铁厂同样面临着原料成分波动的困扰，高炉出产的铁水成分和温度存在较大波动性，这对转炉炼钢的平稳运行带来了极大的挑战。

现阶段，大部分钢厂始终沿用基于经验的转炉炼钢操作，在获取铁水信息时，操作工人根据以往的操作经验来进行本炉操作。在铁水成分波动较大的时候，这对操作工人带来了极大的挑战，一旦操作失误，极有可能导致冶炼事故，严重时导致安全问题。因此，在操作过程中，操作工人需要时刻关注炉口火焰的变化情况以判断当前反应进程，从而调整枪位、加料等操作，此种操作模式要求操作工人具备极其丰富的操作经验，极大地增大了操作的难度。因此，铁水成分和温度的稳定是平稳炼钢的先决条件。若铁水维持稳定便可设计摸索一套适合当前铁水条件的吹炼模式。基于这种思路，参考数学中的“微分”思想，面对成分波动较大的铁水，根据冶金原理对其进行分级归类，每一级别铁水的成分在“窄窗口”内波动，可看作是稳定的。然后，针对每类铁水匹配合理的吹炼模式，如此在获取铁水成分和温度信息后，其隶属于那种类型的铁水便可采取与之对应的吹炼模式，实现转炉吹炼模式的动态调整，对促进转炉的平稳化冶炼具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种针对铁水分级的多模式冶炼方法，针对铁水成分波动大，吹炼不平稳等问题，基于铁水Si和铁水温度两项指标将铁水分为多种类型，每种类型的铁水成分和温度波动范围变小，可看作是稳定的，匹配合理的吹炼模式，如此在获取铁水成分和温度信息后，其隶属于哪种类型的铁水便可采取与之对应的吹炼模式，以解决现有铁水成分波动大，吹炼控制不稳定的问题，实现平稳化吹炼和减少消耗等目的。

具体过程可描述为：如图1所示，首先根据铁水成分的波动情况选取铁水 Si和铁水温度作为铁水分级指标，基于铁水Si含量估算模型，计算铁水Si含量合理范围，并将铁水分为低Si、中Si和高Si等多个级别，再根据铁水温度将铁水分为低Si低温、低Si高温、中Si低温、中Si高温、高Si高温和高Si 高温等多种类型，针对每种类型的铁水，设计了与之匹配的吹炼模式。在装料前，首先获取铁水成分和温度，并选择与之对应的吹炼模式，协助完成冶炼。

为完成以上述操作过程，本发明提供以下技术方案：

(1)铁水分级指标选取

目前，铁水分级仍没有统一的标准，若想实现对铁水的合理分级，首先需要遴选出合理的分级指标。铁水的主要指标有C、Si、Mn、P、S和铁水温度，其中C、Si、Mn是冶炼中的重要发热元素。P和S为钢液内的有害元素，其含量越低，转炉吹炼任务越小，钢液质量越高。铁水温度决定铁水物理热，其占据炉内热量来源的60％～70％，对转炉冶炼顺行具有很大影响。根据国内多家钢厂的调研发现，炼铁厂铁水成分一般不测碳，故对炼钢厂来说到站铁水碳含量未知，一般取经验值代入静态模型进行计算。综合多家钢厂数据统计，本发明选取铁水Si和铁水温度作为铁水分级指标。

(2)铁水分级制度

因为各厂采用的原料品质不同，操作工艺也存在一定的差异，因此，各个炼铁厂出产的铁水成分和温度都不相同，因此，炼钢厂获取的铁水成分和温度波动范围也不尽相同，因此无法确定一个适用于所有钢厂的铁水分级范围，基于此项考虑，本发明提出一种铁水分级制度，各钢厂可根据自身铁水条件参照如下分级方法进行分级，确定合理的分级范围。铁水Si氧化后形成的SiO₂是成渣的重要物质，若铁水Si含量过低将导致渣量不足，无法有效脱磷。若铁水Si含量过高则会导致渣量过多，虽可达到脱磷效果，但会存在较大喷溅或者炉渣返干风险，为吹炼控制带来很大难度，也会造成辅料的浪费。因此，本发明采用了根据铁水P含量估算铁水Si含量方法，为不同企业铁水分级提供指导：

①渣量的计算

表1模型参数表

钢水量计算

W_steel＝(W_tie+W_scrap)×w_shou (1)

式中w_shou表示钢水的收得率。

根据磷平衡原理，进入渣中的磷的质量计算公式为：

炉渣总质量

式中，w_SP表示渣中磷元素的质量百分数，W_slag表示炉渣质量。

②铁水Si含量

w_SiO2+w_CaO＝M (4)

式中，假设渣中SiO₂质量百分数与渣中CaO质量百分数总和为M，联立 (4)和(5)，可得：

渣中SiO₂质量为

渣中Si元素的质量为

铁水中的Si的质量百分数为

根据计算公式可得Si/P曲线，当铁水P含量在P₁％～P₂％范围内，通过模型计算出对应Si含量应控制在Si₁％～Si₂％。当铁水Si含量小于Si₁％便可定义为低Si铁水，铁水Si含量处于Si₁％～Si₂％的铁水可定义为中Si铁水，铁水Si 含量大于Si₂的铁水可定义为高Si铁水。铁水温度的划分以平均温度为线，钢厂须统计本厂至少三个月的铁水温度数据，计算铁水的平均温度，并将温度小于平均温度的铁水定义为低温铁水，温度高于平均温度的铁水定义为高温铁水，综合铁水Si和铁水T的信息，对铁水进行分类。

(3)合理枪位计算方法

合理枪位的计算与氧枪结构具有很大的影响，鉴于不同钢厂采用的氧枪结构不同，本发明并未提供具体的枪位范围，而是给出了根据氧枪喷头数据进行的合理枪位计算方法，各厂可遵照计算方法进行合理枪位的计算。枪位控制原则为：熔渣不“返干”、不喷溅、快速脱碳与脱磷、熔池均匀升温。转炉操作中期碳激烈氧化，此时要特别控制好枪位；吹炼后期，枪位的控制要保证出钢温度、碳、磷、硫等达到目标命中要求。综合考虑，最高枪位、最低枪位及基本枪位的设计原则如下：

最低枪位：L₁＝30×D_出

基本枪位：L₂＝35×D_出

最高枪位：L₃＝40×D_出

式中，D_出为氧枪喷头出口直径。

(4)基于快速成渣路线的枪位、加料设计

渣中FeO含量对脱磷和化渣皆具有非常重要的影响。在吹炼过程中，FeO 的控制手段有两种，一是调控枪位，二是加入含铁氧化物。基于快速成渣吹炼模式设计如图2，点火时采用低枪位，形成酸性初渣，之后提高枪位，增加渣中FeO，同时加入第一批造渣料。进入冶炼中期前，加入第二批造渣料，即剩余石灰和部分含铁氧化物。进入冶炼中期后，采用低枪位，此时脱碳快速进行，温度快速增长，渣中FeO迅速降低，小批量加入铁矿石等含铁氧化物质。当吹炼末期，脱碳速率降低，进行压枪操作，降低渣中FeO含量，减少铁损，同时均匀钢水成分和温度。

(5)基于铁水分级的多模式冶炼方案

①模式1：低Si低温铁水

低Si低温铁水冶炼的核心问题便是炉内热量不足，化渣困难，脱磷难度增大。而且铁水Si/P低，渣量少，无法满足脱磷需要。部分企业向炉内加入石英砂，提高渣中SiO₂含量，促进脱磷，但石英砂会增加炉内的热量支出。基于热平衡的考虑，采用留渣工艺匹配低Si铁水的冶炼。因终渣的带入部分热量、较高的碱度以及一定的氧化性，都有利于形成前期渣。

如图3所示，枪位模式是低-高-低。因采用留渣操作，钢液覆盖有炉渣，铁水温度较低，故开吹采用低枪位，进行点火和快速提温；氧步达到10％左右，枪位提高同时加入第一批造渣料，即1/2左右的石灰，全部轻烧白云石；因为铁水Si含量较少，前期Si、Mn氧化期较短，较早进入脱碳期，为了防止脱碳速度过快和促进化渣，氧步达到20％左右时，继续提升适量枪位进行吹炼。为了保证头批料化透，延长二批料的加入时间，氧步达到35％左右时，加入第二批造渣料，即剩余石灰；氧步达到40％左右时，继续提升适量，促进化渣。进入吹炼后期，脱碳速率减弱，降低枪位，加强熔池搅拌，促进脱碳。氧步达 90％左右时，压枪至最低枪位，搅拌熔池，降低炉渣氧化性。

②模式2：低Si高温

因为炉内热量相对充足，可向炉内加入部分石英砂，提高渣中SiO₂，增大渣量，或者同样采用留渣操作，满足脱磷需要。

如图4所示，枪位模式为高-低-高-低。开吹时采用高枪位，迅速形成氧化性较高的初渣。氧步达到10％左右时，加入头批料，即1/2左右的石灰，全部白云石，促进化渣；因为铁水Si含量低，脱Si期时间短，吹炼进入脱碳期较早，为防止进入脱碳期时产生爆发性喷溅，在氧步达20％左右时，降低枪位，降低渣中FeO含量，搅拌熔池，为脱磷提供良好的动力学条件。氧步达30％左右时，加入剩余石灰；氧步达40％时，枪位提高，继续化渣和脱碳。进入吹炼后期，脱碳速率减慢，适当降低枪位，促进脱碳。氧步达到90％时，压枪至最低枪位，降低渣中FeO含量，降低铁损。

③模式3：中Si低温铁水

中Si铁水Si/P分布在较为合理的区间内，一方面可满足的脱P生产的需要，另一面方面还可以避免渣量过大，辅料消耗过多的问题。。

如图5所示，枪位模式为低-高-低。因为铁水温度较低，开吹时采用低枪位，快速提升熔池温度；为了满足前期化渣需要，氧步达到10％左右时，迅速提高枪位，提高渣中FeO含量，同时加入头批料，即3/5石灰，全部白云石；氧步达20％左右时，适当降低枪位，氧步达25％时再降枪位，并加入第二批造渣料，即剩余石灰，继续化渣。当氧步达40％左右时，继续压低枪位，进行快速脱碳，为了稳定炉温，防止发生回磷现象，分批次，小批量加入矿石。氧步达90％左右时，压枪至最低枪位，降低渣中FeO含量，减少铁损。

④模式4：中Si高温铁水

如图6所示，枪位模式为高-低-低。因前期炉内热量充足，开吹即采用高枪位，提高炉渣氧化性，促进化渣；点火成功后即加入头批料，即2/3石灰，全部轻烧白云石，形成具备一定碱度的初渣；氧步达20％左右时，适量降低枪位；氧步达25％左右时加入第二批造渣料，即剩余石灰和少量矿石；在氧步达 40％左右时，继续降低枪位进行快速脱碳，为促进化渣以及熔池的稳定升温，分批次，小批量加入铁矿石等冷却剂。氧步达90％左右时，压至最低枪位，降低渣中FeO含量，减少铁损。

⑤模式5：高Si低温铁水

高Si铁水中Si含量较高，可在一定程度上弥补铁水热量不足。因此，针对高Si低温铁水，合理的废钢比对维持炉内热平衡，减少渣量具有重要意义。

如图7所示，枪位模式为低-高-低。开吹时采用低枪位，进行快速脱Si，促进快速升温；因为高Si铁水成渣量大，化渣压力较大，氧步达到10％左右时，迅速提至高枪位，同时加入头批料，即2/3石灰，全部轻烧白云石，促进化渣；氧步达15％左右时，适量降低枪位，氧步达20左右％时再降枪位，同时加入第二批料，即剩余石灰，逐级降低枪位是为了降低渣中FeO含量，防止进入冶炼中期因脱碳速率加快，产生爆发性喷溅；氧步达40％左右时，继续压低枪位进行快速脱碳，为稳定炉温，保证渣中具备一定的FeO含量，防止回磷现象的发生，分批次，小批量加入矿石。当氧步达到90％左右，压枪至最低枪位，降低渣中FeO含量，减少铁损。

⑥模式6：高Si高温铁水

针对高Si高温铁水，炉内热量充足，不仅有铁水带入的物理热，还有高 Si带来的化学热，而且，铁水Si含量高，炉内渣量较多，为冶炼控制带来困难，因此针对高Si高温铁水最佳的方案是提高炉次废钢比，不仅可有效利用炉内热量，还可以降低渣量，实现少渣炼钢，减少污染物排放。

如图8所示，枪位变化为高-低-低。吹炼前期炉内热量充足，采用高枪位，点火成功后加入头批料，2/3石灰，全部轻烧白云石，促进前期渣的形成，提高脱磷效率；在进入冶炼中期前，同样采用逐级降低枪位的方式，氧步达15％左右时，适量压枪，氧步达20％左右时，继续压枪，与此同时加入剩余石灰和少量矿石；氧步达40％左右时，继续压枪进行快速脱碳，为保证化渣的持续进行以及炉渣的稳定升温，分批次，小批量加入矿石。当氧步达到90％左右时，压枪至最低枪位，降低渣中FeO含量，减少铁损。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明基于数学中的“微分”思想，将成分波动较大的铁水进行分类，落在同一类别的铁水可看作是稳定的，并采用同一吹炼模式，可实现转炉的平稳吹炼，有效减少渣料消耗，同时避免了铁水波动大导致的吹炼事故。

(2)本发明采用多模式冶炼方法，能减小因铁水成分和温度波动造成的生产不稳定，不仅能在一定程度上提升脱磷效果，还可以减少物料消耗，降低产渣量，缩短冶炼周期，具备更好的冶金效果。

附图说明

图1为转炉多模式冶炼流程示意图

图2为基于铁质成渣路线的控制设计；

图3为吹炼模式1枪位控制图；

图4为吹炼模式2枪位控制图；

图5为吹炼模式3枪位控制图；

图6为吹炼模式4枪位控制图；

图7为吹炼模式5枪位控制图；

图8为吹炼模式6枪位控制图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施进行详细描述。

本发明的具体实施例中基于铁水分级的多模式冶炼方法如图1所示，针对 120t转炉，其铁水分级与模式划分包括以下几部分：

(1)分级指标的选取

为了确定铁水分级指标，调研了某钢厂的铁水信息，发现炼铁厂铁水成分不测碳，故对炼钢厂来说到站铁水碳含量未知，因此铁水碳含量暂不作为铁水分级指标。本实施方案统计了该厂终点P≤0.025％的不同钢种共计27526炉铁水信息，其中该厂铁水S含量很低，其含量皆小于0.04％，对冶炼影响较小，因此铁水S不作为分级指标。铁水Mn含量主要分布在0.1～0.2％，其含量比较小并且波动性小，因此也不作为铁水分级的指标。铁水P含量波动范围是 0.05％～0.26％，但整体分布相对集中，主要集中在0.1～0.16％，占总炉次的85.63％，平均铁水P含量为0.12％。铁水Si含量的波动范围是0.1～1.1％，波动范围较大。平均铁水Si含量为0.41％，铁水Si含量大于0.8％的炉次很少出现，一般分布在0.1～0.8％。铁水温度波动范围是1200℃～1460℃，温度跨度达 260℃。平均铁水温度为1360℃，铁水温度主要分布在1300～1440℃。综上所述，铁水P含量比较稳定，铁水Si和铁水温度存在较大波动性，本实施方案确定铁水Si和铁水温度作为铁水分级指标。

(2)铁水分级计算

①渣量的计算

基于磷平衡原理确定渣量，通过对炉内磷元素流动途径的研究得知，转炉内部的磷主要来自铁水和废钢等金属料，约占总磷量的98.55％，其模型参数如表2所示：

表2模型参数表

钢水量计算

式中w_shou表示钢水的收得率，经验取值90％。

根据磷平衡原理，进入渣中的磷的质量计算公式为：

炉渣总质量

式中，w_SP表示渣中磷元素的质量百分数，根据数据统计，取值2.18％，W_slag表示炉渣质量。

②铁水含Si量

采集1005炉现场炉渣成分数据，统计得到M＝60％，碱度R＝3

联立(13)和(14)，可得：

渣中SiO₂质量为

渣中Si元素的质量为

铁水中的Si的质量百分数为

根据计算公式可得Si/P曲线，当铁水P含量在0.1％～0.16％范围内，与之对应Si含量应控制在0.2911％～0.4835％。综合其他确定的指标对铁水进行分类。基于上述讨论，本研究根据铁水Si含量将铁水分为三级：0.3≤wSi≤0.5 为中Si铁水、wSi＞0.5％为高Si铁水，wSi＜0.3％为低Si铁水。

针对铁水温度，在铁水Si含量一定的情况下越高越好，因为温度越高铁水热量越充足，可通过提高废钢比调节炉内热量，既可减少渣料消耗，实现少渣炼钢，还可提高冶炼节奏。根据调研，该厂铁水平均温度是1360℃。因此，将温度大于1360℃的铁水定义为高温铁水，将温度小于等于1360℃的铁水定义为低温铁水，基于铁水Si和铁水T将铁水分为6类。

(3)合理枪位

该120t转炉采用五孔氧枪，氧枪喷头出口直径为49mm，则该氧枪的最低枪位、基本枪位和最高枪位的计算过程如下：

最低枪位：L₁＝30×49＝1470mm

基本枪位：L₂＝35×49＝1715mm

最高枪位：L₃＝40×49＝1960mm

(4)基于快速化渣的枪位、加料设计

渣中FeO对脱磷和成渣具有非常重要的影响。在吹炼过程中，FeO的控制手段有两种，一是枪位的控制，二是加入含铁氧化物。基于快速成渣吹炼模式设计如图1，点火时枪位降至1.5m左右，形成酸性初渣，氧步达到10％左右提高枪位至1.8～1.95m，增加渣中FeO，同时加入第一批造渣料。氧步达到 30％时，加入第二批造渣料，即剩余石灰和部分含铁氧化物。进入冶炼中期后，控制枪位1.5～1.7m，此时脱碳快速进行，温度快速增长，渣中FeO降低，小批量加入铁矿石等含铁氧化物质。当吹炼末期，脱碳速率降低，进行压枪操作，减少铁损，均匀钢水成分和温度。

(5)基于铁水分级的多模式冶炼

①模式1：低Si低温铁水

因采用留渣操作，钢液覆盖有炉渣，铁水温度较低，故开吹枪位为1.5m 左右，进行点火和快速提温；氧步达到10％左右时，枪位提至1.6m左右，同时加入第一批造渣料，即1/2石灰，全部轻烧白云石；氧步达到20％左右时，枪位提至1.8m左右进行吹炼，因为铁水Si含量较少，前提Si氧化期较短，较早进入脱碳期，为了防止脱碳速度过快和促进化渣，提高枪位进行吹炼。为了保证头批料化透，延长二批料的加入时间，氧步达到30％左右时，加入第二批造渣料，即剩余石灰；氧步达到40％时，再提高枪位至1.9m进行吹炼，继续化渣。为了保证炉温稳定上升，在快速脱碳期分批次，小批量的加入矿石。进入吹炼后期，脱碳速率减弱，枪位降至1.7m左右，加强熔池搅拌，促进脱碳。氧步达90％时，压枪至1.4m左右进行搅拌熔池，降低炉渣氧化性。

②模式2：低Si高温

因为炉内热量相对充足，开吹枪位1.8m左右，迅速形成氧化性较高的初渣。氧步10％左右时，加入头批料，即2/3石灰，全部白云石，促进化渣；因为铁水Si含量低，脱Si期时间短，为防止进入脱碳期时产生爆发性喷溅，在氧步达20左右％时，降低枪位至1.5m左右，降低渣中FeO含量，搅拌熔池。氧步达30％左右时，加入二批造渣料，即剩余石灰；氧步达40％左右时，提高枪位至1.7m左右，继续脱碳反应。进入吹炼后期，脱碳速率减慢，枪位降至1.6m左右。氧步达到90％左右时，进行压枪操作，降低枪位至1.4m左右，降低渣中FeO含量，降低铁损。

③模式3：中Si低温铁水

因铁水温度较低，开吹枪位1.5m，快速提升熔池温度，为氧步达到10％左右时，迅速提至1.9m左右，提高渣中FeO含量，同时加入头批料，即3/5 石灰，全部白云石；氧步达20％左右时，枪位降至1.8m，氧步达25％左右时枪位降至1.7m左右，同时加入第二批造渣料，即剩余石灰。当氧步达40％左右时，继续压低枪位至1.6m，进行快速脱碳，为了稳定炉温，保证炉渣氧化性，分批次，小批量加入矿石。当氧步达到90％，继续压低枪位至1.4m左右，降低渣中FeO含量，减少铁损。

④模式4：中Si高温铁水

因为前期炉内热量充足，开吹枪位1.9m，提高炉渣氧化性，促进化渣；点火成功后加入头批料，即2/3石灰，全部轻烧白云石，形成具备一定碱度的初渣；氧步达20％左右时，枪位降至1.8m；氧步达25％左右时枪位降至1.7m 左右，同时加入第二批造渣料，即剩余石灰和少量矿石；在氧步达40％左右时，枪位降至1.6m左右进行快速脱碳，为保证化渣的持续进行以及炉渣的稳定升温，分批次，小批量加入铁矿石等冷却剂。氧步90％左右时，压枪至1.4左右，降低渣中FeO含量，减少铁损。

⑤模式5：高Si低温铁水

开吹时采用低枪位，枪位降至1.5m左右，促进快速升温；因为高Si铁水渣量大导致化渣压力大，氧步达到10％时，迅速提高枪位至1.9m左右，同时加入头批料，即2/3石灰，全部轻烧白云石，促进化渣；氧步达15％左右时，降低枪位至1.8m左右，氧步达20％左右时枪位降至1.7m左右，同时加入第二批造渣料，即剩余石灰，逐级降低枪位是为了降低渣中FeO含量，防止因脱碳速率加快，产生爆发性喷溅；氧步达40％左右时，压枪至1.6m左右，进行快速脱碳，为稳定炉温，保证渣中具备一定的FeO含量，分批次，小批量加入矿石，调节炉温。当氧步达到90％左右，压枪至1.4m左右，降低渣中FeO 含量，减少铁损。

⑥模式6：高Si高温铁水

吹炼前期炉内热量充足，开吹枪位1.9m左右，提高渣中FeO含量；点火成功后加入头批料，2/3石灰，全部白云石，促进前期渣的形成，提高脱磷效率；在进入冶炼中期前，同样采用逐级降低枪位的方式，氧步达15％左右时，枪位降至1.8m左右，氧步达20％左右时，枪位降至1.7m左右加入第二批造渣料，即剩余石灰和少量矿石；氧步达40％左右时，枪位降至1.6m进行快速脱碳，为保证化渣的持续进行以及炉渣的稳定升温，分批次，小批量加入矿石。当氧步达到90％左右，压枪至1.4m左右，降低渣中FeO含量，减少铁损。

(6)应用效果

为了体现基于铁水分级制度的转炉多模式冶炼方法的冶炼效果，针对P≤0.025％的钢种进行多炉工业试验，本发明选取了10炉正常生产的炉次，还统计了8炉采用多模式冶炼方案的试验炉次，其铁水数据如表3所示：

表3炉次铁水成分

如表3所示1-10炉为钢厂正常生产的数据，11-18炉为采用多模式冶炼方案后的数据，为体现多模式冶炼方案的工业效果，将正常生产炉次与采用多模式冶炼炉次的冶炼效果进行比较，其结果表4所示：

表4对比炉次基本数据

据表4可知，正常冶炼炉次的平均终点P含量为0.021％，采用多模式冶炼炉次的终点P含量为0.0154％；正常冶炼炉次的平均脱磷率83.76％，采用多模式冶炼炉次的平均脱磷率为87.325％；正常冶炼炉次的吨钢石灰耗量为 31.35kg/t，采用多模式冶炼炉次的吨钢石灰耗量为28.18kg/t；正常冶炼炉次的平均产渣量为12.02t，采用多模式冶炼炉次的平均产渣量为11.73t；正常冶炼炉次的平均冶炼周期为36.25min，采用多模式冶炼炉次的平均冶炼周期为 29.25min。综合分析可知，采用多模式冶炼方案的炉次具备更好的冶金效果，不仅能在一定程度上提升脱磷效果，还可以减少物料消耗，保证吹炼节奏和提高吹炼的平稳度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选择铁水分级指标，制定铁水分级制度；

(2)针对不同级别的铁水，设计匹配吹炼模式；

(3)装料前，获取铁水分级指标对应的参数，选择与之对应的吹炼模式，进行枪位控制和加料控制；

(4)提枪完成冶炼后，出钢。

2.根据权利要求1所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：所述步骤(1)中的铁水分级指标包括C、Si、Mn、P、S的含量和铁水温度中的一种或多种，优选C、Si、Mn的含量和铁水温度中的一种或多种，更优选铁水Si含量和铁水温度。

3.根据权利要求2所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：所述铁水Si含量的分级制度是根据计算得到Si/P曲线，确定铁水P含量在P₁％～P₂％范围内，通过模型计算出对应的Si含量Si₁％～Si₂％；当铁水Si含量小于Si₁％定义为低Si铁水，铁水Si含量处于Si₁％～Si₂％的定义为中Si铁水，铁水Si含量大于Si₂的铁水定义为高Si铁水。

4.根据权利要求2所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：铁水温度的划分以统计炉次的平均温度T为线，其中温度≤T的铁水被定义为低温铁水，温度>T的铁水被定义为高温铁水。

5.根据权利要求2所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：根据铁水Si含量和铁水温度将铁水分为低Si低温、低Si高温、中Si低温、中Si高温、高Si高温和高Si高温6个级别。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：所述枪位控制的最低枪位为L＝30×D_出，基本枪位为L＝35×D_出，最高枪位为L＝40×D_出，其中介于最低枪位和基本枪位之间的范围被定义为低枪位范围，介于基本枪位和最高枪位之间的范围被定义为高枪位范围，压枪枪位被定为比最低枪位还要低100～200mm，D_出为氧枪喷头出口直径。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：所述吹炼模式为点火时采用低枪位，形成初渣之后提高枪位，增加渣中FeO，同时加入第一批造渣料；进入冶炼中期前，加入第二批造渣料；进入冶炼中期后，采用低枪位，小批量加入铁矿石含铁氧化物质；吹炼末期，进行压枪操作，降低渣中FeO含量，减少铁损，同时均匀钢水成分和温度。

8.根据权利要求5所述的一种基于铁水分级制度的多模式冶炼方法，其特征在于：

低Si低温铁水枪位模式：低-高-低+留渣操作，留渣30％～50％，造渣料的加入主要分两个阶段，第一批造渣料包括1/2左右的石灰，全部轻烧白云石，在冶炼前期加入，第二批造渣料即剩余石灰，在进入冶炼中期时加入；

低Si高温铁水枪位模式：高-低-高-低，造渣料主要分两个阶段加入，第一批造渣料，包括1/2左右的石灰，全部轻烧白云石，在冶炼前期加入，第二批造渣料即剩余石灰，在吹炼前期末加入；

中Si低温铁水枪位模式：低-高-低，造渣料主要分三个阶段加入，在开吹后1min左右加入头批料，即3/5石灰，全部白云石；第二批造渣料，即剩余石灰，在冶炼前期采用高枪位吹炼时加入；在快速脱碳期分批次，小批量加入矿石，完成第三阶段的加料；

中Si高温铁水枪位模式：高-低-低，造渣料主要分三个阶段加入，开吹加入头批料，包括2/3石灰，全部轻烧白云石；进入冶炼中期前加入第二批造渣料，即剩余石灰和少量矿石；在冶炼中期进行第三阶段的加料，分批次，小批量加入铁矿石等含铁物料；

高Si低温铁水枪位模式：低-高-低，造渣料主要分三个阶段加入，头批造渣料在开吹1min左右加入，包括2/3左右的石灰，全部轻烧白云石；第二批料在冶炼前期结束前加入，即剩余石灰；进入快速脱碳中后期，分批次，小批量加入矿石，完成第三阶段的加料；

高Si高温铁水枪位模式：高-低-低，造渣料主要分三个阶段加入，开吹即加入头批料，2/3石灰，全部白云石；在进入冶炼中期之前，同样采用逐级降低枪位的方式，在此过程中加入第二批造渣料，即剩余石灰和部分矿石；进入快速脱碳期后，分批次，小批量加入矿石，完成第三阶段的加料。

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