CN117778657A - 一种测算转炉下渣量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测算转炉下渣量的方法，所述方法包括：选用低硅铝镇静钢，通过分别记录转炉终点渣样和钢包顶渣渣样中SiO2的质量分数和Al2O3的质量分数，以渣中SiO2和Al2O3的物料平衡测算转炉出钢下渣量，解决了现有的转炉下渣量的检测方法不便捷以及检测结果不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种测算转炉下渣量的方法。
背景技术
目前，转炉下渣量即转炉出钢过程中随钢水进入到钢包中的转炉渣的量，其大小不仅影响到钢水洁净度、回磷量以及脱氧剂与合金的加入量，还直接关系到钢包顶渣的氧化性，进而影响到精炼造渣工艺。因此，明确转炉下渣量，可以显著提高精炼工序中对钢水成分和造渣物料的控制精度。目前，国内外开发了较多的下渣量检定方法，如加入示踪剂、测量渣厚以及红外线检测等，然而加入的示踪剂，一般不是常规物料，需要额外采购，不够便捷；测量渣厚以及红外线检测的方法，都会因转炉熔渣的状态的不同，导致测量精度的波动，造成测量结果不准确。
综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的转炉下渣量的测定方法存在检测不够便捷以及检测结果不准确的问题。
发明内容
本发明提供一种测算转炉下渣量的方法，以解决上述现有技术中存在的现有的转炉下渣量的测定方法检测不够便捷以及检测结果不准确的问题。
为此，本发明提出一种测算转炉下渣量的方法，该方法既提高了检测的便捷性，又能提高测量结果准确度，本发明采用如下技术方案：
一种测算转炉下渣量的方法，包括以下步骤：
S1:选用低硅铝镇静钢，在转炉出钢过程中，在炉口取转炉终点渣样化验分析，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为W1％，Al2O3的质量分数为W2％；
S2:在转炉出钢时，加入质量为M1的造渣剂，单位为kg，所述造渣剂不含Si和Al；
S3:在出钢后，钢包进入氩站，加入质量为M2的化渣剂，单位为kg，所述化渣剂不含Si和Al；
S4:保证钢包底吹效果，控制强吹氩流量，使钢包内金属液及渣均匀；
S5:控制钢包在氩站吹氩时间，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为W3％、Al2O3质量分数为W4％；
S6:设钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量为m1，单位为kg，设转炉下渣量为m2，单位为kg，根据渣中Al2O3的物料平衡，则计算公式为：
m2×W2+m1＝(m2+m1+M1+M2)×W4 ， (1)
根据渣中SiO2的物料平衡，则计算公式为：
m2×W1＝(m2+m1+M1+M2)×W3， (2)
根据计算公式(1)和(2)联立求解方程，计算得到转炉下渣量m2和钢包侵蚀量m1。
进一步地，步骤S2中，所述造渣剂为生石灰。
进一步地，步骤S3中，所述化渣剂为萤石化渣。
进一步地，步骤S4中，控制强吹氩流量＞30m3/h。
进一步地，步骤S5中，控制钢包在氩站吹氩时间为3-5min。
进一步地，步骤S2中，出钢过程不加入任何合金或脱氧剂。
进一步地，步骤S2中，所述生石灰的加入量为2-4kg/t。
进一步地，步骤S3中，所述萤石化渣的加入量为0.2-0.4kg/t。
进一步地，步骤S1中，所述硅铝镇静钢为SPHC钢种。
进一步地，对于150t转炉，选用SPHC钢种，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为15.505％，Al2O3的质量分数为3.107％，在转炉出钢时，加入500kg石灰，在出钢后，钢包进入氩站，加入50kg萤石化渣，控制强吹氩流量≥30m3/h，控制钢包在氩站吹氩时间为3min，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为6.561％，Al2O3质量分数为11.931％，根据Al2O3的物料平衡计算公式(1)和SiO2的物料平衡计算公式(2)可得转炉下渣量为494.46kg，钢包侵蚀量为124.05kg。
本发明具有如下有益效果：本发明提供了一种测算转炉下渣量的方法，本方法通过分别记录转炉终点渣样和钢包顶渣渣样中SiO2的质量分数和Al2O3的质量分数，工艺过程中通过加入造渣剂、化渣剂、控制强吹氩流量以及控制钢包在氩站吹氩时间，以渣中SiO2和Al2O3的物料平衡测算转炉出钢下渣量。本方法操作简单，不需要额外的物料和设备成本，结果精确度较高。本发明在提高检测方法便捷性的同时，又提高了测量结果的准确度。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明。
炼钢厂在出钢过程中，由于钢水冲刷可能会造成钢包侵蚀，忽略钢包侵蚀这个因素对转炉下渣量计算的准确性是有影响的，因此本发明将钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量也作为一个未知参数，通过Si平衡和Al平衡建立二元一次方程，同时计算出转炉下渣量和钢包带来的氧化铝增量，本发明提高了测算转炉下渣量的精确度。
一、本发明采用的技术方案如下：
S1:选用低硅铝镇静钢，在转炉出钢过程中，在炉口取转炉终点渣样化验分析，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为W1％，Al2O3的质量分数为W2％；
S2:在转炉出钢时，加入质量为M1的造渣剂，单位为kg，所述造渣剂不含Si和Al；
S3:在出钢后，钢包进入氩站，加入质量为M2的化渣剂，单位为kg，所述化渣剂不含Si和Al；
S4:保证钢包底吹效果，控制强吹氩流量，使钢包内金属液及渣均匀；
S5:控制钢包在氩站吹氩时间，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为W3％、Al2O3质量分数为W4％；
S6:设钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量为m1，单位为kg，设转炉下渣量为m2，单位为kg，根据渣中Al2O3的物料平衡，则计算公式为：
m2×W2+m1＝(m2+m1+M1+M2)×W4 ， (1)
根据渣中SiO2的物料平衡，则计算公式为：
m2×W1＝(m2+m1+M1+M2)×W3， (2)
根据上述计算公式(1)和(2)联立求解方程，计算得到转炉下渣量m2和钢包侵蚀量m1。
进一步地，步骤S2中，所述造渣剂为生石灰。
进一步地，步骤S3中，所述化渣剂为萤石化渣。
进一步地，步骤S4中，控制强吹氩流量＞30m3/h。
进一步地，步骤S5中，控制钢包在氩站吹氩时间为3-5min。
进一步地，步骤S2中，出钢过程不加入任何合金或脱氧剂。
进一步地，步骤S2中，所述生石灰的加入量为2-4kg/t。
进一步地，步骤S3中，所述萤石化渣的加入量为0.2-0.4kg/t。
进一步地，步骤S1中，所述硅铝镇静钢为SPHC钢种。
进一步地，选用SPHC钢种，在150t转炉中，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为15.505％，Al2O3的质量分数为3.107％，在转炉出钢时，加入500kg石灰，在出钢后，钢包进入氩站，加入50kg萤石化渣，控制强吹氩流量＞30m3/h，控制钢包在氩站吹氩时间为3min，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为6.561％，Al2O3质量分数为11.931％，根据计算公式(1)和(2)可得转炉下渣量为494.46kg，钢包侵蚀量为124.05kg。
二、实施例1
1)对于150t转炉，选用低硅铝镇静钢SPHC-1R(SPHC钢种类型)，转炉出钢过程，在炉口取转炉终点渣样分析，SiO2质量分数为15.505％，Al2O3质量分数为3.107％；
2)转炉出钢时加入定量石灰，加入量为500kg，出钢过程不加入任何合金或脱氧剂；
3)出钢后，钢包进入氩站，加入定量萤石化渣，加入量为50kg；
4)保证钢包底吹效果，强吹氩流量大于30m3/h，使钢包内金属液及渣均匀；
5)钢包在氩站强吹氩196s后，关闭氩气，取钢包顶渣渣样，化验渣中SiO2质量分数为6.561％，Al2O3质量分数为11.931％；
6)设定出钢过程，钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量为m1；
7)设定转炉下渣量为m2；
8)根据渣中Al2O3物料平衡，可列式(1)：
m2×3.107％+m1＝(m2+m1+500+50)×11.931％
9)根据渣中SiO2物料平衡，可列式(2)：
m2×15.505％＝(m2+m1+500+50)×6.561％
10)根据式(1)和式(2)联立求解方程，可得转炉下渣量m2＝494.46kg；钢包侵蚀量m1＝124.05kg。
实施例2
1)对于150t转炉，选用低硅铝镇静钢SPHC-1R(SPHC钢种类型)，转炉出钢过程，在炉口取转炉终点渣样分析，SiO2质量分数为19.6％，Al2O3质量分数为1.91％；
2)转炉出钢时加入定量石灰，加入量为490kg，出钢过程不加入任何合金或脱氧剂；
3)出钢后，钢包进入氩站，加入定量萤石化渣，加入量为40kg；
4)保证钢包底吹效果，强吹氩流量大于30m3/h，使钢包内金属液及渣均匀；
5)钢包在氩站强吹氩202s后，关闭氩气，取钢包顶渣渣样，化验渣中SiO2质量分数为10.002％，Al2O3质量分数为7.644％；
6)设定出钢过程，钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量为m1；
7)设定转炉下渣量为m2；
8)根据渣中Al2O3物料平衡，可列式(1)：
m2×1.91％+m1＝(m2+m1+490+40)×7.644％
9)根据渣中SiO2物料平衡，可列式(2)：
m2×19.6％＝(m2+m1+490+40)×10.002％
10)根据式(1)和式(2)联立求解方程，可得转炉下渣量m2＝591.13kg；钢包侵蚀量m1＝77.26kg。
本发明优先选用SPHC钢种(低硅铝镇静钢的一种，SPHC合金加入量少，钢种特性与本发明方法更匹配)，通过分别记录转炉终点渣样和钢包顶渣渣样中SiO2的质量分数和Al2O3的质量分数，工艺过程中通过加入造渣剂石灰，化渣剂萤石化渣，控制强吹氩流量以及控制钢包在氩站吹氩时间，以渣中SiO2和Al2O3的物料平衡测算转炉出钢下渣量。本发明只需要测出钢渣样和钢包顶渣样就能得出结果，检测项目少，引起的误差少，另外本发明还能测算出钢包侵蚀带来的氧化铝的增加，提高了转炉下渣量的计算准确性。同时本发明操作简单，不需要额外的物料和设备成本，结果精确度较高，利用本方法测定出转炉下渣量，对于提高后续精炼工序的操作稳定性，降低物料和工序成本有较大意义。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:选用低硅铝镇静钢，在转炉出钢过程中，在炉口取转炉终点渣样化验分析，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为W1％，Al2O3的质量分数为W2％；
S2:在转炉出钢时，加入质量为M1的造渣剂，单位为kg，所述造渣剂不含Si和Al；
S3:在出钢后，钢包进入氩站，加入质量为M2的化渣剂，单位为kg，所述化渣剂不含Si和Al；
S4:保证钢包底吹效果，控制强吹氩流量，使钢包内金属液及渣均匀；
S5:控制钢包在氩站吹氩时间，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为W3％、Al2O3质量分数为W4％；
S6:设钢包包壁被钢水侵蚀的Al2O3的量为m1，单位为kg，设转炉下渣量为m2，单位为kg，根据渣中Al2O3的物料平衡，则计算公式为：
m2×W2+m1＝(m2+m1+M1+M2)×W4 ， (1)
根据渣中SiO2的物料平衡，则计算公式为：
m2×W1＝(m2+m1+M1+M2)×W3， (2)
根据计算公式(1)和(2)联立求解方程，计算得到转炉下渣量m2和钢包侵蚀量m1。
2.根据权利要求1所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S2中，所述造渣剂为生石灰。
3.根据权利要求2所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S3中，所述化渣剂为萤石化渣。
4.根据权利要求1所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S4中，控制强吹氩流量＞30m3/h。
5.根据权利要求1所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S5中，控制钢包在氩站吹氩时间为3-5min。
6.根据权利要求1所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S2中，出钢过程不加入任何合金或脱氧剂。
7.根据权利要求2所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S2中，所述生石灰的加入量为2-4kg/t。
8.根据权利要求3所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S3中，所述萤石化渣的加入量为0.2-0.4kg/t。
9.根据权利要求3所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，步骤S1中，所述硅铝镇静钢为SPHC钢种。
10.据权利要求9所述的一种测算转炉下渣量的方法，其特征在于，选用SPHC钢种，在150t转炉中，分别记录转炉终点渣样中SiO2的质量分数为15.505％，Al2O3的质量分数为3.107％，在转炉出钢时，加入500kg石灰，在出钢后，钢包进入氩站，加入50kg萤石化渣，控制强吹氩流量＞30m3/h，控制钢包在氩站吹氩时间为3min，然后关闭氩气，取钢包顶渣渣样，分别化验钢包顶渣渣样中SiO2质量分数为6.561％，Al2O3质量分数为11.931％，根据计算公式(1)和(2)可得转炉下渣量为494.46kg，钢包侵蚀量为124.05kg。
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