CN115369204B - 一种降低铁钢比的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种降低铁钢比的生产方法，包括以下步骤：(1)在兑铁入转炉后的空铁水罐中加入第一废钢，加盖保温；(2)在高炉下进行烘烤，烘烤的过程包括：先小火焰烘烤，再大火焰烘烤；小火焰的高度为0.8‑1.5m，大火焰的高度为2.5‑3m，总烘烤时间为30‑40min；(3)再进行高炉受铁；(4)在铁水罐运输至炼钢厂后，在出铁前至少5min加入已预热至1000℃以上的破碎料；(5)在转炉内加入第二废钢，然后出铁至含第二废钢的转炉，进行转炉冶炼；(6)进行转炉出钢，在出钢前在空钢包内加入第三废钢。本发明方法能够添加大量废钢，降低铁钢比，同时保证转炉冶炼热量和冶炼质量。

Description

一种降低铁钢比的生产方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种降低铁钢比的生产方法。
背景技术
目前，本领域普遍追求减碳的目标，而降低铁钢比是极致高效、能效提升进而实现过程降碳的核心路径之一。基于相关部门对于碳排放的解释，钢铁冶金流程作为独立流程计算碳排放，则增加废钢比、减少铁水耗量，同等钢产量条件下，一方面减少生产铁水所消耗的焦炭、煤粉产生的CO2，另一方面，废钢中的C含量相对较低，也可以总体减少转炉氧化冶炼产生的碳排放，最终实现全流程碳减量的目标。但是具体到基于高炉炼铁—转炉冶炼—炉外精炼流程的钢铁联合生产，必须首先解决大批量废钢加入的设备、工艺、工序衔接等问题，同时要实现热量的总体平衡，避免温度大范围波动对生产过程造成不良影响，还要相应的优化转炉冶炼过程，减少大废钢比条件下钢水纯净度和成分的波动范围，在此基础上，才能逐步上升到降低铁原料成本、减少碳排放以及完成各级碳战略的层次。
总之，目前的生产工艺中仍存在以下问题：1)解决低铁钢比条件下的转炉冶炼热量不足问题；2)解决低铁钢比条件下如何添加大量废钢的问题；3)解决低铁钢比条件下冶炼质量的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种降低铁钢比的生产方法，该方法能够添加大量废钢，降低铁钢比，同时保证转炉冶炼热量和冶炼质量。
为了实现上述目的，本发明提供了一种降低铁钢比的生产方法，包括以下步骤：
(1)在兑铁入转炉后的空铁水罐中加入平均碳含量≥0.25wt％的第一废钢，加盖保温；相对于出钢量，所述第一废钢的加入量为61.5-76.9kg/t；
其中，第一废钢的料型包括：以重量计，20％以下的破碎料，总重量在80％以上的精炉料和钢筋压块，所述钢筋压块、精炉料和破碎料的尺寸依次减小；且第一废钢的料型加入方式包括：先加入破碎料至目标厚度，然后加入精炉料和钢筋压块；
(2)然后在高炉下进行烘烤，所述烘烤的过程包括：先小火焰烘烤，再大火焰烘烤，直至第一废钢预热温度不低于800℃；
其中，小火焰的高度为0.8-1.5m，大火焰的高度为2.5-3m，总烘烤时间为30-40min；
(3)再进行高炉受铁；
(4)在步骤(3)所得铁水罐运输至炼钢厂后，在出铁前至少5min加入已预热至1000℃以上的破碎料；相对于出钢量，破碎料的加入量为35-40kg/t；
(5)在转炉内加入第二废钢，然后将步骤(4)所得铁水罐出铁至含第二废钢的转炉，再进行转炉冶炼；
(6)然后进行转炉出钢，且在所述转炉出钢前在空钢包内加入第三废钢，可选的进行精炼且在精炼炉中再次加入第三废钢，其中第三废钢事先预热至400℃以上。
在一些优选实施方式中，步骤(1)中，破碎料满足：尺寸≤150×150×150mm，堆比重≥1300kg/m3；精炉料满足：长宽尺寸≤600×600mm，厚度≥6mm；5kg≤单重＜200kg；钢筋压块满足：圆柱实心体直径≥5mm，整体尺寸≤1500×750×750mm；密度≥1200kg/m3。
在一些优选实施方式中，步骤(1)中，所述目标厚度为250-350mm。
在一些优选实施方式中，步骤(2)中，小火焰的烘烤时间为5-15min，大火焰的烘烤时间为25-35min。
在一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述烘烤的条件包括：所采用的煤气热值为800-900kcal/m3，煤气流量为2000-2200Nm3/h，氧气流量为80-169Nm3/h。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，所述铁水和第二废钢的质量比为162-43：43。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，第二废钢包括生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块，所述生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块的质量比为10-17：7-14：8-15：1.5-2.5：2.5-3.5：1，优选13-17：12-14：8-11：1.5-2.5：2.5-3.5：1。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，生铁的化学成分包括：以质量计，C≥3.50％，Si≤1.25％，Mn≤2.00％，P≤0.150％，S≤0.030％，Cu≤0.30％，As≤0.08％。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，生铁还满足：2kg＜生铁单重＜40kg。
在一些优选实施方式中，钢筋压块的化学成分包括：以质量计，C≥0.22％，0.2％≤Si≤0.6％。
在一些优选实施方式中，工业压块满足：碳含量以质量计为0.08-0.22％，密度≥1200kg/m3。
在一些优选实施方式中，工业压块满足：厚度≥1mm，尺寸≤1000×750×750mm；
在一些优选实施方式中，粒子钢满足：以质量计，碳含量为0.18-0.30％，铁含量在80％以上。
在一些优选实施方式中，粒子钢的最大尺寸在1-15mm。
在一些优选实施方式中，重废满足：碳含量以质量计为0.20-0.60％。
在一些优选实施方式中，重废满足：5kg≤单重＜500kg，长、宽尺寸≤800×600mm，厚度≥6mm，或圆柱实心体直径≥12mm；或尺寸≤800×500×500mm。
在一些优选实施方式中，刨花压块的碳含量以质量计在0.14-0.25％。
在一些优选实施方式中，步骤(6)中，所述第三废钢为干燥的钢筋切粒或圆钢切粒，且满足：长度＜100mm，圆柱实心体直径≥8mm。
在一些优选实施方式中，相对于出钢量，所述第三废钢的总加入量为60-70kg/t。
在一些优选实施方式中，所述方法还包括：在铁水罐进行各个步骤时及时加盖保温。
在一些优选实施方式中，在步骤(4)的运输至炼钢厂中，铁水运输时间≤21min。
本发明的发明人研究发现，现有的废钢种类以及料型、尺寸众多，且组成繁杂，其添加到不同的生产工艺中会造成不同的影响，例如造成温度波动大，影响钢水纯净度而影响冶炼质量，侵蚀铁水罐耐材等缺陷，那么如何在不造成上述缺陷的情况下降低铁钢比，且添加大量废钢，是本领域的技术难题。发明人基于此，进一步研究提出本发明。
本发明通过上述技术方案，尤其是步骤(1)和步骤(4)中分别添加不同的适宜量废钢，且在步骤(1)采用特定的加料方式，并配合步骤(2)特定的烘烤方式，能够保证在尽可能减少铁水罐耐材损伤的情况下，添加大量废钢并储蓄足够且均匀的热量，满足生产热平衡、温度波动小，利于减少铁水添加量，从而显著降低铁钢比，同时保证了冶炼质量满足要求，解决了低铁钢比条件下的转炉冶炼热量不足等问题。其中，经过烘烤可以将各废钢中的杂质燃烧掉，减少入炉后对钢水纯净度的影响，从而保证冶炼质量；同时经过烘烤可以有效解决廉价废钢入炉温降大的弊端，大大降低了炼钢生产成本；且煤气烘烤废钢成本较低。
本发明的生产方法能使得转炉冶炼指标铁钢比≤730kg/t。经过本发明生产方法，在铁水产量受限的条件下，按照单座转炉日产45炉为例，每天可增加废钢使用量1012.5吨左右，多产钢1000吨左右，按照吨钢直接经济效益300元计算如下：增钢带来的直接经济效益：1000×365×300＝10950万元，经济效益显著。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明中除另有说明外物料均以质量计。
本发明提供了一种降低铁钢比的生产方法，包括以下步骤：
(1)在兑铁入转炉后的空铁水罐中加入平均碳含量≥0.25wt％的第一废钢，加盖保温；相对于出钢量，所述第一废钢的加入量为61.5-76.9kg/t；
其中，第一废钢的料型包括：以重量计，20％以下的破碎料，总重量在80％以上的精炉料和钢筋压块，所述钢筋压块、精炉料和破碎料的尺寸依次减小；且第一废钢的料型加入方式包括：先加入破碎料至目标厚度，然后加入精炉料和钢筋压块；
(2)然后在高炉下进行烘烤，所述烘烤的过程包括：先小火焰烘烤，再大火焰烘烤，直至第一废钢预热温度不低于800℃；
其中，小火焰的高度为0.8-1.5m，大火焰的高度为2.5-3m，总烘烤时间为30-40min；
(3)再进行高炉受铁；
(4)在步骤(3)所得铁水罐运输至炼钢厂后，在出铁前至少5min加入已预热至1000℃以上的破碎料；相对于出钢量，破碎料的加入量为35-40kg/t；
(5)在转炉内加入第二废钢，然后将步骤(4)所得铁水罐出铁至含第二废钢的转炉，再进行转炉冶炼；
(6)然后进行转炉出钢，且在所述转炉出钢前在空钢包内加入第三废钢，可选的进行精炼且在精炼炉中再次加入第三废钢，其中第三废钢事先预热至400℃以上。
本发明步骤(1)加入的特定第一废钢配合步骤(2)特定烘烤，能够使得在尽可能避免铁水罐耐材侵蚀的情况下，添加大量废钢，同时积蓄足够且均匀的热量，为后续转炉冶炼提供足够热量，烘烤的同时去除废钢杂质，保证了后续冶炼质量；有效降低铁钢比。
本发明步骤(1)中加入平均碳含量≥0.25wt％的第一废钢，能够最大化降低对铁水罐耐材的侵蚀。这是由于本发明的发明人发现，废钢碳含量对铁水罐耐材影响较大，碳含量较低的废钢在融化过程中因紧贴铁水罐耐材，容易将耐材中的C元素吸附出来，造成铁水罐耐材侵蚀。
所述相对于出钢量，所述第一废钢的加入量为61.5-76.9kg/t，是指每吨出钢量，对应加入的第一废钢为61.5-76.9kg。一般地，此处出钢量是指铁水罐的出钢量。
本发明所述第一废钢的料型加入方式包括：先加入破碎料至目标厚度，然后加入精炉料和钢筋压块，能够保证在尽可能减少铁水罐耐材损伤的情况下，尽可能多的加入废料。具体地，一方面，在第一废钢加入的过程中破碎料先进入铁水罐，在底部形成目标厚度的保护层，后面的精炉料、钢筋压块就不会直接砸到铁水罐底部的耐材上，有效缓冲了大块废钢落下的冲击力，对铁水罐起到了保护作用，从而第一废钢从平台废钢斗中加入铁水罐的过程中不会砸坏或破坏铁水罐耐材；另一方面，精炉料、钢筋压块的体积大、料型厚，精炉料由于其尺寸相对较长，可以交错形成骨架，最后将钢筋压块堆放在骨架之上，这样加入铁水罐的废钢可以堆积起来，使第一废钢后续距离烘烤火焰的距离更近，火焰可直接与各废钢接触，更有利于后续烘烤加热；且钢筋压块在最上面，其空洞较多，更有利于火焰穿透至内部进行充分加热；另外料型较厚的废钢(精炉料、钢筋压块)烘烤后热量蓄积效果较好，可在烘烤后30min内保持750-850℃的温度，热量耗散小，从而解决了低铁钢比条件下的转炉冶炼热量不足、如何添加大量废钢的问题。
所述精炉料和钢筋压块的总重量为80％以上，本领域技术人员可以根据实际需求选择各自重量，只要满足平均碳含量≥0.25wt％且满足上述加入量即可。
本发明中，破碎料是指进行破碎加工成型的废钢。在一些优选实施方式中，步骤(1)中，破碎料满足：尺寸(指长宽高或称长宽厚)≤150×150×150mm，堆比重≥1300kg/m3。破碎料例如一般可以具体为薄钢板、汽车驾驶室钢板、自行车钢件、民用废钢等进行破碎加工成型的废钢。
优选地，精炉料满足：长宽尺寸≤600×600mm，厚度≥6mm；5kg≤单重＜200kg。精炉料例如一般可以为钢头，钢结构件，大型工槽、角钢，钢板切边、切头、钢轨、铁道垫板等。精炉料的厚度可以根据钢的类型适当选择，例如，为纯钢板的切边料时厚度≥6mm；为大型工槽、角钢或钢结构件时厚度≥10mm。
本发明钢筋压块是指废旧钢筋压制成块状的物料。优选地，钢筋压块满足：圆柱实心体直径≥5mm，整体尺寸≤1500×750×750mm；密度≥1200kg/m3。钢筋压块例如可以为清一色盘条、盘螺或螺纹钢筋等。可以理解的是，所述圆柱实心体直径是指钢筋的径向尺寸，整体尺寸是指钢筋压块整体的长宽高。
在一些优选实施方式中，步骤(1)中，所述目标厚度为250-350mm。
步骤(2)中所述烘烤过程中，开始先使用特定高度(或称长度)的小火焰对最上面的钢筋压块进行烘烤，小火焰的外焰可使钢筋压块快速升温；然后再使用特定高度的大火焰对中间的精炉料及底部的破碎料进行烘烤，大火焰的外焰使其快速升温，期间钢筋压块通过大火焰的心部烘烤可继续升温；这样可有效的利用煤气，并充分利用火焰的外焰、心部进行针对性的烘烤，使得快速升温，加热更均匀，从而更利于充分去除废钢内的杂质，减少入炉后对钢水纯净度的影响，且使得废钢积蓄足够的热量，保持热平衡，有效解决廉价废钢入炉温降大的弊端，大大降低了炼钢生产成本。
在一些优选实施方式中，步骤(2)中，小火焰的烘烤时间为5-15min，大火焰的烘烤时间为25-35min。
在一些优选实施方式中，步骤(2)中，所述烘烤的条件包括：所采用的煤气热值为800-900kcal/m3，煤气流量为2000-2200Nm3/h，氧气流量为80-169Nm3/h。
应当理解的是，步骤(2)中所述烘烤过程中铁水罐为开罐烘烤。
应当理解的是，步骤(3)中所述高炉受铁是在铁水罐对位后开盖后进行的。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，所述铁水和第二废钢的质量比为162-43：43。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，第二废钢包括生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块，所述生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块的质量比为10-17：7-14：8-15：1.5-2.5：2.5-3.5：1，优选13-17：12-14：8-11：1.5-2.5：2.5-3.5：1。该优选方案下，多种类型的废钢组合使用，更利于提高废钢加入总量，同时保证冶炼足够热量和冶炼质量，降低铁钢比。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，生铁的化学成分包括：以质量计，C≥3.50％，Si≤1.25％，Mn≤2.00％，P≤0.150％，S≤0.030％，Cu≤0.30％，As≤0.08％。该优选方案下，采用碳含量较高的生铁，融化过程中可释放出热量，根据生产经验每吨生铁块可提升整炉钢温度5℃，15吨废钢可整体提升温度75℃，从而更利于降低铁钢比。
在一些优选实施方式中，步骤(5)中，生铁还满足：2kg＜生铁单重＜40kg。该优选方案下，生铁块自身堆比重较高，可以提高单桶废钢重量，有效解决了桶装废钢重量轻及入炉后热量不足的问题。
在一些优选实施方式中，钢筋压块的化学成分包括：以质量计，C≥0.22％，0.2％≤Si≤0.6％。该优选方案下，钢筋压块碳含量较高，且入炉后融化过程中因其吸热少，钢水温降损失小，根据生产经验1吨钢筋压块融化造成整炉钢温降约为5℃，从而更利于降低铁钢比。
本发明工业压块是指钢铁工业上产生的压块。在一些优选实施方式中，工业压块满足：碳含量以质量计为0.08-0.22％，密度≥1200kg/m3。该优选方案下，其碳含量低、杂质多，根据生产经验1吨工业压块融化造成整炉钢温降损失约为15-20℃，但其价格较为便宜，采用适量的工业压块，在不影响冶炼质量和降低铁钢比的情况下可以节约成本。
在一些优选实施方式中，工业压块满足：厚度≥1mm，尺寸≤1000×750×750mm；工业压块例如可以为冷轧薄板工业余料、钢板冲压余料、冷轧边料等加工打包成型的块状料。
本发明粒子钢是指钢渣处理后的含铁颗粒。在一些优选实施方式中，粒子钢满足：以质量计，碳含量为0.18-0.30％，铁含量在80％以上。本发明采用适量的该组成的粒子钢，能够节约成本，降低钢铁料消耗，更利于降低铁钢比。
在一些优选实施方式中，粒子钢的最大尺寸在1-15mm。
在一些优选实施方式中，重废满足：碳含量以质量计为0.20-0.60％。
在一些优选实施方式中，重废满足：5kg≤单重＜500kg。本发明重废的尺寸可以随不同类型或形状而变化，例如可以为长、宽尺寸≤800×600mm，厚度≥6mm；也可以为圆柱实心体直径≥12mm；还可以尺寸≤800×500×500mm。如重废可以为机座，机体，钢头；钢结构件；工槽、角钢；钢板切边、切头；圆钢、方钢、钢管；优质铸件、机座、机体等。其堆比重大，价格相对便宜，兼顾提高桶装废钢重量和成本，更利于降低铁钢比。
在一些优选实施方式中，刨花压块的碳含量以质量计在0.14-0.25％。刨花压块是指刨床工艺中产生的刨花破碎料压块，例如具体可以为机械加工厂使用刨床加工零件产生刨花丝、刨花等碎料压制成直径250-300mm，厚度100-200mm的圆饼状压块。刨花压块的碳含量低、油污多，入炉后容易冒黑烟，容易造成环境污染，但其价格便宜，所以少量使用，降低铁钢比，降低成本。
在所述第二废钢的上述各组成的优选方案中，生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块具有特定组成和/或尺寸，其在添加大量废钢的同时，更利于保证生产中的热量平衡，降低生产成本。
步骤(6)中，本领域技术人员可以根据情况选择进行或不进行精炼。所述在精炼炉中再次加入第三废钢是指在精炼之前和/或精炼过程中在精炼炉中加入第三废钢。
在一些优选实施方式中，步骤(6)中，所述第三废钢为干燥的钢筋切粒或圆钢切粒，且满足：长度＜100mm，圆柱实心体直径≥8mm。第三废钢干燥，第三废钢中无其他杂质，防止加入过程卡住下料槽，保证出钢过程干燥不发生喷溅和爆炸，同时保证钢水纯净，不影响铸坯内在质量。
在一些优选实施方式中，相对于出钢量，所述第三废钢的总加入量为60-70kg/t。可以理解的是，在进行精炼的方案下，所述第三废钢的总加入量是指转炉出钢前和精炼中两次加入第三废钢的总和。
本发明优选地，在精炼炉用电极升温过程中再加入第三废钢。精炼炉中加入的第三废钢优选经过烘烤预热至400℃以上。
本发明可以根据钢种工艺要求进行或不进行精炼。例如，直上钢在转炉出钢后直接到达连铸机，不经过精炼，其没有再次升温的工序，因此在出钢前加入第三废钢。还可以在转炉出钢后进行精炼，因在精炼过程中可通过精炼炉电极进行升温，此时分两步加入第三废钢(转炉出钢加一次，精炼加一次)，加入量可比直上钢多一倍。
在一些优选实施方式中，所述方法还包括：在铁水罐进行各个步骤时及时加盖保温。铁水罐经过加盖操作后，可减少铁水温降约30℃，为转炉提供了3吨废钢融化所需要的热量，可降低铁钢比23kg/t。
所述在铁水罐进行各个步骤时及时加盖保温是指，在铁水罐进行各步骤时，若不必须开盖的情况下均加盖保温；例如，在步骤(1)中，在炼钢厂区内空铁水空罐落位后，5分钟内由操作人员负责关闭铁水罐盖；并在铁水罐加第一废钢前，3分钟内由操作人员负责打开铁水罐盖；在铁水罐加第一废钢后，3分钟内由操作人员负责关闭铁水罐盖；在步骤(2)中，铁水罐到达烘烤装置前，3分钟内由操作人员打开铁水罐盖；在离开烘烤装置后，3分钟内由操作人员关闭铁水罐盖；在步骤(3)中，铁水罐在进炼钢厂测温取样前，3分钟内由操作人员负责打开铁水罐盖；铁水罐测温取样后，3分钟内由炼钢厂操作人员负责关闭铁水罐盖；在铁水罐起吊前，3分钟内由炼钢厂操作人员负责打开铁水罐盖。
在一些优选实施方式中，在步骤(4)的运输至炼钢厂中，铁水运输时间≤21min。
步骤(4)中加入的破碎料经预热至1000℃以上，能将破碎料废钢中的杂质燃烧掉，减少入炉后对钢水纯净度的影响；同时经过烘烤预热可以有效解决廉价废钢入炉温降大的弊端，大大降低了炼钢生产成本。所述预热在煤气烘烤炉中进行，煤气烘烤废钢成本较低。相对于在转炉加发热剂来说，对废钢进行预热，经济效益明显，根据生产经验，在一种具体实施方式中，一般整炉钢(150吨)升高20℃，只需要2200立方米高炉煤气，约400元左右，而发热剂升高20℃需要0.67吨高效增碳增硅剂，约1742元；发热剂加入炉中会产生大量渣子，影响转炉冶炼，且需要大量的氧气进行助燃，影响转炉冶炼节奏及生产成本。
步骤(4)中在出铁前至少5min加入预热好的废钢破碎料，然后步骤(5)出铁入转炉，能够减少废钢的温降损失约30℃，降低铁钢比38.5kg/t。
在一些具体实施方式中，步骤(5)出铁铁水温度≥1350℃，优选为1495-1515℃。
在转炉出钢或精炼之后，本领域技术人员可以根据要求进行后续连铸等工艺。
下面结合具体实例对本发明进行进一步阐述。
实施例1
一种降低铁钢比的生产方法，具体如下：
(1)在兑铁入转炉后的空铁水罐中加入平均碳含量≥0.25wt％的第一废钢，加盖保温；相对于出钢量，所述第一废钢的加入量为76.9kg/t；
其中，第一废钢的料型包括：以重量计，20％的破碎料，总重量80％的精炉料和钢筋压块，且第一废钢的料型加入方式包括：先加入破碎料至300mm厚度形成保护层，然后加入精炉料和钢筋压块；
破碎料：尺寸≤150×150×150mm；堆比重≥1300kg/m3左右，具体为薄钢板、汽车驾驶室钢板、自行车钢件、民用废钢等进行破碎加工成型的废钢。精炉料：长、宽尺寸≤600×600mm；5kg≤单重＜200kg；纯钢板切边：厚度≥6mm；大型工槽、角钢、钢结构件，厚度≥10mm。钢筋压块：圆柱实心体直径≥5mm，整体尺寸≤1500×750×750mm；密度≥1200kg/m3，具体为清一色盘条、盘螺或螺纹钢筋。
(2)然后在高炉下进行烘烤，所述烘烤的过程包括：先小火焰烘烤5min，再大火焰烘烤25min，直至第一废钢预热至温度不低于800℃；其中，小火焰的高度为1m，大火焰的高度为2.5-3m，所采用的煤气热值为840kcal/m3，煤气流量为2000-2200Nm3/h，氧气流量为80-169Nm3/h。
(3)再进行高炉受铁，单罐铁水装入量109吨；铁水罐受铁结束后立即送至炼钢厂，铁水运输时间≤21分钟。
(4)将廉价的破碎料加入废钢连续预热炉进烘烤预热至1000℃，在出铁前5min将烘烤好的破碎料加入运输至炼钢厂的步骤(3)所得重铁水罐内，铁水温度:1495-1515℃；相对于出钢量，破碎料的加入量为35-40kg/t；
(5)在转炉内加入第二废钢，然后将步骤(4)所得铁水罐出铁至含第二废钢的转炉，铁水入转炉温度≥1350℃。再进行转炉冶炼。铁水和第二废钢的质量比为162：43。第二废钢组成为：生铁：15吨，钢筋压块：12吨，工业压块：10吨，刨花压块：1吨，粒子钢：2吨，重废：3吨。
根据热量平衡对第二废钢的组分进行设计，具体如下：
生铁化学成分为C≥3.50％，Si≤1.25％，Mn≤2.00％，P≤0.150％，S≤0.030％，Cu≤0.30％，As≤0.08％。2kg＜单重＜40kg。因生铁碳含量较高，融化过程中可释放出热量，根据生产经验每吨生铁块可提升整炉钢温度5℃，15吨废钢可整体提升温度75℃。另一方面生铁块自身堆比重较高，可以提高单桶废钢重量，有效解决了桶装废钢重量轻及入炉后热量不足的问题。
钢筋压块，化学成分为C≥0.22％，0.2％≤Si≤0.6％，尺寸为：1500mm×750mm×750mm；其堆比重较高，且入炉后融化过程中因其碳含量较高，吸热少，钢水温降损失小，根据生产经验1吨钢筋压块融化造成整炉钢温降约为5℃。
工业压块原料厚度≥1mm；尺寸≤1000×750×750mm；密度≥1200kg/m3；结构组成为冷轧薄板工业余料、钢板冲压余料、冷轧边料等加工打包成型。碳含量为0.08-0.22％。因其碳含量低、杂质多，根据生产经验1吨工业压块融化造成整炉钢温降损失约为15-20℃，但其价格较为便宜，可以节约成本。
刨花压块，具体为机械加工厂使用刨床加工零件产生刨花丝、刨花碎料压制成直径300mm，厚度150mm的圆饼状压块，碳含量一般在0.14-0.25％。因其碳含量低、油污多，入炉后容易冒黑烟，容易造成环境污染，但其价格便宜，所以少量使用。
粒子钢为自产废钢，属于钢渣处理后的含铁颗粒，尺寸在1-15mm之间；碳含量为0.18-0.30％，含铁成分在80％以上。其加入适量，节约成本，降低钢铁料消耗。
重废尺寸≤800×600mm；厚度≥6mm；5kg≤单重＜500kg；圆柱实心体直径≥12mm；机座、机体≤800×500×500mm；结构为钢头；钢结构件；工槽、角钢；钢板切边、切头；圆钢、方钢、钢管；优质铸件、机座、机体等。碳含量为0.20-0.60％，其堆比重大，价格相对便宜，兼顾提高桶装废钢重量和成本。
(6)然后进行转炉出钢，且在所述转炉出钢前在空钢包内加入温度在400℃以上的第三废钢；然后进行精炼且在精炼炉用电极升温过程中再次加入第三废钢。第三废钢为钢筋切粒，长度小于100mm，圆柱实心体直径≥8mm。必须保证钢筋切粒干燥，无杂质，防止加入过程卡住下料槽，干燥保证出钢过程干燥不发生喷溅和爆炸，无杂质保证钢水纯净，不影响铸坯内在质量。
转炉加铁水的总量119吨(含铁水罐加入的10吨第三废钢)。转炉出钢量150吨。转炉出钢温度1635℃。
其铁水温降损失小，铁水罐表渣量少，不会出现结壳现象。其无需添加发热剂即可满足炼钢热量平衡。
本实施例150t转炉冶炼指标铁钢比≤730kg/t。转炉冶炼终点碳指标0.06-0.08％，钢水氮含量为40ppm左右。
实施例2
按照实施例1的方法进行，不同的是，步骤(5)中，第二废钢的组成不同，具体第二废钢：生铁10吨、钢筋压块7吨、工业压块15吨、粒子钢2吨、重废3吨、刨花压块1吨。
本实施例150t转炉冶炼指标铁钢比810kg/t。转炉冶炼终点碳指标0.05-0.07％，钢水氮含量为70ppm左右。
相比于实施例1，本实施例工业压块增加5吨用量，钢筋压块减少5吨，减少温度约25℃，生铁减少5吨用量，损失热量约25℃。其铁水温降损失小，较实施例1增加10℃左右，铁水罐表渣量相对增多，会出现结壳现象。转炉冶炼过程中需要添加1.5吨左右发热剂，可补充热量约50℃，可基本满足炼钢热量平衡需求，但是转炉出钢量因此相对减少约4.5吨，即炼钢转炉产量相对减少约4.5吨。
对比例1
按照实施例2的方法进行，不同的是，步骤(2)中，第一废钢的料型组成不同，第一废钢：以质量百分比计，具体加入75％的破碎料、25％的精炉料。
该对比例会出现烘烤效果较差，只有少量的精炉料温度达到了800℃，大量破碎料温度只有400℃左右，且心部热量更低，铁水温降损失较大，较实施例1增加10℃左右，铁水罐表渣量大，出现结壳现象。
本对比例150t转炉冶炼指标铁钢比820kg/t。转炉冶炼终点碳指标0.045-0.065％，钢水氮含量为75ppm左右。
通过上述实施例和对比例可以看出，采用本发明的特定方案，能够在铁钢比更低的情况下，获得更优的冶炼质量。其中，通过实施例1和实施例2可知，采用本发明优选组成的废钢，更利于降低铁钢比，且无需加入发热剂，成本更低，冶炼质量更优。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种降低铁钢比的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在兑铁入转炉后的空铁水罐中加入平均碳含量≥0.25wt％的第一废钢，加盖保温；相对于出钢量，所述第一废钢的加入量为76.9kg/t；
其中，第一废钢的料型包括：以重量计，20％的破碎料，总重量在80％的精炉料和钢筋压块，所述钢筋压块、精炉料和破碎料的尺寸依次减小；且第一废钢的料型加入方式包括：先加入破碎料至300mm厚度，然后加入精炉料和钢筋压块；
其中，破碎料满足：尺寸≤150×150×150mm，堆比重≥1300kg/m3；
精炉料满足：长宽尺寸≤600×600mm，厚度≥6mm；5kg≤单重＜200kg；
钢筋压块满足：圆柱实心体直径≥5mm，整体尺寸≤1500×750×750mm；密度≥1200kg/m3；
(2)然后在高炉下进行烘烤，所述烘烤的过程包括：先小火焰烘烤5min，再大火焰烘烤25min，直至第一废钢预热温度不低于800℃；
其中，小火焰的高度为1m，大火焰的高度为2.5-3m；所述烘烤的条件包括：所采用的煤气热值为840kcal/m3，煤气流量为2000-2200Nm3/h，氧气流量为80-169Nm3/h；
(3)再进行高炉受铁；
(4)在步骤(3)所得铁水罐运输至炼钢厂后，在出铁前至少5min加入已预热至1000℃以上的破碎料；相对于出钢量，破碎料的加入量为35-40kg/t；
(5)在转炉内加入第二废钢，所述铁水和第二废钢的质量比为162：43，然后将步骤(4)所得铁水罐出铁至含第二废钢的转炉，再进行转炉冶炼；所述第二废钢包括生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块，所述生铁、钢筋压块、工业压块、粒子钢、重废和刨花压块的质量比为15：12：10：2：3：1；
其中，生铁的化学成分包括：以质量计，C≥3.50％，Si≤1.25％，Mn≤2.00％，P≤0.150％，S≤0.030％，Cu≤0.30％，As≤0.08％；和/或，2kg＜生铁单重＜40kg；
钢筋压块的化学成分包括：以质量计，C≥0.22％，0.2％≤Si≤0.6％；
工业压块满足：碳含量以质量计为0.08-0.22％，密度≥1200kg/m3；和/或，厚度≥1mm，尺寸≤1000×750×750mm；
粒子钢满足：以质量计，碳含量为0.18-0.30％，铁含量在80％以上；和/或，最大尺寸在1-15mm；
重废满足：碳含量以质量计为0.20-0.60％；和/或，5kg≤单重＜500kg，长、宽尺寸≤800×600mm，厚度≥6mm，或圆柱实心体直径≥12mm；或尺寸≤800×500×500mm；
刨花压块的碳含量以质量计在0.14-0.25％；
(6)然后进行转炉出钢，且在所述转炉出钢前在空钢包内加入第三废钢，进行精炼且在精炼炉中再次加入第三废钢，其中第三废钢事先预热至400℃以上；第三废钢为干燥的钢筋切粒或圆钢切粒；
所述第三废钢满足：长度＜100mm，圆柱实心体直径≥8mm；相对于150t出钢量，所述第三废钢的总加入量为10t。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在铁水罐进行各个步骤时及时加盖保温；和/或，在步骤(4)的运输至炼钢厂中，铁水运输时间≤21min。
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