CN114480777A - 一种转炉通过双渣法实现82b高碳出钢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法，首先优化留渣量，前一炉出钢结束后，在炉渣较稀的情况下先倒出炉内1/3的炉渣，缩短溅渣时间、减少溅渣过程中调渣料的加入量，溅渣结束后不再倒渣；在第一次造渣过程中，不加入活性石灰，加入的物料主要有污泥球团、转炉尾渣和少部分的石灰石，在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加0.2m³/t·min，采取向炉内加入污泥球团，前期碱度控制在1.1～1.5，倒渣前采用氮气对炉内进行吹扫，减弱炉渣的泡沫化，确保第一次倒渣量在70%以上；在第一次造渣料加入前，采用预熔的转炉尾渣和含氧化铁较高的球团作为冷却剂，将第一次倒炉的目标温度控制在1400～1450℃，转炉终渣碱度按照2.6～2.8控制。

Description

一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法

技术领域

本发明涉及一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法。

背景技术

随着市场用户端对于钢材质量的要求提高，也促使钢铁企业不断的优化工艺流程，以获得高质量的钢材产品。82B作为一种高质量线材，为了获得高质量线材，要求铸坯夹杂物少、夹杂物粒径小、中心碳偏析小、表面质量好。某钢企自82B钢种开发以来，一直努力通过转炉双渣工艺调整来提高转炉终点碳含量，降低钢液中的氧氮含量，获得纯净度较高的钢水。由于缺乏对于转炉“双渣法”的理论研究与实践，虽然150t转炉一直采取“高拉补吹”方式进行终点留碳操作，但受制于双渣过程中脱磷率偏低的影响，转炉终点碳含量的控制维持在0.08～0.20%，炉内自由氧在200～400ppm。由于转炉出钢终点的碳含量偏低，导致出钢过程中需要加入大量的增碳剂（碳锰球、碳粉）和脱氧合金，钢水到达LF工序后成分碳不够均匀，钢水需要进行长时间的处理，延长了精炼周期，使得炉机节奏难以匹配，方坯的恒拉速率难以保证的同时增加了夹杂物产生的风险，恶化了产品质量。

检索文献：检索发现有《纯净钢及其生产技术》、《转炉炼钢生产》、《120 吨转炉双联炼钢工艺脱磷试验研究》等期刊提到通过转炉高碳出钢，降低钢水氧性，提高钢水纯净度，其主要涉及理论研究。

某钢企第一炼钢厂投产于2014年，建有150t顶底复吹转炉一座，150tLF精炼炉一座，150mm×150mm小方坯（10机10流）连铸机一台。炼钢具体的工艺流程为：铁水倒罐站—KR脱硫站—转炉—LF精炼炉—方坯连铸机。生产的82B化学成分如表1所示。

炼铁分公司拥有2500m3高炉三座，COREX-3000一座，日供给铁水量在18000～20000t。第一炼钢分厂150t产线毗邻COREX-3000，出于物流及成本管控角度出发，150t产线的铁水主要来自COREX-3000。COREX作为新型的非焦煤炼铁技术，其铁水成分与传统高炉有着较大的差异，尤其是在铁水的硅含量上。

从表2铁水成分可以看出，150t转炉所使用的铁水硅含量较传统高炉铁水的硅含量要高出2～3倍，其中铁水硅≥0.70%的比例占到60%以上，铁水温度高出50℃。由于入炉铁水温度高硅高，冶炼前期熔池升温较快，不利于转炉前期的脱磷控制。另一方面，冶炼铁水硅高后容易造成喷溅和炉口溢渣，造成渣料和金属损耗，稀释了炉渣碱度，给82B的终点控制带来了较大难度。因此，82B钢种要实现转炉终点的高拉碳，必须进行“双渣法”的工艺研究。

转炉“双渣法”主要用于冶炼高硅、高磷铁水或进行低磷钢的生产。对于82B的冶炼来说，转炉终点高拉碳实现的前提就是在冶炼前期将磷尽可能的去除，同时将炉内钢渣倒出，在冶炼过程中再次进行造渣，达到“单渣法”大渣量脱磷的目的，其根本就是利用了脱磷与温度的基本原理。

由（2）式可知，温度对脱磷反应的影响非常显著，当温度由1680℃降低至1350℃时，脱磷反应平衡常数可大幅度增加6个数量级。少渣冶炼的基本原理便是利用了转炉冶炼前期温度低这一有利于脱磷反应的热力学条件，将上炉终渣用于下炉吹炼初期脱磷，并在温度上升至对脱磷不利之前，将炉渣部分倒出，然后再加入少量渣料造渣进行第二阶段吹炼进一步脱磷。上一炉的终渣之所以能够用于下一炉的前期脱磷，是由于上一炉终渣在高温下的脱磷能力低，以致渣中含磷量远低于前期低温时的平衡值，且含有大量的氧化铁，从而在下一炉吹炼初期低温下有较高的脱磷能力。在操作上，当下一炉温度上升至对脱磷不利之前，将炉渣部分倒出，等于倒出了一部分磷，再加入渣料造渣进行第二阶段吹炼到终点，炉内的磷远远少于原有的量。

在“双渣法”冶炼过程中，脱磷与第一次造渣、第二次造渣的碱度有关。不同温度下炉渣中微区磷含量的最高点与Ca含量的关系不同，前期低温渣中，微区里磷含量的最高点在Ca=15%的附近，而终点渣中，微区里磷含量的最高点在Ca=35%的附近。可见前期渣必须要把渣碱度减低到1.5左右才可能最大程度地吸收铁水中的磷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法，可以实现高拉碳出钢后，连铸铸坯中全氧含量较原工艺降低，氮含量较原工艺降低，改善82B钢种的产品质量。

为了实现转炉82B终点的高拉碳工艺，转炉在双渣工艺上进行了调整，一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法，工艺步骤如下：首先就是优化留渣量，前一炉出钢结束后，在炉渣较稀的情况下先倒出炉内1/3的炉渣，缩短溅渣时间、减少溅渣过程中调渣料的加入量，溅渣结束后不再倒渣；在第一次造渣过程中，不加入活性石灰，加入的物料主要有污泥球团、转炉尾渣和少部分的石灰石，在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加0.2m³/t·min，采取向炉内加入污泥球团，前期碱度控制在1.1～1.5，倒渣前采用氮气对炉内进行吹扫，减弱炉渣的泡沫化，确保第一次倒渣量在70%以上；

在第一次造渣料加入前，采用预熔的转炉尾渣和含氧化铁较高的球团作为冷却剂，将第一次倒炉的目标温度控制在1400～1450℃，82B第一次倒渣温度命中率达到80%以上；转炉终渣碱度按照2.6～2.8控制。

通过第一造渣的工艺优化，前期脱磷率由41.8%提高至65.5%，为82B终点磷、碳的控制提供了有力保障。在第一次倒炉脱磷效果得到保证后，转炉通过高拉补吹的方式实现高拉碳出钢。为了保证出钢前的终点温度，转炉终渣碱度按照2.6～2.8控制。通过不断的数据累计，发现了最佳的一倒碳含量与温度。当一次倒炉温度控制在1560～1580℃时，一倒的[C]含量可以达到0.55%～0.65%，即使碱度在2.6～2.8，此时一倒的[P]含量仍可保持在0.025%～0.035%。

与现有技术相比，本发明主要应用于冶炼高硅铁水（Si≥0.80%），通过转炉-LF精炼炉-方坯连铸生产82B以及一系列中高碳钢种。通过转炉“双渣法”工艺，实现转炉终点[C]≥0.25%以上，转炉终点碳氧积0.0018%以内。通过转炉高拉碳出钢，一方面，出钢炉内的氧含量降低，炉后脱氧合金加入量减少，钢水脱氧产物减少。另一方面，转炉脱氧合金化合金减少后可减弱合金增氮，钢水到达LF炉的初始碳含量提高，钢水成分均匀，LF炉调整碳含量和送电时间缩短15～20%，减少了LF炉钢水的裸露吸氮，同时在保证节奏的情况下可延长LF钢包吹氩时间5～8min，又促进了氧化夹杂物的上浮。实现高拉碳出钢后，连铸铸坯中全氧含量较原工艺降低32.2%，氮含量较原工艺降低15.8%，改善了82B钢种的产品质量。

具体实施方式

一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法，工艺步骤如下：首先就是优化留渣量，前一炉出钢结束后，在炉渣较稀的情况下先倒出炉内1/3的炉渣，缩短溅渣时间、减少溅渣过程中调渣料的加入量，溅渣结束后不再倒渣；在第一次造渣过程中，不加入活性石灰，加入的物料主要有污泥球团、转炉尾渣和少部分的石灰石，在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加0.2m³/t·min，采取向炉内加入污泥球团，前期碱度控制在1.1～1.5，倒渣前采用氮气对炉内进行吹扫，减弱炉渣的泡沫化，确保第一次倒渣量在70%以上；

在第一次造渣料加入前，采用预熔的转炉尾渣和含氧化铁较高的球团作为冷却剂，将第一次倒炉的目标温度控制在1400～1450℃，82B第一次倒渣温度命中率达到80%以上；转炉终渣碱度按照2.6～2.8控制。

Claims (1)

1.一种转炉通过双渣法实现82B高碳出钢的方法，其特征在于工艺步骤如下：首先优化留渣量，前一炉出钢结束后，在炉渣较稀的情况下先倒出炉内1/3的炉渣，缩短溅渣时间、减少溅渣过程中调渣料的加入量，溅渣结束后不再倒渣；在第一次造渣过程中，不加入活性石灰，加入的物料主要有污泥球团、转炉尾渣和少部分的石灰石，在供氧制度上，采取大流量控制，供氧强度增加0.2m³/t·min，采取向炉内加入污泥球团，前期碱度控制在1.1～1.5，倒渣前采用氮气对炉内进行吹扫，减弱炉渣的泡沫化，确保第一次倒渣量在70%以上；

在第一次造渣料加入前，采用预熔的转炉尾渣和含氧化铁较高的球团作为冷却剂，将第一次倒炉的目标温度控制在1400～1450℃，82B第一次倒渣温度命中率达到80%以上；转炉终渣碱度按照2.6～2.8控制。