CN117025878A - 一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法 - Google Patents

一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁冶金行业中的转炉炼钢技术领域,具体涉及一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法,本发明采用单渣留渣冶炼方法,根据供氧量节点控制枪位采用高‑低‑低方式进行吹炼,并且控制炉渣碱度在2.00‑2.30之间,根据供氧量节点控制石灰、白云石、烧结矿的加入时机和加入量,实现了快速化渣,提高了过程化渣能力,前期起渣时间为开吹后3min之内,较正常操作提前1.5min以上,并且实现了低碱度高效脱磷的目标,终点命中率明显改善。另外实现了少渣炼钢,使红渣量小于63kg/t钢,喷溅渣量小于6kg/t钢,保证了冶炼过程平稳,无喷溅现象。

Description

一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金行业中的转炉炼钢技术领域,具体涉及一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法。
背景技术
随着钢铁行业的竞争,迫于转炉炼钢成本压力,传统的高碱度、大渣量的转炉冶炼工艺已经逐步被淘汰。近年来国内外各个钢厂均在研究留渣作业,大多数采用双渣留渣工艺,该工艺过程倒炉倒渣,不仅影响转炉作业率,且存在安全风险。
中国专利文献CN110616290A(201910941191.4)公开了一种降低终渣高度的转炉单渣留渣冶炼方法,包括:1)铁水预处理工序;2)留渣工序;3)装入工序;4)吹炼工序:吹炼过程中分阶段控制;5)放钢。该降低终渣高度的转炉单渣留渣冶炼方法中,吹炼工序中分阶段控制,并实现对装入制度、供氧制度、造渣制度和终点进行控制,能够有效降低转炉终渣高度,从而减少转炉倒炉出钢次数,缩短冶炼周期,加快生产节奏。但是上述方法主要目的是为了解决转炉终点渣泡沫化严重的问题,并未涉及冶炼过程快速化渣和少渣冶炼等问题,从实施例中能够看出起泡沫渣时间在4.5min以上,不利于脱磷,影响转炉作业率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题,提供了一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法,本发明主要目的是实现前期快速化渣的基础上降低总渣量,在不影响脱磷率的条件下降低石灰和白云石消耗。
本发明工艺流程为循环流程,即:炉内留渣-溅渣护炉-加废钢-兑铁-吹炼-出钢-炉内留渣。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法,包括以下步骤:
S1、留渣工序;
S2、装入工序;
S3、吹炼工序:
吹炼枪位采用高-低-低方式,根据供氧量在二级模型上设置枪位参数,以开吹为起点,开吹枪位1600—1650mm,吹炼至1250—1350Nm3降枪至1500—1550mm,吹炼至1700—1800Nm3降至1450—1500mm,吹炼至1900—2000Nm3时降至1350—1400mm,吹炼至3200—3300Nm3枪位再降到1300—1350mm,吹炼至4000—4200Nm3时枪位控制在1250—1300mm,吹炼至4700—4800Nm3时枪位控制在1200—1250mm,吹炼至5000—5100Nm3时枪位控制在1100—1150mm,终点前1.5min将枪位控制在900—950mm直至终点提枪;
供氧量300Nm3之前供氧流量设置为230—250Nm3/min,供氧量300Nm3之后供氧流量设置为380—390Nm3/min,终点供氧流量设置为400—410Nm3/min;
在二级模型上设置加料模式,炉渣碱度设置在2.00-2.30之间,计算出石灰、白云石、烧结矿的加入量,根据二级模型自动计算石灰、白云石、烧结矿的加入量,具体的计算方法为现有技术,在此不做赘述,采用以下加料模式进行加料:
石灰加入方式:供氧量350—400Nm3时加入石灰总量的50—55%、在供氧量1400—1600Nm3时加入石灰总量的8—10%,之后根据供氧量每隔300—400Nm3按石灰总量的8—9%分4批加入,供氧量在4100—4200m3时加入最后一批石灰总量的4—10%的石灰;
白云石加入方式:开吹供氧量达380—400Nm3时加入白云石11—12kg/t;
烧结矿加入方式:
若计算量≥20kg/t,则开吹供氧量达400—450Nm3时加入总量的30%,其余烧结矿在供氧量达2000Nm3时按烧结矿计算总量的7%加入二批烧结矿,之后供氧量每增加300Nm3加入一批烧结矿,每批烧结矿量按计算总量的7%加入,烧结矿从1950Nm3到4950Nm3共分10批根据供氧量均匀加入;
若5kg/t<计算量<20kg/t,则开吹供氧量达400Nm3时加入总量的40%。其余烧结矿在供氧量达3000Nm3时按烧结矿计算总量的12%加入二批烧结矿,之后供氧量每增加400Nm3加入一批烧结矿,每批烧结矿量按计算总量的12%加入,烧结矿从3000Nm3到4600Nm3共分5批根据供氧量均匀加入;
若计算量≤5kg/t,则开吹供氧量达400Nm3时全部加入;
S4、出钢工序。
在本发明中枪位是控制化渣速度的关键,留渣量过大,枪位高会使炉渣化不透;枪位过低会造成氧化铁不足,化渣不良,影响过程操作,枪位必须合理才能保证化渣速度,提高脱磷效果,因此本发明根据供氧量节点控制枪位,枪位采用高-低-低方式,并且采用低碱度炉渣,碱度控制在2.00-2.30之间,根据供氧量节点控制石灰、白云石、烧结矿的加入时机和加入量,从而保证了冶炼过程平稳,无喷溅现象,并且保证了脱磷效果。
本发明的技术方案还有:步骤S1中,留渣量确定为35-50kg/t,上一炉出钢完毕后根据终渣量从炉前倒出部分红渣后进行溅渣护炉。由于渣量过多不利于过程控制,且影响动力学,通过控制留渣量,能够与枪位配合实现更好的化渣效果,提高脱磷效率。
本发明的技术方案还有:所述步骤S2为:摇炉至渣面130-140度后进行加废钢、兑铁作业。
本发明的技术方案还有:转炉少渣冶炼方法用于铁水硅≤0.55%的原料冶炼。由于硅含量高了采用单渣留渣法,冶炼转炉易出现过程喷溅现象,因此通过控制钢水中硅的含量进一步避免喷溅。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明采用单渣留渣冶炼方法,根据供氧量节点控制枪位,枪位采用高-低-低方式,并且采用低碱度炉渣,碱度控制在2.00-2.30之间,根据供氧量节点控制石灰、白云石、烧结矿的加入时机和加入量,从而保证了冶炼过程平稳,无喷溅现象。
2、本发明采用单渣留渣法,冶炼过程不倒炉倒渣,有利于提高冶炼节奏和安全作业系数。
3、本发明根据供氧量和枪位的变化控制石灰、白云石、烧结矿的加入时机和加入量,实现了快速化渣,实现了少渣炼钢,使红渣量小于63kg/t钢,喷溅渣量小于6kg/t钢。
4、现有技术为高碱度脱磷,高碱度导致渣量大,本发明通过优化单渣留渣供氧制度和造渣制度,提高了过程化渣能力,前期起渣时间为开吹后3min之内,较正常操作提前1.5min以上,并且实现了低碱度高效脱磷的目标,终点命中率明显改善。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明进行进一步阐述。
对比例
对比例采用现有技术进行冶炼,所述的转炉为120t顶底复吹转炉。
(1)将上一炉炉渣倒出部分留40kg/t钢在炉内进行溅渣护炉。
(2)溅渣完毕后向下摇炉至135度后抬炉加废钢、兑铁。
(3)根据铁水成分(Si:0.43%、P:0.165%等)、温度(1289℃)和重量、废钢量、所冶炼钢种目标(目标温度1640℃,目标碳:0.010%)以及留渣量等计算所需加入的散装料(石灰、白云石和烧结矿)。
(4)氧枪控制按照设定枪位执行。即前期1600mm,过程根据流量梯度降枪,吹炼至5266Nm3时氧枪降至900mm直至终点。
(5)加料控制:根据二级计算散装料加入量。前期加入石灰17.31kg/t,白云石12kg/t;供氧量达1500Nm3后分5批加入石灰,每批加入3.12kg/t;供氧量为4150m3时加入最后一批石灰1.73kg/t。
(6)终点控制:终点碳:0.093%,终点磷:0.019%。
(7)红渣渣量称重为83.36kg/t,喷溅渣称重为9.23kg/t。
实施例
实施例与对比例不同之处在于,实施例是根据本发明所阐述的转炉炼钢方法在120t顶底复吹转炉连续冶炼8炉钢。根据“炉内留渣-溅渣护炉-加废钢-兑铁-吹炼-出钢-炉内留渣”的循环流程连续进行冶炼。
其中,铁水成分和废钢配比见表1。炉内留渣量控制在35-50kg/t,开始进行顶底复吹冶炼,枪位采用本发明技术方案设定的模型枪位,加料方式采用本发明技术方案的模型进行。终点采用副枪TSO探头测量。TSO终点成分和温度见表2,留渣量以及过程加入石灰量和白云石量见表3,起渣时间见表4。
表1实施例的铁水成分和废钢配比表
表2 TSO测量终点温度、终点碳和TSO钢样成分
表3留渣量和石灰、白云石加入量表
序号 留渣量/(kg/t) 石灰加入量(kg/t) 白云石加入量(kg/t)
1 35 29.21 11.53
2 36 26.54 11.52
3 40 30.77 11.5
4 45 34.68 11.48
5 50 25.33 11.33
6 50 29.3 11.47
7 42 35.12 11.06
8 40 36.72 11.08
表4化渣时间
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
起渣时间/min 2.8 2.9 3.0 2.6 2.8 2.75 2.66 2.7
(1)实施例采用本发明的方法冶炼8炉钢,红渣渣量称重平均为62.18kg/t,喷溅渣称重平均为5.89kg/t,与对比例相比,红渣渣量明显降低,实现了转炉少渣冶炼的目的,并且有效减少了喷溅。
(2)另外,实施例的平均起渣时间2.78min,较现有技术的正常冶炼化渣时间提前1.22min以上,为提高脱磷率提供了良好的条件,有助于提高转炉作业率。

Claims (4)

1.一种快速化渣的转炉少渣冶炼方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、留渣工序;
S2、装入工序;
S3、吹炼工序:
吹炼枪位采用高-低-低方式,根据供氧量在二级模型上设置枪位参数,以开吹为起点,开吹枪位1600—1650mm,吹炼至1250—1350Nm3降枪至1500—1550mm,吹炼至1700—1800Nm3降至1450—1500mm,吹炼至1900—2000Nm3时降至1350—1400mm,吹炼至3200—3300Nm3枪位再降到1300—1350mm,吹炼至4000—4200Nm3时枪位控制在1250—1300mm,吹炼至4700—4800Nm3时枪位控制在1200—1250mm,吹炼至5000—5100Nm3时枪位控制在1100—1150mm,终点前1.5min将枪位控制在900—950mm直至终点提枪;
供氧量300Nm3之前供氧流量设置为230—250Nm3/min,供氧量300Nm3之后供氧流量设置为380—390Nm3/min,终点供氧流量设置为400—410Nm3/min;
炉渣碱度设置在2.00-2.30之间,计算出石灰、白云石、烧结矿的加入量,采用以下加料模式进行加料:
石灰加入方式:供氧量350—400Nm3时加入石灰总量的50—55%、在供氧量1400—1600Nm3时加入石灰总量的8—10%,之后根据供氧量每隔300—400Nm3按石灰总量的8—9%分4批加入,供氧量在4100—4200m3时加入最后一批石灰总量的4—10%的石灰;
白云石加入方式:开吹供氧量达380—400Nm3时加入白云石11—12kg/t;
烧结矿加入方式:
若计算量≥20kg/t,则开吹供氧量达400—450Nm3时加入总量的30%,其余烧结矿在供氧量达2000Nm3时按烧结矿计算总量的7%加入二批烧结矿,之后供氧量每增加300Nm3加入一批烧结矿,每批烧结矿量按计算总量的7%加入,烧结矿从1950Nm3到4950Nm3共分10批根据供氧量均匀加入;
若5kg/t<计算量<20kg/t,则开吹供氧量达400Nm3时加入总量的40%。其余烧结矿在供氧量达3000Nm3时按烧结矿计算总量的12%加入二批烧结矿,之后供氧量每增加400Nm3加入一批烧结矿,每批烧结矿量按计算总量的12%加入,烧结矿从3000Nm3到4600Nm3共分5批根据供氧量均匀加入;
若计算量≤5kg/t,则开吹供氧量达400Nm3时全部加入;
S4、出钢工序。
2.根据权利要求1所述的快速化渣的转炉少渣冶炼方法,其特征在于:步骤S1中,留渣量确定为35-50kg/t,上一炉出钢完毕后根据终渣量从炉前倒出部分红渣后进行溅渣护炉。
3.根据权利要求1所述的快速化渣的转炉少渣冶炼方法,其特征在于:所述步骤S2为:摇炉至渣面130-140度后进行加废钢、兑铁作业。
4.根据权利要求1所述的快速化渣的转炉少渣冶炼方法,其特征在于:转炉少渣冶炼方法用于铁水硅≤0.55%的原料冶炼。
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