CN1377976A - 一种减少铁损的转炉溅渣护炉作业方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉减少铁损的溅渣护炉作业方法,它主要是在转炉出钢前或出钢过程中向炉内渣液表面添加含碳还原剂煤粉、焦粉或石墨粉等,以还原渣液中的(FeO),提高炉渣粘度和熔点,达到溅渣护炉的目的。该方法简单易行,成本低廉,简化工艺操作,显著降低转炉炼钢成本,具有巨大的经济效益。

Description

一种减少铁损的转炉溅渣护炉作业方法
本发明涉及一种转炉溅渣护炉工艺，具体涉及一种减少铁损的转炉溅渣护炉作业方法。
溅渣护炉要求做到“溅起来、粘得住、涮不掉”。“溅起来”就是尽量少倒渣子，保留渣子，在冶炼一次命中上做文章；“粘得住”就是保证渣子有一定的粘度，控制过氧化钢，控制终点碳，降低出钢温度；“涮不掉”就是提高熔渣熔点，降低氧化铁含量，提高碱度和氧化镁含量。我国转炉炼钢厂所用的原料，由于生产产品和工艺制度差别很大，造成终点渣成份很不相同。
影响终点渣粘度和熔点(耐火度)的主要成分是MgO、TFe和碱度(CaO/SiO2)，碱度和氧化铁含量是由原料和钢种决定的，其中氧化铁变化范围较大，波动在10-30％范围内，为使溅渣层有足够的耐火度，目前各厂流行方法是调整炉渣中的MgO含量，当MgO达不到一定含量时，氧化铁就会与CaO形成低熔点铁酸钙，这时的溅渣层耐浸蚀度低，并未起到护炉作用，采用提高MgO的措施后，渣中FeO与MgO反应生成镁方铁砂，从而减少C2F相的生成，增加了溅渣层的耐火度，明显改善了溅渣护炉的效果。根据理论分析和国内外溅渣护炉的实践，在正常的转炉成份范围内，为使溅渣层有足够的耐火度，终渣MgO应控制在表II范围内(附表II)。
由表II可见，若能有效地降低终渣TFe含量，终渣MgO的含量也相应得到控制，不需调整太高。由于炼钢过程中FeO含量不易控制，因此，目前国内外钢厂依靠调整终渣MgO使炉渣变粘。尽管如此，由于冶炼的钢种多，终点成份被动范围大，在采用溅渣护炉的技术之后，仅宝钢仍有7％的炉次终点渣的MgO含量未达到饱和，直接影响到溅渣护炉的效果。
目前，国内外采用溅渣护炉的作业方法：一种是在冶炼前期或过程中，加入轻烧镁球和轻烧白云石(或菱镁石)，冶炼终点使渣做粘，转炉终渣MgO含量方可满足溅渣层耐火度的要求，炉渣的过热度不高时，出钢后可以直接喷吹氮气进行溅渣操作；另一种方法是在出钢后渣中MgO含量达不到溅渣层所要求的数值，需要加入调渣剂提高渣中MgO含量，使渣子达到一定的粘度时，实施溅渣护炉作业，但出钢后调渣的困难是渣量和渣的成份不容易准确估计，加入渣料不容易完全熔化。
上述两种工艺，都有严重不足：为平衡FeO的不利影响，而过量加入镁质料，渣料消耗过大，由于渣中MgO含量较传统工艺高，渣粘度增加，从动力学角度而言，多少不利于脱P、S；一方面降低渣的铺展性，增加吹损；另一方面使渣中铁损明显增加(附表III)，这是因为随着渣粘度提高，渣中铁珠沉降困难所至。如图(4)是渣粘度与金属铁损之间的关系。
如前所述，终渣粘度取了渣组成、MgO、FeO和R(CaO/SiO2)，终渣中TFe和MgO有一个推荐值(见附表II)，由表II可见，终渣中TFe含量下降，所要求的终渣MgO饱和值也相应降低。
本发明不是通过增加MgO含量来致渣变粘，而是在出钢前，通过向渣表面喷射还原剂使渣中的FeO还原，从而减少C2F相形成，提高熔渣粘度和熔点。终渣氧化铁低的转炉，溅渣护炉的成本低，也容易获得高炉龄，从而改善了溅渣护炉的效果。
附图1：TFe含量对炉渣熔化性温度的影响。
附图2：渣中TFe含量对炉渣粘度的影响。
附图3：渣层蚀损率与TFe的关系。
附图4：渣金属铁含量与粘度之间的关系
由图1看，渣中TFe由18％降至12％，渣子熔化温度由1330℃升高至1510℃，说明TFe降低，对提高渣子熔点十分明显，从而提高溅渣层的抗蚀损性，提高溅渣层的护炉效果，由(图3)可见，终渣TFe含量由12％增加至15％，溅渣层蚀损率由4％提高至15％，可见，终渣TFe含量对溅渣层护炉效果多么重要。
由图2可见，渣中TFe含量对渣子粘度作用十分明显。并且随着TFe含量的高低不同，粘度曲线出现温度也不相同，两者相差50℃。
由此可见，终渣中TFe的高低对终渣粘度，熔化性温度和护炉效果影响十分明显，关键是如何在吹炼结束之前，不致使渣子过粘，既有利于冶金反应，同时又使金属微珠便于在渣中沉降，减少渣中带铁损失，而在冶炼结束之后，再使渣中TFe还原减少，将渣子作粘，便于溅渣护炉作业，本发明的目的正是在于提供这样一种转炉溅渣护炉作业的方法。
本发明的目的在于开发一种既不增加渣料，同时又不致使炼钢过程渣及终渣粘度过高，致使渣带铁损和吹损增大，却可在溅渣护炉前使炉渣变粘、再实施溅渣护炉的作业方法。
本发明的方法是这样的，转炉炼钢停吹后，不立即出钢，而在出钢前用喷射机向炉内渣液面喷射含碳还原剂，预还原炉渣出钢，并视炉渣的凝渣情况，可在出钢结束后向炉渣表面添加少量稠渣剂，之后实施溅渣护炉作业。
所述的含碳还原剂主要是粉状石墨、焦炭、煤，每次吹射含碳还原剂用量为每吨钢0.5-2.0公斤碳。
实施例：50吨转炉，炉役处于中期。转炉停吹后不立即出钢，而是先向炉内添加粉状石墨和轻烧白云石(一次加入1.2公斤碳/吨钢)，反应完成后出钢，出钢毕严禁炉内留有残钢，由于炉体处于出钢位置，渣铺展表面积大、渣层薄，加之石墨粉均匀吹射，使石墨粉与渣中TFe界面积大大增加，同时由于吹入的石墨粉量少(吨钢1.2公斤)，使炉渣温降小，此时炉渣粘度小，(FeO)扩散速度快，产生的CO气泡易溢出，因此，C-(FeO)间的反应较充分，从而使渣中FeO大幅度下降，炉渣迅速变粘。经观察炉渣颜色及流动性，不需再加调渣剂，然后观察炉衬熔损状况，决定对炉衬哪些部位重点溅渣，将转炉摇至零位，接着将氧枪降到预定枪位，调节氮气流量符合规程要求后，开始吹氮气实施溅渣护炉。溅渣过程中适当改变枪位以求得溅渣量的最大效果。炉口喷出小渣块证明溅渣状况已良好，准备结束溅渣，溅渣结束前，适当降低枪位，进一步提高溅渣量，结束溅渣、提枪、切断氮气，溅渣时间约持续3分钟。摇炉挂渣后，将剩余的炉渣倒入渣罐，等待下一炉冶炼。
还原炉渣前后，炉渣成份变化见表I。由表中可见，还原前后炉渣中的氧化铁大幅度降低。炉渣中的P2O5也不还原。
由表I出钢前喷入石墨粉还原剂炉渣还原前后成份变化：
渣成份：(％)     CaO     SiO2     AL2O3     MnO     TFe     P2O5
渣还原前     51     15     1.0     2.5     22     1.9
渣还原后     54     15     1.3     2.4     12.5     2.0
本发明工艺简单，设备简易，不需严格控制冶炼过程的炉渣成份，便于作业，成本低廉，大幅度地减少调渣剂用量和铁损，缩短空炉时间，炉渣温降小，增加转炉吃废钢能力，炉渣熔点高，改善溅渣层护炉效果。
表II  终渣MgO含量(推荐值)，％
  终渣TFe     8-14     15-22     23-30
  终渣MgO     7-8     9-10     11-13
附表III  溅渣炉次与未溅渣炉次磁选尾渣MFe含量，％
  品种   尾渣-1#   尾渣-2#      3#      4#     平均
  未溅渣     8.8     5.1     6.25     7.15     6.6
  溅渣     6.84     12.44     10.33     9.28     9.72

Claims (3)

1、一种减少转炉铁损的溅渣护炉作业方法，其特征在于：转炉炼钢停吹后，在出钢前或者出钢过程中，用喷射机向炉内渣液表面喷射含碳还原剂，预还原炉渣使渣变粘后出钢，之后实施溅渣护炉作业。
2、如权利要求1所述的一种溅渣护炉作业方法，其特征在于：转炉停吹后不立即出钢，在转炉出钢前用喷射机向炉内渣液表面喷射含碳还原剂，预还原炉渣后出钢，之后向炉内添加少量稠渣剂，随后实施溅渣护炉作业；
3、如权利要求1所述溅渣护炉作业方法，其特征在于：所述还原剂含有石墨或焦炭或煤与轻烧白云石等含镁质材料等的粉状混合料，喷射量吨钢0.5-2公斤碳。
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