CN116179785A - 一种转炉炉外配加造渣料的炼钢方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，属于钢铁冶金炼钢技术领域。包括：1)通过渣料计算模型，计算出各类造渣料加入量；2)提前将废钢斗放置在废钢称上，根据计算结果，利用装载机将各类造渣料装入废钢斗底部；3)将所有造渣料加入废钢底部后，再利用行车将各类废钢加入废钢都内；4)转炉出钢结束，先进行溅渣护炉作业，炉渣溅干后再将炉渣全部倒入渣盆内；5)再将转炉摇至45～50゜进行加废钢作业，然后再进行兑铁作业；6)兑铁结束，先将转炉向后摇至28‑32゜左右，再摇回“零位”；7)将氧枪降至开吹枪位，先开氮气吹扫25～35秒左右，关闭氮气，立即转换成氧气，进行开吹打火。

Description

一种转炉炉外配加造渣料的炼钢方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金炼钢技术领域，具体涉及一种转炉炉外精准配加造渣料的炼钢方法，

背景技术

目前转炉使用的造渣料(石灰、白云石及矿石等)，从地面料仓通过皮带运送系统及卸料小车，将各类造渣料投放至对应的高位料仓内。在转炉冶炼过程中，根据铁水条件、废钢情况、所生产钢种及终点控制条件等，通过高位料仓加入各类造渣料。在转炉生产中，存在皮带故障、临时检修及高位料仓故障等，导致皮带无法上料或高位料仓无法下料等，影响正常的生产。目前各大钢厂为了进一步降低生产成本，新建大型钢铁企业，实施大罐直上，未设置混铁炉或鱼雷罐车，如果因高位料仓无法上料或故障，将造成转炉停产，导致高炉休风或铁水铸铁块，对正常的稳定性生产及生产成本造成较大影响。

发明内容

本发明的目的在于，本发明提供了一种转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，通过调整造渣料的加入方式(步骤3)、优化留渣工艺(步骤4)，溅渣结束将炉渣全部倒入渣盆，采取未留渣操作、优化开吹打火吹炼枪位(步骤6、7、8)等，通过以上方面的改进优化，造渣料与废钢通过废钢斗一起加入转炉内，解决了皮带及高位料仓故障无法上料及下料的问题；优化留渣工艺，采取未留渣操作及优化开吹打火方式，可以解决了将造渣料一次通过废钢斗加入炉内情况下开吹打火不良及不着的问题，提高开吹打火成功率；优化过程吹炼枪位，解决了将造渣料一次加入，吹炼过程返干现象的发生，提高终点控制的稳定性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供一种转炉炉外精准配加造渣料的炼钢方法，所述方法包括以下步骤：

1)根据装入结构，通过渣料计算模型，计算出各类造渣料加入量；

2)提前将废钢斗放置在废钢称上，利用装载机将各类造渣料装入废钢斗底部；

3)将所有造渣料加入废钢底部后，再利用行车将各类废钢装入废钢斗内；

4)转炉出钢结束，先进行溅渣护炉作业，炉渣溅干后再将炉渣全部倒入渣盆内；

5)倒渣结束，再将转炉摇至45～50゜进行加废钢作业，然后再进行兑铁作业；

6)兑铁结束，先将转炉向后摇至28～32゜左右，再摇回“零位”；

7)将氧枪降至开吹枪位，先开氮气吹扫25～35秒，关闭氮气，立即转换成氧气，进行开吹打火，氧压按照开吹曲线进行；

8)开吹枪位较正常枪位低50～100mm，吹炼2～3分钟将枪位提高至正常枪位(1450mm)；过程枪位较正常枪位高50～100mm，防止过程返干；后期逐步降低枪位至正常枪位。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤1)中，渣料计算模型程序，包括：副枪或烟气分析二级系统，或可以根据物料和热量平衡制作的物料和热量平衡计算模型，如果有副枪或烟气分析二级系统的，可以利用副枪或烟气分析二级进行计算造渣料加入量；如果没有副枪或烟气分析二级系统的，可以根据物料和热量平衡制作计算程序。所述副枪或烟气分析二级系统为本领域公知的系统。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤2)中，所述各类造渣料包括：石灰、生白云石和污泥球(烧结矿)等造渣料中的有一种或两种以上，提前将废钢斗放入废钢称上，再根据计算结果，准确装入各类造渣料；石灰、生白云石、污泥球(烧结矿)等造渣料要均匀平铺在废钢斗底部。

所述物料和热量平衡计算模型为：

烧结矿加入量计算公式如下：

烧结矿加入量＝((M_铁-120)*7.5+(20-M_废钢)*10+(Si-0.3％)*10000*2.2+(0.30％-Si_铁水硅)*100*80*0.67+(0.30％-Si_铁水硅)*100*80*0.69+(T_铁水温度-1350)*0.8*100/3+1000；

石灰加入量公式为：石灰加入量＝80*Si_铁水硅，即石灰加入量公式按照80*硅数(例如，铁水硅0.30％，石灰加入量为80*30＝2400kg)，

生白云石的加入量为石灰加入量的50％；(理论超出的按照≤2000kg)：

其中：M_铁为铁水量；M_废钢为废钢量；Si_铁水硅为铁水中硅含量，T_铁水温度为铁水温度。

所述物料和热量平衡计算模型以铁水量120吨、铁水硅0.30％、铁水温度1350℃，废钢20吨，终点温度1630℃，终点碳0.10％计算数据为基准，进行计算；即物料和热量平衡计算模型中的数值120为铁水量(吨)，0.30为铁水硅(％)、1350为铁水温度℃，20为废钢(吨)，1630为终点温度(℃)，0.10为终点碳(％)；7.5为1吨铁水升温值(℃)，1吨铁水理论升温8.1℃，实际按照7.5℃；10为1吨废钢温降值(℃)，1吨废钢理论温降11.88℃，实际按照10℃；2.2为0.01％硅升温值(℃)，0.01％硅理论升温2.78℃，实际按照2.2℃；3为100Kg矿石值(℃)，100Kg矿石理论降温4.32℃，实际按照3℃；0.69为100kg生烧白云石温降值(℃)；0.67为100kg石灰温降值(℃)，0.8为1度铁水温度对终点温度影响值(℃)。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤3)中，所述废钢包括：重型废钢和/或钢切削、破碎料压饼，

其中，重型废钢尺寸：长度≤1000mm，宽度≤500mm，高度≤300mm；钢切削、破碎料压饼尺寸：长度≤400mm，宽度或直径≤350mm，且废钢尺寸标准长、宽、高不低于10cm，废钢中不得含有破碎料自产小于标准的渣钢，防止影响开吹打火。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤4)中，为提高开吹打火效果，溅渣结束将所有炉渣全部倒入渣盆，采取未留渣操作。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤5)中，倒渣结束，将转炉摇至45-50゜进行加废钢作业，待废钢及造渣料加入后，向下摇炉到85-95゜，然后再将转炉摇至兑铁位进行兑铁作业。

作为本发明方法的一种改进，所述步骤7)中，将氮气调节阀开至最大，氮气总管压力不低于1.6Mpa，开吹前将氧枪降至3.0-3.5m，25～35秒，立即转化成氧气进行开吹打火。

作为本发明方法的一种改进，其他未标明调整参数部分按原定控制参数进行控制。

本发明具有如下的有益效果：

1)本发明通过调整转炉造渣料加入方式，优化留渣及开吹打火工艺，实现炉外精准配加造渣料的方法，能应对高位料仓无法上料及高位料仓故障等，确保转炉正常的生产组织。

2)本发明能够杜绝因高位料仓无法下料，影响转炉生产，进而影响高炉休风或铸铁块，造成的热量损失及生产成本增加。

附图说明

图1为本发明的渣料放置示意图；

附图标记：

1、废钢斗；2、烧结矿；3、石灰；4、生烧白云石；5、钢切削压饼；6、螺纹钢压块。

具体实施方式

下面结合实施例、对比例对本发明做进一步说明。但本发明的保护范围不限于此。

本发明的装入结构，如图1，具体为：提前将废钢斗1放置在废钢称上，利用装载机将各类造渣料装入废钢斗1底部；将所有造渣料加入废钢斗底部后，再利用行车将各类废钢加入废钢斗内。其中，造渣料包括：烧结矿2；石灰3；生烧白云石4；废钢包括钢切削压饼5、螺纹钢压块6。

实施例1：120吨氧气顶底复吹转炉从废钢斗加入造渣料

本发明提供一种转炉炉外精准配加造渣料的炼钢方法，所述方法包括以下步骤：

1)转炉入炉铁水硅0.38％，铁水锰0.42％，铁水温度1387℃，铁水量122.5吨，废钢19.6吨，终点目标温度1630℃、碳0.10％。

2)根据上述入炉条件及终点目标温度，通过副枪二级系统(没有副枪系统，可以根据热量平衡和物料平衡制作计算程序)，计算出各类造渣料加入量，石灰量3230kg、生白云石量1615kg、污泥球量3042kg。

3)该炉次废钢斗实际加入石灰3446kg、生白云石1512kg、污泥球2963kg，废钢19.6吨、铁水122.5吨。

4)上炉次溅渣结束，将炉渣全部倒入渣盆，然后将转炉摇至45-50°进行加废钢作业，废钢加入后，将转炉向下摇至85-95°，再将转炉摇至兑铁位35-40°。

5)兑铁结束，先将转炉摇至“零位”，然后再向后摇炉30°左右，再摇回“零位”。

6)将氧枪从待吹位降至3.0-3.5m，开氮气对炉渣进行30秒，立即转换成氧气，并逐步降枪至1.85m，氧压按照开吹曲线进行，并关注开吹打火情况。

7)吹炼过程枪位1.40-1.45m，过程不再加造渣料，该炉次吹炼过程无返干和喷溅发生。

8)该炉次吹炼12分36秒，终点温度1632℃、碳0.105％、磷0.020％，一次拉碳放钢。

对比例1：120吨氧气顶底复吹转炉从废钢斗加入造渣料

1)转炉入炉铁水硅0.35％，铁水锰0.39％，铁水温度1369℃，铁水量121.6吨，废钢20.2吨，终点目标温度1630℃、碳0.10％。

2)根据上述入炉条件及终点目标温度，通过副枪二级系统(没有副枪系统，可以根据热量平衡和物料平衡制作计算程序)，计算出各类造渣料加入量，石灰量3315kg、生白云石量1685kg、污泥球量2174kg。

3)造渣料装入废钢底部，实际加入石灰3246kg、生白云石1512kg、污泥球2163kg，废钢20.2吨；然后再装入废钢。

4)转炉出钢结束，将转炉摇至炉前进，摇炉角度控制在110-115°行倒渣作业，然后将转炉摇回“零位”进行溅渣护炉。

5)溅渣护炉结束后，将转炉摇至45-50°进行加废钢作业，加入废钢后向下摇炉至85-95°，再将转炉摇至35-40°进行兑铁作业，铁水量121.6吨。

6)兑铁作业结束，转炉摇回“零位”，直接进行降枪开吹，氧枪降至3.0-3.5m时开氧，氧压按照开吹曲线进行，开吹40秒火焰仍未起来，提枪关氧，使用氮气吹扫烟道50秒，然后先向后摇炉，再向前摇炉，反复各2次，然后再向前摇炉倒出部分炉渣。

7)倒出部分炉渣后，将转炉摇回“零位”，再次进行开吹打火正常，该炉次共影响时间7分20秒，且存在吃漏氧枪的风险。

8)该炉次吹炼13分56秒，终点温度1603℃、碳0.075％、磷0.025％，一次拉碳放钢。

对比例2：120吨氧气顶底复吹转炉从废钢斗加入造渣料

1)转炉入炉铁水硅0.33％，铁水锰0.41％，铁水温度1372℃，铁水量121.1吨，废钢19.7吨，终点目标温度1630℃、碳0.10％。

2)根据上述入炉条件及终点目标温度，通过副枪二级系统(没有副枪系统，可以根据热量平衡和物料平衡制作计算程序)，计算出各类造渣料加入量，石灰量2805kg、生白云石量1403kg、污泥球量2073kg。

3)废钢斗内先装入废钢，废钢19.7吨；然后再在废钢上面装上各类造渣料，实际加入石灰2776kg、生白云石1312kg、污泥球1952kg。

4)转炉出钢结束，先进行溅渣护炉，溅渣结束将炉渣全部倒入渣盆。

5)炉渣倒入渣盆后，将转炉摇至加废钢位45-50°，加入废钢及所有造渣料；然后在进行兑铁作业。

6)兑铁结束将转炉摇回“零位”，并向后摇炉30°，再摇回“零位”，将氧枪降至3.0-3.5m，先开氮气吹扫30秒以上，立即转换成氧气，氧压按照开吹曲线进行，该炉次开吹45秒仍未打着火，提枪关氧，先开氮气吹扫烟道50秒以上，然后向后摇炉，再向前摇炉，反复各2次，然后再向前摇炉确认炉渣情况，发现大量石灰、生白云石漂浮在上面。抬炉后，向前向后摇炉各4次角度45°，转炉摇回“零位”后，先开氮气进行吹扫50秒以上，再次进行开吹打火，开吹40秒后火焰正常，该炉次吹炼5分23秒有大量的溢渣，该炉次共影响12分35秒，造成连铸机更换滑块及降液面，对正常的生产组织及安全生产造成较坏的影响。

7)该炉次吹炼14分29秒，终点温度1585℃、碳0.115％、磷0.019％，补吹30秒放钢。

通过实施例与对比例1看出，对比例1按照正常炉次进行留渣作业，再加上对比例1一次性将造渣料通过废钢斗加入炉内，造成炉内渣层厚度较高，再加上加入的造渣料，导致对比例1第一次开吹打火不良，提枪后进行氮气吹扫烟道，并前后摇炉各2次，并倒出部分炉渣，再次开出打火正常，共计影响时间7分20秒，因开吹打火不良，来回摇炉，导致该炉次温度损失较大，造成终点碳及温度偏低。

通过实施例与对比例2看出，对比例2先将废钢加入废钢斗底部，最后加入各类造渣料，并将炉渣全部倒入渣盆，未采取留渣作业，其他操作均与实施例一样，第一次开吹打火不良，提枪后开氮气吹扫烟道，并前后摇炉2次，再次向前摇炉确认炉内炉渣情况时，发现大量石灰及白云石漂浮在铁水及废钢上面，开吹打火时阻断了氧气流股与金属液面的接触，造成对比例2开吹第一次打火良。向前倒炉发现炉内有大量石灰及白云石漂浮，采取再次前后摇炉，将石灰及白云石进入金属液面或废钢缝隙内，使金属液面部分裸露，再次开吹打火时40秒后火焰正常，因第二次开吹打火持续40秒，造成炉渣中氧化铁含量富余，对比例2炉次吹炼5分23秒时有大量的溢渣现象，并且该炉次共影响12分35秒，造成连铸机更换6个滑块及降液面操作，对正常的生产组织造成较坏的影响；也造成该炉次炉体渣层较薄。因2次开吹打火不良，来回摇炉及刺氮气吹扫，导致金属液温度损失较大，该炉次终点温度偏低45℃，进行补吹处理，造成该炉次过氧化，影响钢水质量及合金成本增加。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，所述方法包括以下步骤：

1)通过渣料计算模型，计算出各类造渣料加入量；

2)将废钢斗放置在废钢称上，将各类造渣料装入废钢斗底部；

3)将所有造渣料加入废钢底部后，再将各类废钢装入废钢斗内；

4)转炉出钢结束，炉渣溅干后再将炉渣倒入渣盆内；

5)炉渣倒完后，再将转炉摇至45～50゜进行加废钢作业，然后再进行兑铁作业；

6)兑铁结束，先将转炉向后摇至28～32゜，再摇回“零位”；

7)将氧枪降至开吹枪位，先开氮气吹扫，关闭氮气，转换成氧气，进行开吹打火；

8)开吹枪位较正常枪位低50～100mm，吹炼后将枪位提高至正常枪位；过程枪位较正常枪位高50～100mm，之后逐步降低枪位至正常枪位。

2.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述渣料计算模型包括：副枪或烟气分析二级系统，或根据物料和热量平衡制作的物料和热量平衡计算模型。

3.根据权利要求2所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤1)中，造渣料包括：石灰、生白云石和和烧结矿中的有一种或两种以上。

4.根据权利要求3所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述物料和热量平衡计算模型为：

烧结矿加入量计算公式如下：

烧结矿加入量＝((M_铁-120)*7.5+(20-M_废钢)*10+(Si-0.3％)*10000*2.2+(0.30％-Si_铁水硅)*100*80*0.67+(0.30％-Si_铁水硅)*100*80*0.69+(T_铁水温度-1350)*0.8*100/3+1000；

石灰加入量公式为：石灰加入量＝80*Si_铁水硅，

生白云石的加入量为石灰加入量的50％；

其中：M_铁为铁水量；M_废钢为废钢量；Si_铁水硅为铁水中硅含量，T_铁水温度为铁水温度。

5.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述废钢包括：重型废钢和/或钢切削、破碎料压饼，

其中，重型废钢尺寸：长度≤1000mm，宽度≤500mm，高度≤300mm；钢切削、破碎料压饼尺寸：长度≤400mm，宽度或直径≤350mm，且废钢尺寸标准长、宽、高不低于10cm。

6.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤4)中，溅渣结束将所有炉渣全部倒入渣盆，采取未留渣操作。

7.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤5)中，待废钢及造渣料加入后，向下摇炉到85-95゜，然后再将转炉摇至兑铁位35-40°，进行兑铁作业。

8.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤7)中，将氮气调节阀开至最大，氮气总管压力不低于1.6Mpa，开氮气吹扫25～35秒，关闭氮气。

9.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤7)中，开吹前将氧枪降至3.0-3.5m，立即转化成氧气进行开吹打火，氧压按照开吹打火曲线进行。

10.根据权利要求1所述的转炉炉外配加造渣料的炼钢方法，其特征在于，所述步骤8)中，吹炼2～3分钟将枪位提高至正常枪位。

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