CN116751929A - 一种半钢炼钢连续造渣的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半钢炼钢连续造渣的方法，包括：对炉内提钒半钢钢水进行吹炼，吹炼完成后，出钢并留渣；出钢结束后向炉内加入碳质材料，并吹氧冶炼使炉渣升温；吹氧结束后向炉内加入脱氧脱磷剂，加入脱氧脱磷剂后调整底吹氮气强度，进行钢渣脱氧脱磷处理；炉内留渣并兑入提钒半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分和碱度，进行吹炼；重复上述步骤至连续冶炼至少4炉后，将炉渣全部倒出。本发明的方法通过冶炼后留渣并连续造渣能够更好地促进炼钢渣的快速形成，有利于转炉脱磷、控制转炉回硫，同时还可以利用钢渣的热量、增加炼钢转炉废钢消耗、减少能量损失，有利于半钢炼钢经济技术指标提升。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，更具体地涉及一种半钢炼钢连续造渣的方法。
背景技术
提钒半钢具有碳低(平均在3.6％左右)、硅低(0.01％以下)、锰低(0.05％以下)、热源不足、成渣元素含量低、温度较铁水高、炉渣前期氧化性较低以及初期成渣较困难等特点。
由于半钢中成渣元素含量低，半钢炼钢中初渣的形成与初渣中FeOn有很大的关系，要使石灰快速熔解渣化，初渣中FeOn必须达到一定合理值。当初渣中FeOn含量低于合理值，对石灰的溶解带来了下述不利影响：由于FeOn对降低石灰熔点形成低熔点化合物的作用，FeOn含量低使石灰熔解的热力学条件变化；FeOn对降低炉渣粘度的作用也是非常显著的，其含量过少炉渣就会返干，呈半凝固状态，丧失脱磷能力，因此FeOn对石灰的积极溶解作用首先是与它对炉渣粘度的影响相联系。由于半钢炼钢造渣难度大，现场冶炼操作时渣料加入批次多，使得烟气粉尘产生量大，氧枪枪位控制与降碳速度的控制难度非常大。
专利CN102312037A公开了“一种炼钢造渣的方法”，该方法包括，将提钒后的半钢加入炼钢炉中，并向其中吹氧进行吹炼，在吹炼开始后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8.5千克的石灰、4-7.5千克的高镁石灰、5-11.5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，在形成初渣至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8.5千克的石灰和4-7.5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中，继续吹炼，得到钢水和终渣；助熔剂为精炼钢包渣。该方法造渣消耗辅料多且初渣成渣较困难。
专利CN101921891A公开了“一种利用机烧尾矿辅助半钢炼钢造渣方法”，该方法将烧结过程中产生机烧尾矿回收，筛选出的粒度5-30mm的机烧尾矿作为半钢炼钢造渣剂，半钢炼钢时，在吹炼开始后0～2分钟之间，按照5～10kg/t钢向炉内加入机烧尾矿，辅助吹炼前期快速成渣。该方法同样存在造渣消耗辅料多的问题，成渣较困难且增加了炼钢过程的温度损失，不利于钢铁料消耗的降低。
因此，有必要对现有的造渣技术进行改进以促进炼钢渣的快速形成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半钢炼钢连续造渣的方法以解决现有技术中存在的上述问题中的至少一项。
为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
根据本发明的一方面，提供一种半钢炼钢连续造渣的方法，包括下列步骤：
步骤S1：对炉内提钒半钢钢水进行吹炼，吹炼完成后，出钢并留渣；
步骤S2：出钢结束后向炉内加入碳质材料，并吹氧冶炼使炉渣升温；
步骤S3：吹氧结束后向炉内加入脱氧脱磷剂，加入脱氧脱磷剂后调整底吹氮气强度，进行钢渣脱氧脱磷处理；
步骤S4：炉内留渣并兑入提钒半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分和碱度，进行吹炼；
步骤S5：重复步骤S1至S4至连续冶炼至少4炉后，将炉渣全部倒出。
根据本发明的一个实施例，步骤S1中，所述留渣为全留渣。
根据本发明的一个实施例，步骤S2中，所述碳质材料包括焦丁、石墨、焦炭中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述碳质材料的添加量为渣量重量的3％～5％。
根据本发明的一个实施例，步骤S2中，吹氧时间为1～2min，氧气压力为0.3～0.8MPa，钢渣温度升高至1350～1500℃。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，所述脱氧脱磷剂包括硅铁粉、铝粒中的至少一种，所述脱氧脱磷剂的加入量为钢渣重量的20％～30％。
根据本发明的一个实施例，当所述脱氧脱磷剂为硅铁粉与铝粉的混合物时，硅铁粉与铝粉的重量比为3～6：1。
根据本发明的一个实施例，步骤S3中，底吹氮气的强度控制在500Nm3/min以上，反应时间控制在5min以上。
根据本发明的一个实施例，步骤S4中，碱度控制在2.5～3.5之间。
根据本发明的一个实施例，步骤S5中，冶炼4～7炉后，将炉渣全部倒出。
由于采用以上技术方案，本发明提供的半钢炼钢连续造渣的方法与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的方法通过冶炼后留渣并连续造渣能够更好地促进炼钢渣的快速形成，有利于转炉脱磷、控制转炉回硫，同时还可以利用钢渣的热量、增加炼钢转炉废钢消耗、减少能量损失，有利于半钢炼钢经济技术指标提升。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的一个实施例的半钢炼钢连续造渣的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
图1示出了根据本发明的一个实施例的半钢炼钢连续造渣的方法的流程图。下面结合该图本发明的方法进行详细介绍。
根据本发明的半钢炼钢连续造渣的方法总体包括下列步骤：
步骤S1：对炉内提钒半钢钢水进行吹炼，吹炼完成后，出钢并留渣；
步骤S2：出钢结束后向炉内加入碳质材料，并吹氧冶炼使炉渣升温；
步骤S3：吹氧结束后向炉内加入脱氧脱磷剂，加入脱氧脱磷剂后调整底吹氮气强度，进行钢渣脱氧脱磷处理；
步骤S4：炉内留渣并兑入提钒半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分和碱度，进行吹炼；
步骤S5：重复步骤S1至S4至连续冶炼至少4炉后，将炉渣全部倒出。
下面对各个步骤的具体操作进行详细介绍。
在步骤S1：对炉内提钒半钢钢水进行吹炼，吹炼完成后，出钢并留渣。该步骤中冶炼的钢水是经过专用转炉提钒后的半钢，含钒铁水经脱硫提钒后获得的半钢中碳质量百分含量一般在3.0％～4.0％，半钢中硅、锰发热成渣元素含量均为痕迹，因此半钢冶炼具有成渣时间晚、脱磷效果不佳，热量不足等特点。在该步骤中，如果其冶炼的是第一炉钢水而没有上一炉冶炼留下的钢渣，则需要在冶炼时加入造渣料，造渣料可以选用例如高镁石灰、活性石灰等。吹炼可以采用常规的顶底复合吹炼。留渣为全留渣。由于采用了留渣操作，有利于初期渣尽早形成，并且能提高前期去除P、S的效率。
在步骤S2中，出钢结束后向炉内加入碳质材料，并吹氧冶炼使炉渣升温。其中，碳质材料包括焦丁、石墨、焦炭中的一种或多种。碳质材料的添加量为渣量重量的3％～5％。吹氧时间为1～2min，氧气压力为0.3～0.8MPa，钢渣温度升高至1350～1500℃。通过添加碳质材料并吹氧冶炼，碳与氧反应生成一氧化碳和二氧化碳，这些反应为放热反应，其促使炉渣升温，以保证钢渣具有较好的流动性和合适的温度，为钢渣还原脱磷创造条件。与钢渣中加入碳质还原剂脱磷的操作不同，利用碳质还原剂脱磷需要通入氮气，且炉渣温度应控制在1500℃以上才有利于碳将磷的氧化物还原。而本发明的方法加入碳质材料主要用于与通入的氧气反应放热，从而促使炉渣升温，以此对炉渣进行改性。因此，本发明的方法中还需要对吹氧的时间和压力进行控制，以将钢渣的温度控制在具有较好的流动性和便于后续脱磷的合适温度。
在步骤S3中，吹氧结束后向炉内加入脱氧脱磷剂，加入脱氧脱磷剂后调整底吹氮气强度，进行钢渣脱氧脱磷处理。脱氧脱磷剂可以包括硅铁粉和铝粒中的至少一种，当脱氧脱磷剂为硅铁粉与铝粉的混合物时，硅铁粉与铝粉的重量比为3～6：1。脱氧脱磷剂的加入量为钢渣重量的20％～30％。可以采用高位料仓直接加入脱氧脱磷剂，加入后提高底吹氮气强度至500Nm3/min以上，反应时间控制在5min以上。
在步骤S4中，炉内留渣并兑入提钒半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分和碱度，进行吹炼。吹炼时用氧枪吹氧，碱度可以控制在2.5～3.5之间，底吹氮气，当终点温度达到1600℃时出钢，出钢后炉渣留在炉内继续循环利用。
在步骤S5中，重复步骤S1至S4至连续冶炼至少4炉后，将炉渣全部倒出。在一些实施例中，可以冶炼4～7炉后，将炉渣全部倒出。
以下为根据本发明的半钢炼钢连续造渣的方法的具体试验例。除非另有说明，下列实施例中所使用的原料、设备、耗材等均可通过常规商业手段获得。
实施例1
在120t转炉半钢炼钢过程中采用多炉连续造渣的工艺，即在完成吹炼第一炉后，正常出钢并留渣。出钢结束后加入渣量重量5％的焦丁等碳质材料，并吹氧2min进行升温，以保证钢渣具有较好的流动性和合适的温度，为钢渣还原脱磷创造条件，此时氧气压力控制在0.3MPa，钢渣温度升高到1500℃。吹氧结束后加入硅铁粉进行钢渣脱氧脱磷，加入量为钢渣重量的30％，加入方式为高位料仓直接加入，加入后提高底吹氮气强度至600Nm3/min，反应时间控制在7min。留渣在炉内，兑入半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分，并将碱度控制在3.5。冶炼结束后出钢留渣，并同样采用添加碳质材料并通氧以及添加脱氧脱磷剂的钢渣升温-脱氧脱磷操作。重复炉渣升温-脱磷-炼钢的操作7炉后出钢出渣。所冶炼的钢水终点磷含量均在0.006％～0.012％之间。该方法不仅可以更好地促进炼钢渣的快速形成，有利于转炉脱磷、控制转炉回硫，同时还可以利用钢渣的热量、增加炼钢转炉废钢消耗、减少能量损失。
实施例2
在120t转炉半钢炼钢过程中采用多炉连续造渣的工艺，即在完成吹炼第一炉后，正常出钢并留渣。出钢结束后加入渣量重量3％的石墨等碳质材料，并吹氧1min进行升温，以保证钢渣具有较好的流动性和合适的温度，为钢渣还原脱磷创造条件，此时氧气压力控制在0.6MPa，钢渣温度升高到1400℃。吹氧结束后加入硅铁粉和铝粒(两者之比为4：1)进行钢渣脱氧脱磷，加入量为钢渣重量的25％，加入方式为高位料仓直接加入，加入后提高底吹氮气强度至560Nm3/min，反应时间控制在6min。留渣在炉内，兑入半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分，并将碱度控制在3.0。冶炼结束后出钢留渣，并同样采用添加碳质材料并通氧以及添加脱氧脱磷剂的钢渣升温-脱氧脱磷操作。重复炉渣升温-脱磷-炼钢的操作6炉后出钢出渣。所冶炼的钢水终点磷含量均在0.007％～0.011％之间。该方法不仅可以更好地促进炼钢渣的快速形成，有利于转炉脱磷、控制转炉回硫，同时还可以利用钢渣的热量、增加炼钢转炉废钢消耗、减少能量损失。
实施例3
在200t转炉半钢炼钢过程中采用多炉连续造渣的工艺，即在完成吹炼第一炉后，正常出钢并留渣。出钢结束后加入渣量重量3％的焦丁等碳质材料，并吹氧1.5min进行升温，以保证钢渣具有较好的流动性和合适的温度，为钢渣还原脱磷创造条件，此时氧气压力应在0.8MPa，钢渣温度升高到1350。吹氧结束后加入铝粒进行钢渣脱氧脱磷，加入量为钢渣重量的20％，加入方式为高位料仓直接加入，加入后提高底吹氮气强度至900Nm3/min，反应时间控制在8min。留渣在炉内，兑入半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分，并将碱度控制在2.5。冶炼结束后出钢留渣，并同样采用钢渣升温-脱氧脱磷操作。重复炉渣升温-脱磷-炼钢的操作4炉后出钢出渣。所冶炼的钢水终点磷含量均在0.007％～0.010％之间。该方法不仅可以更好地促进炼钢渣的快速形成，有利于转炉脱磷、控制转炉回硫，同时还可以利用钢渣的热量、增加炼钢转炉废钢消耗、减少能量损失。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种半钢炼钢连续造渣的方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤S1：对炉内提钒半钢钢水进行吹炼，吹炼完成后，出钢并留渣；
步骤S2：出钢结束后向炉内加入碳质材料，并吹氧冶炼使炉渣升温；
步骤S3：吹氧结束后向炉内加入脱氧脱磷剂，加入脱氧脱磷剂后调整底吹氮气强度，进行钢渣脱氧脱磷处理；
步骤S4：炉内留渣并兑入提钒半钢钢水进行二次冶炼，加入活性石灰调整炉渣成分和碱度，进行吹炼；
步骤S5：重复步骤S1至S4至连续冶炼至少4炉后，将炉渣全部倒出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述留渣为全留渣。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述碳质材料包括焦丁、石墨、焦炭中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述碳质材料的添加量为渣量重量的3％～5％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，吹氧时间为1～2min，氧气压力为0.3～0.8MPa，钢渣温度升高至1350～1500℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述脱氧脱磷剂包括硅铁粉、铝粒中的至少一种，所述脱氧脱磷剂的加入量为钢渣重量的20％～30％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述脱氧脱磷剂为硅铁粉与铝粉的混合物时，硅铁粉与铝粉的重量比为3～6：1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，底吹氮气的强度控制在500Nm3/min以上，反应时间控制在5min以上。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，碱度控制在2.5～3.5之间。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，冶炼4～7炉后，将炉渣全部倒出。
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