CN114686641A - 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法 - Google Patents

一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114686641A
CN114686641A CN202011580383.6A CN202011580383A CN114686641A CN 114686641 A CN114686641 A CN 114686641A CN 202011580383 A CN202011580383 A CN 202011580383A CN 114686641 A CN114686641 A CN 114686641A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blowing
oxygen
argon
purification
molten iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011580383.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114686641B (zh
Inventor
白佳鑫
白鹏十翰
董瀚
韦习成
郑少波
李建民
郝建锋
于华财
王俊鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei Longfeng Shan Casting Industry Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Hebei Longfeng Shan Casting Industry Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei Longfeng Shan Casting Industry Co ltd, University of Shanghai for Science and Technology filed Critical Hebei Longfeng Shan Casting Industry Co ltd
Priority to CN202011580383.6A priority Critical patent/CN114686641B/zh
Publication of CN114686641A publication Critical patent/CN114686641A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114686641B publication Critical patent/CN114686641B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30Regulating or controlling the blowing
    • C21C5/35Blowing from above and through the bath
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4606Lances or injectors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/068Decarburising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium

Abstract

一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法,所述顶底侧多点吹氧提纯转炉简称为DP‑COB提纯炉,基于本发明人在火法4N级高纯铁研发项目中对铁水进行全铁法火法提纯的深刻理解,以及强热力学和强动力学原理,合理构思出多点强氧化、多点强搅拌和通过炉体侧部喷粉既进行造渣又调节温度等综合手段以在同一个提纯炉中分别实现低温提纯和高温提纯脱碳的功能,有利于深度去除非铁杂质元素,加快氧化去除反应趋近平衡时间,助力火法4N级高纯铁的工业化量产。

Description

一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法
技术领域
本发明涉及铁水火法提纯冶炼技术,特别是一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法,所述顶底侧多点吹氧提纯转炉简称为DP-COB提纯炉,基于本发明人在火法4N级高纯铁研发项目中对铁水进行全铁法火法提纯的深刻理解,以及强热力学和强动力学原理,合理构思出多点强氧化、多点强搅拌和通过炉体侧部喷粉既进行造渣又调节温度等综合手段以在同一个提纯炉中分别实现低温提纯和高温提纯脱碳的功能,有利于深度去除非铁杂质元素,加快氧化去除反应趋近平衡时间,助力火法4N级高纯铁的工业化量产。
背景技术
铁水火法提纯是纯铁生产工艺流程中的重要环节,通常是在铁水预处理后采用转炉冶炼,例如,采用顶底复吹转炉对铁水进行氧化提纯。顶底复吹转炉的结构包括炉体顶部的炉口,炉口设置有顶部吹氧枪,顶部吹氧枪向转炉熔池液面(铁液液面)吹入氧气,炉体底部设置有底枪或底吹透气元件,底枪或底吹透气元件从转炉熔池底面向熔池内吹入氩气(或氮气、二氧化碳气等)对熔池进行搅拌,改善熔池的搅拌效果,同时从高位料仓向炉内加入石灰、白云石等造渣,完成转炉对铁水提纯冶炼。铁水提纯冶炼针对不同类的非铁元素需要采用不同的温度设置,例如,脱磷、脱锰、脱硅,需要设置较低的温度,而脱碳等就需要设置较高的温度。为了对铁水进行脱磷、脱锰、脱硅的深度提纯,有的采用加入大量的废钢和冷料控制炉内温度以在相对低的温度下冶炼,有的采用双联法(用两座转炉联合作业,一座脱磷,另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳),有的采用双渣法冶炼。采用这些方法就是为了达到提纯铁水去除非铁元素的目的,即在较低的温度下和合适的碱度下,进行脱硅、脱锰、脱磷,去除顶渣后,再进行升温脱碳,以便去除所有非铁元素,实现纯铁的火法生产。但是,本发明人发现,采用现有的顶底复吹转炉用于铁水的提纯冶炼,铁水中的硅、锰、磷、铬等元素虽然可进行一定的去除,但达不到深度提纯的效果。本发明人认为,如要达到深度氧化提纯的效果,则需要针对影响非铁元素氧化的热力学和动力学因素,创造出更为有利的条件来实现。有鉴于此,本发明人完成了本发明。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足,提供一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法,所述顶底侧多点吹氧提纯转炉简称为DP-COB提纯炉,基于本发明人在火法4N级高纯铁研发项目中对铁水进行全铁法火法提纯的深刻理解,以及强热力学和强动力学原理,合理构思出多点强氧化、多点强搅拌和通过炉体侧部喷粉既进行造渣又调节温度等综合手段以在同一个提纯炉中分别实现低温提纯和高温提纯脱碳的功能,有利于深度去除非铁杂质元素,加快氧化去除反应趋近平衡时间,助力火法4N级高纯铁的工业化量产。
本发明的技术解决方案如下:
一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,包括从转炉的顶部、底部和侧部分别向炉内吹氧以对铁水进行多点氧化提纯的吹氧装置,从转炉的底部和侧部分别向炉内吹氩以对铁水进行多点搅拌的吹氩装置,从转炉的侧部向炉内喷粉以对铁水进行造渣和调温的喷粉装置,所述喷粉装置具有均位于铁液液面与熔池底部之间且喷射方向交叉的多个喷射口。
一种利用上述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,利用吹氧装置从顶部和底部向铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,获得排渣后的铁水,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;
步骤2,将排渣后的铁水兑回转炉熔池内,使用吹氧装置从顶部、底部和侧部向排渣后的铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,包括顶部设置有炉口的炉体,所述炉口设置有顶部吹氧枪,所述顶部吹氧枪的吹氧端口位于所述炉口与所述炉体内的铁液液面之间,所述炉体底部设置有从熔池底部向炉内吹气的底部氩氧双吹枪阵列,所述炉体侧部设置有位于所述铁液液面与所述熔池底部之间的侧部喷吹组合枪,所述侧部喷吹组合枪包括侧部氩气喷粉枪和侧部氩氧双吹枪。
所述底部氩氧双吹枪和所述侧部氩氧双吹枪均为环形吹氩口环绕中心吹氧口的双层结构。
所述底部氩氧双吹枪阵列中包括4支底部氩氧双吹枪,每支底部氩氧双吹枪均垂直于所述炉体底部。
所述顶部吹氧枪垂直于所述炉口。
所述侧部氩气喷粉枪和侧部氩氧双吹枪均垂直于所述炉体的侧壁。
所述侧部喷吹组合枪包括1支侧部氩氧双吹枪和2支侧部氩气喷粉枪,所述1支侧部氩氧双吹枪位于所述2支侧部氩气喷粉枪之间。
所述侧部氩气喷粉枪向炉内喷射由氩气裹挟的粉料,所述粉料为以下物质的一种或多种的组合:氧化铁矿粉,石灰石粉,石灰粉。
所述炉体为瓶状钢壳结构。
所述炉体内腔表面具有内衬耐火层。
一种利用上述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,使用顶部吹氧枪向铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;
步骤2,使用顶部吹氧枪向排渣后的铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
本发明技术效果如下:本发明一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法,能够通过多点强氧化、多点强搅拌和通过炉体侧部喷粉既进行造渣又调节温度等综合手段以在同一个提纯炉中分别实现低温提纯和高温提纯脱碳的功能,有利于深度去除非铁杂质元素,加快氧化去除反应趋近平衡时间,助力火法4N级高纯铁的工业化量产。
本发明与现有技术中的顶底复吹转炉相比具有以下特点:
①能够更好地用作铁水深度提纯生产高纯铁的氧化提纯炉。
②有利实现全铁法提纯冶炼,无需加入大量的废钢等冷料以控制炉内温度,这就避免了因加入废钢而将一些不易去除的非铁类金属元素带入到铁水中,如Cr、Ni、Cu等。
③对熔池喷吹氧化铁矿粉、石灰石粉等生料,不但对熔池的搅拌和快速降温利于低温脱磷、脱锰、脱硅等,而且还可降低造渣料的消耗,节约生产成本。
④多方向搅拌、多点吹氧以氧化提纯,可实现深度提纯去除非铁杂质元素,提高氧化去除反应趋近平衡时间,提高提纯冶炼效果。
⑤提纯冶炼平稳,减少冶炼过程喷溅发生次数,降低含铁料损失。
根据本发明顶底侧多点吹氧提纯转炉与现有技术中的顶底复吹转炉的同步试验验证,本发明顶底侧多点吹氧提纯转炉冶炼得到的铁水中常规残存杂质元素含量比顶底复吹转炉低100%,甚至更低。具体见以下试验结果。
本发明顶底侧多点吹氧提纯转炉(100吨)对铁水提纯冶炼后部分残存元素含量wt%如下:Si=0.001,Mn=0.0008,P=0.002,Ti=0.0009,Cr=0.001。
顶底复吹转炉(100吨)对铁水提纯冶炼后部分残存元素含量wt%如下:Si=0.002,Mn=0.02,P=0.008,Ti=0.002,Cr=0.005。
附图说明
图1是实施本发明一种顶底侧多点吹氧提纯转炉的结构示意图。
图2是图1的A-A方向俯视结构示意图。
附图标记列示如下:1-炉体;2-炉口;3-顶部吹氧枪;4-铁液液面;5-侧部喷吹组合枪;6-底部氩氧双吹枪阵列;7-第一侧部氩气喷粉枪;8-第二侧部氩氧双吹枪;9-第三侧部氩气喷粉枪;10-熔池底部。
具体实施方式
下面结合附图(图1-图2)和实施例对本发明进行说明。
图1是实施本发明一种顶底侧多点吹氧提纯转炉的结构示意图。图2是图1的A-A方向俯视结构示意图。参考图1至图2所示,一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,包括从转炉的顶部、底部和侧部分别向炉内吹氧以对铁水进行多点氧化提纯的吹氧装置,从转炉的底部和侧部分别向炉内吹氩以对铁水进行多点搅拌的吹氩装置,从转炉的侧部向炉内喷粉以对铁水进行造渣和调温的喷粉装置,所述喷粉装置具有均位于铁液液面与熔池底部之间且喷射方向交叉的多个喷射口。一种利用上述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,包括以下步骤:步骤1,利用吹氧装置从顶部和底部向铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,获得排渣后的铁水,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;步骤2,将排渣后的铁水兑回转炉熔池内,使用吹氧装置从顶部、底部和侧部向排渣后的铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,包括顶部设置有炉口2的炉体1,所述炉口2设置有顶部吹氧枪3,所述顶部吹氧枪3的吹氧端口位于所述炉口2与所述炉体内的铁液液面4之间,所述炉体底部设置有从熔池底部10向炉内吹气的底部氩氧双吹枪阵列6(例如,按照矩形排列的4支底部氩氧双吹枪),所述炉体侧部设置有位于所述铁液液面4与所述熔池底部10之间的侧部喷吹组合枪5,所述侧部喷吹组合枪5包括侧部氩气喷粉枪(例如,第一侧部氩气喷粉枪7和第三侧部氩气喷粉枪9)和侧部氩氧双吹枪(例如,第二侧部氩氧双吹枪8)。所述底部氩氧双吹枪和所述侧部氩氧双吹枪均为环形吹氩口环绕中心吹氧口的双层结构。所述底部氩氧双吹枪阵列6中包括4支底部氩氧双吹枪,每支底部氩氧双吹枪均垂直于所述炉体底部。所述顶部吹氧枪3垂直于所述炉口2。所述侧部氩气喷粉枪(例如,第一侧部氩气喷粉枪7和第三侧部氩气喷粉枪9)和侧部氩氧双吹枪(例如,第二侧部氩氧双吹枪8)均垂直于所述炉体的侧壁。所述侧部喷吹组合枪5包括1支侧部氩氧双吹枪和2支侧部氩气喷粉枪,所述1支侧部氩氧双吹枪位于所述2支侧部氩气喷粉枪之间。所述侧部氩气喷粉枪向炉内喷射由氩气裹挟的粉料,所述粉料为以下物质的一种或多种的组合:氧化铁矿粉,石灰石粉,石灰粉。所述炉体1为瓶状钢壳结构。所述炉体内腔表面具有内衬耐火层。
一种利用上述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,使用顶部吹氧枪向铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;步骤2,使用顶部吹氧枪向排渣后的铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
DP-COB提纯炉的设计,可实现杂质元素的深度提纯去除,其主要特点是:采用多点吹氧强氧化设计,不但加速反应的正方向速率,也缩短了基液的混均时间,促进氧化反应,可有效的去除Si、Mn、P等其它杂质元素。
根据不同元素在不同的温度区域内氧化程度的差异,设计出喷吹枪喷粉调整基液的温度、渣的碱度和氧化性。喷吹石灰石粉+氧化铁粉有很好的温度调节、碱度调节和增加氧量的作用:
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)-吸热,其中s指固态;g指气态;
上式中石灰石的分解,不但可降温,还能增加活性氧化钙量,改善渣的碱度R。
C(s)+FeO(s)=Fe(s)+CO(g)ΔG=1479000-150.2T,其中ΔG指自由能;T指温度;
Fe(s)=Fe(l)-吸热,其中l指液态;s指固态;
上式合并后是吸热反应。气体氧与铁水中的[C]反应是放热反应,气体氧使基液温度升高,而固体氧(FeO)与基液中[C]反应是吸热的,可对基液降温,能抑制碳氧化时温度的快速升高,有利于温度的调节。固体氧(FeO)能在基液内部和表面与杂质元素充分接触,提高反应机率,利于氧化去除。
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]
K=(%MnO)*γMnO/[%Mn]*(%FeO)*γFeO,其中K是反应平衡常数;γ是活度系数;
当基液中Mn的含量较低时,活度可用浓度代替,则Mn在渣与基液间的分配比为LMn=(%MnO)/(%Mn)=K×1/γMnO×αFeO,其中K是反应平衡常数;γ是活度系数;α是活度。
在吹炼初期氧化除Mn时,由于温度相对较低,1380~1480℃,渣中的FeO含量很高,渣的碱度低,R=1.5~2.5,基液中的Mn会迅速氧化进入渣中。喷粉的作用是控制温度和碱度在一个相对长的时间段内,尽可能氧化去除Mn的含量。基液中锰去除完成后立即进行的是磷的去除,1380~1480℃的基液温度同样也利于P的去除。合理控制温度,调整碱度可实现去除Mn和脱P的作用。
DP-COB提纯炉组成参考图1和图2,①DP-COB提纯炉由钢壳与内衬耐材组成,形成一个瓶状的炉体,开口向上,可以前后360度转动;②炉口处设有一氧枪,可对熔池进行吹氧提纯;③炉底部设有2~4支吹氧枪和氩枪,可对熔池进行吹氧氧化提纯和充分搅拌;④提纯炉的侧面,即提纯炉的后大面的中下部布置3支喷吹枪,设置在铁液面下固定位置,与水平方向平行。可对熔池进行吹氧强氧化搅拌、喷粉搅拌、快速降温;⑤提纯炉在顶部、底部和侧部布置的吹氧枪,吹气搅拌枪和喷吹枪可以同时使用,也可以选择性使用,根据不同提纯阶段实现不同的效果而定。
采用DP-COB提纯炉对铁水氧化提纯冶炼生产高纯铁:入炉铁水进行KR搅拌法脱硫处理后,氧化提纯去除的杂质元素均在DP-COB提纯炉内进行氧化提纯。在DP-COB提纯炉采用全铁法冶炼。采用单DP-COB提纯炉实现双联法提纯冶炼,具体方法是先用于铁水脱硅、脱锰、脱磷后,出基液并与渣进行彻底分离(倒净渣),再将基液兑入DP-COB提纯炉内进行提纯降碳氧化提纯去除其它杂质元素的冶炼。底吹除了对熔池的搅拌降低混匀时间外,增加了底吹氧枪,提高氧化提纯效果。DP-COB提纯炉在复吹的基础上增加了侧吹枪和侧喷枪,侧吹氧可实现对提纯基液的强氧化性和强搅拌,侧喷枪向熔池喷吹氧化铁粉和石灰石粉,能对熔池快速降温,满足低温脱磷脱锰要求。
实施例:高炉铁水采用KR铁水预处理脱硫扒渣后入DP-COB提纯炉氧化提纯冶炼;采用全铁法提纯冶炼,不加入废钢以杜绝带入铁水中不易去除的元素,如Cr、Ni、Cu等;使用顶枪脱磷枪吹入氧气,供氧强度按2.8~3.5Nm3/t·h(每小时每吨标立方米)控制,底吹惰性气体和氧气,供气强度按0.08~1.2Nm3/t·h控制,利用顶底复合吹炼,侧吹喷入氧化铁粉和石灰石粉,调整气体配比和喷吹矿粉及石灰石粉调节温度。特别是全铁法提纯时,熔池提温幅度较快,如不及时降温,不利于脱磷脱锰的实现。采用低温提纯,将铁水中的Si、Mn、P、Ti、Cr、V等元素氧化去除至目标;低温氧化提纯结束,需要排渣,去除大部分渣中氧化物。然后进行快速高温脱碳;使用顶枪脱碳枪吹入氧气,底吹惰性气体满足动力学条件,侧枪吹入氧气,侧喷枪喷入石灰石粉,在高温下,调整CO分压,快速将铁水碳等提纯至目标;采用顶、侧、底吹炼,多点强氧化,强动力学、强热力学原理,达到提纯目的。
DP-COB提纯炉与复吹转炉对比:①DP-COB提纯炉适用于对铁水采用全铁法提纯冶炼;②DP-COB提纯炉提纯冶炼过程基本无喷溅,减少金属损失;③DP-COB提纯炉造渣料成本降低。
DP-COB提纯炉可对铁水进行深度提纯,本发明DP-COB提纯炉(规格为100吨)对铁水提纯冶炼后部分残存元素含量wt%如下:Si=0.001,Mn=0.0008,P=0.002,Ti=0.0009,Cr=0.001。同样情形下,顶底复吹转炉(规格为100吨)对铁水提纯冶炼后部分残存元素含量wt%如下:Si=0.002,Mn=0.02,P=0.008,Ti=0.002,Cr=0.005。由此可见,本发明顶底侧多点吹氧提纯转炉冶炼得到的铁水中常规残存杂质元素含量比顶底复吹转炉低100%,甚至更低。也就是说,本发明得到铁水纯度大大提高。而且本发明DP-COB提纯炉进行铁水提纯作业时,提纯冶炼平稳,能够减少冶炼过程喷溅发生次数和降低含铁料损失。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。在此指明,以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造,但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施,均落入本发明创造的保护范围。

Claims (12)

1.一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,包括从转炉的顶部、底部和侧部分别向炉内吹氧以对铁水进行多点氧化提纯的吹氧装置,从转炉的底部和侧部分别向炉内吹氩以对铁水进行多点搅拌的吹氩装置,从转炉的侧部向炉内喷粉以对铁水进行造渣和调温的喷粉装置,所述喷粉装置具有均位于铁液液面与熔池底部之间且喷射方向交叉的多个喷射口。
2.一种利用权利要求1所述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,利用吹氧装置从顶部和底部向铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,获得排渣后的铁水,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;
步骤2,将排渣后的铁水兑回转炉熔池内,使用吹氧装置从顶部、底部和侧部向排渣后的铁水吹入氧气,利用吹氩装置从底部和侧部吹入氩气,利用喷粉装置从侧部喷入石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
3.一种顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,包括顶部设置有炉口的炉体,所述炉口设置有顶部吹氧枪,所述顶部吹氧枪的吹氧端口位于所述炉口与所述炉体内的铁液液面之间,所述炉体底部设置有从熔池底部向炉内吹气的底部氩氧双吹枪阵列,所述炉体侧部设置有位于所述铁液液面与所述熔池底部之间的侧部喷吹组合枪,所述侧部喷吹组合枪包括侧部氩气喷粉枪和侧部氩氧双吹枪。
4.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述底部氩氧双吹枪和所述侧部氩氧双吹枪均为环形吹氩口环绕中心吹氧口的双层结构。
5.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述底部氩氧双吹枪阵列中包括4支底部氩氧双吹枪,每支底部氩氧双吹枪均垂直于所述炉体底部。
6.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述顶部吹氧枪垂直于所述炉口。
7.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述侧部氩气喷粉枪和侧部氩氧双吹枪均垂直于所述炉体的侧壁。
8.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述侧部喷吹组合枪包括1支侧部氩氧双吹枪和2支侧部氩气喷粉枪,所述1支侧部氩氧双吹枪位于所述2支侧部氩气喷粉枪之间。
9.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述侧部氩气喷粉枪向炉内喷射由氩气裹挟的粉料,所述粉料为以下物质的一种或多种的组合:氧化铁矿粉,石灰石粉,石灰粉。
10.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述炉体为瓶状钢壳结构。
11.根据权利要求3所述的顶底侧多点吹氧提纯转炉,其特征在于,所述炉体内腔表面具有内衬耐火层。
12.一种利用上述顶底侧多点吹氧提纯转炉对铁水进行提纯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,使用顶部吹氧枪向铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的氧化铁矿粉、石灰石粉和/或石灰粉以对铁水进行造渣和调温,将铁水保持在较低温度状态进行低温提纯,所述较低温度为1430℃~1480℃,所述低温提纯使铁水中部分非铁元素氧化去除至预设目标后排渣,通过排渣将渣中氧化物排除至炉外,所述部分非铁元素包括Si,Mn,P,Ti,Cr,和V;
步骤2,使用顶部吹氧枪向排渣后的铁水吹入氧气,同时使用底部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩氧双吹枪吹入氩气和氧气,使用侧部氩气喷粉枪喷吹由氩气裹挟的石灰石粉和/或石灰粉,调整炉内CO分压,将铁水保持在较高温度状态进行高温提纯脱碳以获得送入炉外精炼的脱碳铁水,所述较高温度为1580℃~1620℃。
CN202011580383.6A 2020-12-28 2020-12-28 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法 Active CN114686641B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011580383.6A CN114686641B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011580383.6A CN114686641B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114686641A true CN114686641A (zh) 2022-07-01
CN114686641B CN114686641B (zh) 2024-02-09

Family

ID=82129418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011580383.6A Active CN114686641B (zh) 2020-12-28 2020-12-28 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114686641B (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221311A (ja) * 1989-02-21 1990-09-04 Nkk Corp 溶融還元によるステンレス溶鋼の製造方法
JPH08291311A (ja) * 1995-04-19 1996-11-05 Nippon Steel Corp 着熱効率の優れた鋼スクラップの溶解方法
JPH08295915A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Nippon Steel Corp 粒鉄を利用する鋼スクラップの溶解方法
CN1354262A (zh) * 2000-11-16 2002-06-19 承德钢铁集团有限公司 顶侧复吹转炉炼钢方法
CN101074454A (zh) * 2007-04-06 2007-11-21 闫晓峰 氧化法超纯生铁的生产工艺
CN101157962A (zh) * 2007-11-02 2008-04-09 闫晓峰 氧化法超纯生铁的生产工艺
CN101338349A (zh) * 2007-07-03 2009-01-07 东北大学 顶底侧吹转炉炼钢法
US20120060650A1 (en) * 2009-05-15 2012-03-15 Istc Co., Ltd Method for manufacturing molten iron
CN102796841A (zh) * 2012-08-21 2012-11-28 东北大学 一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法
CN214830453U (zh) * 2020-12-28 2021-11-23 河北龙凤山铸业有限公司 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02221311A (ja) * 1989-02-21 1990-09-04 Nkk Corp 溶融還元によるステンレス溶鋼の製造方法
JPH08291311A (ja) * 1995-04-19 1996-11-05 Nippon Steel Corp 着熱効率の優れた鋼スクラップの溶解方法
JPH08295915A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Nippon Steel Corp 粒鉄を利用する鋼スクラップの溶解方法
CN1354262A (zh) * 2000-11-16 2002-06-19 承德钢铁集团有限公司 顶侧复吹转炉炼钢方法
CN101074454A (zh) * 2007-04-06 2007-11-21 闫晓峰 氧化法超纯生铁的生产工艺
CN101338349A (zh) * 2007-07-03 2009-01-07 东北大学 顶底侧吹转炉炼钢法
CN101157962A (zh) * 2007-11-02 2008-04-09 闫晓峰 氧化法超纯生铁的生产工艺
US20120060650A1 (en) * 2009-05-15 2012-03-15 Istc Co., Ltd Method for manufacturing molten iron
CN102796841A (zh) * 2012-08-21 2012-11-28 东北大学 一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法
CN214830453U (zh) * 2020-12-28 2021-11-23 河北龙凤山铸业有限公司 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉

Also Published As

Publication number Publication date
CN114686641B (zh) 2024-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101597669B (zh) 一种在溅渣护炉条件下顶底复吹转炉铁水脱磷的方法
CN109207672A (zh) 一种超低磷钢生产过程中的排渣方法以及超低磷钢的生产方法
CN107365886B (zh) 一种转炉高温脱磷的方法
CN214830453U (zh) 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉
JP2000073112A (ja) 溶銑脱燐方法と低硫・低燐鋼の溶製方法
CN102634634B (zh) 采用电弧炉生产锅炉管用高合金低磷钢的方法
JPS63195209A (ja) 製鋼方法
CN110564908A (zh) 半钢转炉双渣脱磷炼钢的方法
CN114686641B (zh) 一种顶底侧多点吹氧提纯转炉和方法
CN114574641A (zh) 一种冶炼中-低碳锰铁的方法
CN103540712A (zh) 一种低碳高氮不锈钢钢包增氮的方法
JPH01127613A (ja) 溶融金属の精錬方法及びその装置
CN105483315A (zh) 半钢炼钢转炉炉内铬矿直接合金化的方法
CN201209147Y (zh) 转炉双联炼钢装置
US3234011A (en) Process for the production of steel
CN109929964A (zh) 一种氧气转炉高压喷吹石灰石粉造渣脱磷的方法
JPS6393813A (ja) 製鋼方法
JPH0557327B2 (zh)
RU2191831C1 (ru) Способ переработки железомарганцевого сырья
JPS61272346A (ja) 高マンガン鉄合金の溶融還元精錬方法
JPH0214404B2 (zh)
JPH01252715A (ja) 鉄浴式溶融還元炉の操業方法
JP2755027B2 (ja) 製鋼方法
JPH01252753A (ja) ステンレス鋼母溶湯の溶製方法並びに溶製用の反応容器底部羽口配列及び底部羽口
JPH01142009A (ja) 製鋼方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant