CN116024402A

CN116024402A - 半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法

Info

Publication number: CN116024402A
Application number: CN202310051630.0A
Authority: CN
Inventors: 梁新腾
Original assignee: Panzhihua University
Current assignee: Panzhihua University
Priority date: 2023-02-02
Filing date: 2023-02-02
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明提供了半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法，属于冶金技术领域。一种半钢炼钢用助熔剂，其特征在于其组成为，以质量百分数计，SiO₂：30～36％，MgO：30～36％，Fe₂O₃：10～20％，CaO：1～5％，MnO：1～2％，P：0.001～0.01％，S：0.001～0.01％，其余为不可避免的杂质。本发明采用的一种半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法，该助熔剂活性好，提高了炼钢炉渣的脱磷、脱硫能力，具有良好的社会经济效益。

Description

半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法

技术领域

本发明涉及一种半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法，属于冶金技术领域。

背景技术

转炉炉渣是一个多组元体系，除CaO、SiO₂、FeO外，还有MnO、Al₂O₃、MgO等组元，使炉渣组成一个复杂的多元体系，促使了炉渣熔点的降低，并能尽快成渣及减缓中期返干的发生。攀西地区半钢炼钢有其特殊性，半钢中Si、Mn元素含量痕迹，造渣必须依靠外加含SiO₂的辅助造渣材料以及提高氧枪枪位增加冶炼过程钢渣中的FeO才能促使石灰熔化。由于外加的石英砂等原料组分单一，造成初期渣形成困难；而且攀西地区半钢铁水经过提钒，半钢中C成分也有很大的损失，造成半钢炼钢热量不足，这更加增加了炉渣形成的难度；为了提高炼钢转炉的寿命，转炉往往采用溅渣护炉技术，转炉采用溅渣护炉技术需要将炉渣终渣成分控制在一个合适的范围，控制好合适的炉渣熔点及黏度，进而满足转炉溅渣护炉的需要。

目前，生产中采用的助熔剂主要有如下几种：以CaF₂为主要组成的助熔剂；以A1₂O₃为主要组成的矾土类(铁矾土、铝矾土及矾土为主要原料的)助熔剂；以FeO为主要组成的铁鱗类(铁鱗、铁矿石及铁鳞为主要原料的)助熔剂，萤石是一种普遍使用的造渣助熔剂，萤石的主要成分CaF₂，其熔点低并能够显著降低CaO的熔点，但由于萤石在炼钢过程中释放出有害的F^-元素，造成环境污染，同时，萤石对转炉炉衬侵蚀严重，因此，萤石作为助熔剂已被禁止使用。上述助熔剂存在的共性问题是对炉衬侵蚀严重，还存在污染环境、化渣效果不显著、使钢液温降大、助熔作用时间短、不能够持续化渣等问题。

CN1291657A公开了一种转炉造渣助熔剂及造渣工艺，该助熔剂为具有下列成分所组成铁矾土：Al₂O₃≥45％，SiO₂≤30％，Fe₂O₃7～18％，余量为CaO、MgO、TiO₂、P、S等杂质，这种铁矾土的粒度为5～30mm，使用量取决于所炼钢种和铁水含硅量，其范围为1.6～9kg铁矾土/吨钢。该方法存在如下缺陷：矾土类助溶剂化渣效果较为稳定，但存在对炉衬侵蚀严重，化渣效果不显著等问题。

CN1298028A公开了一种转炉炼钢冷却、助熔剂，该助熔剂为以FeO为主要组成的铁鳞类助熔剂，其组成为：铁鳞70～90％，炼铁污泥5～25％，粘结剂1～5％，将原料粉碎、配置、混匀并压制成球。该方法存在如下缺陷：铁鱗类助熔剂化渣效果较为显著，但存在对炉衬侵蚀严重，使钢液温降大，助熔作用时间短不能够持续化渣等问题。

发明内容

本发明解决的第一个技术问题是提供一种半钢炼钢用助熔剂。

一种半钢炼钢用助熔剂，其特征在于：其组成为，以质量百分数计，SiO₂：30～36％，MgO：30～36％，Fe₂O₃：10～20％，CaO：1～5％，MnO：1～2％，P：0.001～0.01％，S：0.001～0.01％，其余为不可避免的杂质。

其中，所述半钢炼钢用助熔剂熔点为1300～1365℃。

其中，所述半钢炼钢用助熔剂为一种同时富含SiO₂和MgO的天然矿石，所述天然矿石为镁橄榄石。

本发明解决的第二个技术问题是提供一种半钢炼钢用助熔剂造渣方法，包括如下步骤：

a、将大块半钢炼钢用助熔剂机械破碎，加工成粒度为10～80mm的块；

b、在转炉出完钢并进行溅渣护炉之后，将助熔剂即14～17kg/t钢由转炉高位料仓一次加入；

c、装入半钢铁水、废钢开始吹氧炼钢，氧气流量为30000Nm³/h；

d、开吹将总石灰用量的三分之二即12～19kg/t钢加入到转炉中，剩下三分之一的石灰分批在冶炼过程中加完。

其中，步骤b有助于助熔剂的快速熔化。

其中，步骤c中所述半钢铁水其组成为：以质量百分数计，C：3.2～4.1％，Si：0.015～0.030％，Mn：0.02～0.04％，P：0.06～0.08％，S：≤0.015％。

其中，步骤c中半钢铁水和废钢的入炉温度为1250～1360℃。

其中，步骤d中，开吹将总石灰用量的三分之二即12～19kg/t钢加入到转炉中，以满足转炉炉渣脱磷的需要。

其中，步骤d中，剩下三分之一的石灰分批在冶炼过程中加完，使得石灰在炉渣较活跃时加入，以保证有足够的流动性和脱硫、脱磷能力。

其中，步骤d中，与常规工艺比，石灰的用量减少0.77～3.5kg/t钢；由于镁橄榄石助熔剂中含有大量的氧化镁能够保证转炉炉渣中MgO质量百分比含量在10～12％以满足护炉的要求；与常规工艺比，高镁石灰用量减少9～14kg/t钢；由于镁橄榄石助熔剂中含有大量的二氧化硅能够保证转炉炉渣中的SiO₂含量要求，进而满足转炉造渣以及炼钢脱磷的需要；与常规工艺比，复合渣或石英砂的用量减少9～14kg/t钢。

其中，步骤d中，初渣碱度控制在2.0～3.0，终渣碱度控制在3.0～4.0。

其中，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以达到快速脱磷的目的。

其中，吹炼开始后2.5分钟即来渣，较常规半钢转炉炼钢来渣时间缩短1分钟，炉渣活跃，过程不返干、不喷溅。

本发明的有益效果：

1、本发明所提供的半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法，转炉使用天然矿石做为助熔剂，矿石活性好，反应迅速，仅仅只用一种原料镁橄榄石就替代了两种半钢炼钢原料即高镁石灰和复合造渣剂，大大减少了炼钢辅料的用量4～9kg/t钢。

2、本发明所提供的半钢炼钢用助熔剂及其造渣方法，镁橄榄石天然矿石中磷、硫含量极低，提高了炼钢炉渣的脱磷、脱硫能力，具有良好的社会经济效益。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应该视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件进行。

实施例1

在某钢厂120吨新转炉上冶炼HRB400E钢种的钢。实际入炉半钢铁水重量是130.6t，废钢重量是7t，出钢重量是130.72t。半钢铁水成分及温度情况如表1所示；实际加入的辅料量和吹氧量如表2所示；出钢成分及出钢温度如表3所示。

表1 半钢铁水成分(％)和入炉温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	入炉温度
							半钢铁水	3.7	0.02	0.03	0.074	0.010	1320

表2 半钢炼钢辅料实际加入量(kg)及实际吹氧量(m³)

石灰	镁橄榄石	吹氧量
			2500	2000	6210

表3 出钢钢水成分(％)和出钢温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	出钢温度
							出钢钢水	0.055	0.015	0.023	0.015	0.008	1685

此炉次在转炉出完钢并进行溅渣护炉之后，将全部镁橄榄石天然矿石即2000公斤由转炉高位料仓一次加入。冶炼开吹后将总量石灰即2500kg的三分之二加入到转炉内，剩下三分之一的石灰分3～4批加入到炉内，开吹2分30秒即来渣，与常规操作采用复合造渣剂及高镁石灰相比，来渣时间提前了60秒。过程渣活跃，有较强的脱磷、脱硫能力。出钢结束采用常规溅渣护炉工艺，炉壁挂渣良好。

此炉冶炼终渣碱度3.5，终渣中全铁为18.88％，氧活度是500ppm。取得较好的结果。

实施例2

某钢厂120吨新转炉上冶炼Q235钢种的钢。实际入炉半钢铁水重量是140t，废钢重量是5t，出钢重量是136.3t。半钢铁水成分及温度情况如表4所示；实际加入的辅料量和吹氧量如表5所示；出钢成分及出钢温度如表6所示。

表4 半钢铁水成分(％)和入炉温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	入炉温度
							半钢铁水	3.95	0.021	0.041	0.07	0.015	1300

表5 半钢炼钢辅料实际加入量(kg)及实际吹氧量(m³)

石灰	镁橄榄石	吹氧量
			2800	2200	6400

表6 出钢钢水成分(％)和出钢温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	出钢温度
							出钢钢水	0.069	0.02	0.035	0.017	0.011	1682

此炉次在转炉出完钢并进行溅渣护炉之后，将全部镁橄榄石天然矿石即2200公斤由转炉高位料仓一次加入。冶炼开吹后将总量石灰即2800kg的三分之二加入到转炉内，剩下三分之一的石灰分3～4批加入到炉内，开吹2分40秒即来渣，与常规操作采用复合造渣剂及高镁石灰相比，来渣时间提前了50秒。过程渣活跃，有较强的脱磷、脱硫能力。出钢结束采用常规溅渣护炉工艺，炉壁挂渣良好。

此炉冶炼终渣碱度3.6，终渣中全铁为19.89％，氧活度是450ppm。取得较好的结果。

对比例1

在某钢厂120吨新转炉上冶炼YQ450钢种的钢。实际入炉半钢铁水重量是133t，废钢重量是10t，出钢重量是134.42t。半钢铁水成分及温度情况如表7所示；实际加入的辅料量和吹氧量如表8所示；出钢成分及出钢温度如表9所示。

表7 半钢铁水成分(％)和入炉温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	入炉温度
							半钢铁水	3.88	0.02	0.025	0.072	0.015	1360

表8 半钢炼钢辅料实际加入量(kg)及实际吹氧量(m³)

石灰	高镁石灰	酸性复合渣	钢包渣	吹氧量
					2750	2500	1500	1045	6600

表9 出钢钢水成分(％)和出钢温度(℃)

	C	Si	Mn	P	S	出钢温度
							出钢钢水	0.078	0.023	0.035	0.012	0.011	1690

此炉冶炼开吹就将钢包渣1045kg，石灰1833kg，高镁石灰1667kg和酸性复合渣1500kg加入到转炉中，开吹4分35秒即来渣，此炉冶炼终渣碱度3.93，终渣中全铁为21％，氧活度是500ppm。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本发明说明书后，在本发明基础上做一些修改或改进，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.半钢炼钢用助熔剂，其特征在于：其组成为，以质量百分数计，SiO₂：30～36％，MgO：30～36％，Fe₂O₃：10～20％，CaO：1～5％，MnO：1～2％，P：0.001～0.01％，S：0.001～0.01％，其余为不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的半钢炼钢用助熔剂，其特征在于，所述半钢炼钢用助熔剂熔点为1300～1365℃。

3.半钢炼钢用助熔剂造渣方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的半钢炼钢用助熔剂造渣方法，其特征在于，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m。

5.根据权利要求3所述的半钢炼钢用助熔剂造渣方法，其特征在于，c步骤中所述半钢铁水其组成为：以质量百分数计，C：3.2～4.1％，Si：0.015～0.030％，Mn：0.02～0.04％，P：0.06～0.08％，S：≤0.015％。

6.根据权利要求3所述的半钢炼钢用助熔剂造渣方法，其特征在于，c步骤中半钢铁水和废钢的入炉温度为1250～1360℃。

7.根据权利要求3所述的半钢炼钢用助熔剂造渣方法，其特征在于，步骤d中，初渣碱度控制在2.0～3.0，终渣碱度控制在3.0～4.0。