一種轉爐利用廢鋼冶煉半鋼的方法與流程
2023-07-28 20:51:56
本發明屬於冶金技術領域,具體涉及一種轉爐利用廢鋼冶煉半鋼的方法。
背景技術：
隨著經濟社會發展，廢鋼的產生量將不斷增加，其做為一種可循環利用材料，如何進行有效利用成為擺在冶金工作者面前的難題。採用轉爐系統熔化廢鋼，常用的技術有二次燃燒，廢鋼預熱熔池底部噴煤粉等技術。該類技術廢鋼使用比例及冶煉周期受到較大限制，使用煤粉等補熱材料造成的鋼水增氮、增氫問題難以解決。採用底噴煤粉工藝，設備投資大，維護複雜，爐齡受到較大影響。
本發明涉及在裝有一部分鐵水或半鋼的轉爐中連續加入廢鋼冶煉半鋼的方法。熔池頂部加入矽質和碳質原料並吹入氧氣實現廢鋼升溫和增碳。冶煉過程連續加入廢鋼並定期排放部分半鋼實現連續冶煉。利用另一座轉爐將半鋼冶煉成為合格鋼水進而實現轉爐100%使用廢鋼煉鋼。
本發明實現轉爐利用廢鋼冶煉半鋼，由於半鋼碳含量＞3.0%，在後續半鋼冶煉過程中消除了鋼水增氮、增氫問題。採用矽質原料+碳質原料配合使用，及合理的加料方式，成功的解決了廢鋼快速熔化及頂部加碳質材料的增碳效率問題，實現高效穩定的半鋼冶煉。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種轉爐利用廢鋼冶煉半鋼的方法。
為解決上述技術問題，本發明採取的技術方案是：一種轉爐利用廢鋼冶煉半鋼的方法，所述方法包括入爐原料控制、吹煉控制及半鋼出鋼控制；所述入爐原料控制，採用高位料倉加入矽質、碳質補熱增碳劑。
本發明所述入爐原料控制，先由高位料倉加入矽質、碳質補熱增碳劑，轉爐傾斜使用料槽加入廢鋼，搖爐至吹煉位置開始吹氧。此方法可大幅度提高碳質材料在熔池的熔解增碳，確保半鋼碳含量＞3.0%。
本發明所述入爐原料控制，矽質、碳質補熱增碳劑使用比例為1:0.8-1:1.5；所述矽質補熱劑主要化學成分為si：55-95%；所述碳質補熱增碳劑主要化學成分為c≥80%。
本發明所述入爐原料控制，初始及冶煉過程中，熔池內鐵水或半鋼總量佔轉爐爐容的30-90%，之後用料鬥連續加入廢鋼，每次廢鋼加入量不大於轉爐公稱容量的30%。廢鋼種類限定使用破碎料廢鋼及輕質壓塊型廢鋼。
本發明所述矽質補熱劑主要化學成分為si：75%；所述碳質補熱增碳劑主要化學成分為c：85%。
本發明所述吹煉控制，爐渣鹼度r≤2.0。主要使用石灰造渣，形成50-100kg/t的渣量以實現轉爐造渣要求。由於使用大量矽質材料鹼度難以提高，熔池溫度低對爐襯影響小，造渣僅保證渣量即可。
本發明所述吹煉控制，底吹強度0.05-0.40nm3/t·min，通過底吹促進廢鋼熔化，底吹氣體優選氮氣。
本發明所述吹煉控制，頂吹氧氣實現升溫及熔池攪拌，較佳的頂吹氧氣強度為3.2-3.8nm3/t·min。
本發明所述半鋼出鋼控制，停吹時半鋼:c：3.0-3.5%、溫度1300-1500℃。每次熔化廢鋼時間為3-10min。
本發明所述半鋼出鋼結束後熔池內剩餘半鋼不小於轉爐公稱容量的30%，之後不斷補加廢鋼，重複上述操作，實現連續冶煉。
本發明所述廢鋼技術指標參考gb4223-2004廢鋼鐵中的相關內容。
本發明所述半鋼出鋼結束後，熔池內剩餘半鋼大於轉爐公稱容量的30%，之後不斷補加廢鋼，重複上述操作，實現連續冶煉。
本發明上述技術方案，配合另一座轉爐常規冶煉，可實現轉爐系統100%使用廢鋼煉鋼。「另一座轉爐常規冶煉」的具體工藝為本領域常規技術方案，可參考如下工藝（不限於本工藝）：將半鋼及一定比例的廢鋼再次裝入轉爐，廢鋼比例為爐容的0%-15%。使用石灰及白雲石等渣料造渣，吹氧氣脫碳升溫。為了達到合理的目標鹼度和溫度要求，可適當加入含矽物料配鹼度，使用矽鐵補熱。達到終點目標碳、溫度等目標要求時停止吹氧，出鋼。能夠實現的轉爐終點如下：
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：1、本發明一種在轉爐中連續使用廢鋼冶煉半鋼的方法，配合另一座轉爐常規冶煉，可實現轉爐系統100%使用廢鋼煉鋼。2、本發明普通頂底復吹煉鋼轉爐主體設備無需進行改造，採用矽質原料+碳質原料配合使用，及合理的加料方式，成功的解決了廢鋼快速熔化及頂部加碳質材料的增碳效率問題，實現高效穩定的半鋼冶煉。3、本發明實現轉爐利用廢鋼冶煉半鋼，由於半鋼碳含量＞3.0%，在後續半鋼冶煉過程中消除了鋼水增氮、增氫問題。4、本發明具有高度靈活性和可變性的特徵，同時先進的計算機控制系統的應用，使此發明具有較高可靠性及可重複性。5、本發明的轉爐冶煉半鋼法得以在適宜的裝備條件下極為有利的和高效的生產半鋼，同時有利於在普通鋼廠中大量對廢鋼進行工業化回收處理。6、本發明方法在煉鋼生產中有較高推廣應用價值。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細的說明。
實施例1
化廢鋼工藝：（由於採用的是廢鋼增碳技術，增碳量和吹損持平，即裝入廢鋼量和半鋼出鋼量相當）
100t轉爐冶煉，入爐鐵水：c：4.22%，si：0.80%，p：0.129%，鐵水溫度1226℃。使用矽質補熱劑si：95%；使用碳質補熱增碳劑c：80%。
鐵水重量90t，連續加入廢鋼。第一次加廢鋼10噸，矽質補熱劑660kg，使用碳質補熱增碳劑990kg；出半鋼70噸，爐內剩餘半鋼30噸；第二次加廢鋼10噸，矽質補熱劑663kg，使用碳質補熱增碳劑991kg；第三次加廢鋼10噸，矽質補熱劑663kg，使用碳質補熱增碳劑991kg；第四次加廢鋼30噸，矽質補熱劑1989kg，使用碳質補熱增碳劑2973kg；出半鋼40噸，爐內剩餘半鋼40噸，繼續加廢鋼連續冶煉。
主吹過程參數：爐渣鹼度2.0，頂吹氧氣強度3.8nm3/t·min，底吹氮氣供氣強度0.08nm3/t·min；每次熔化廢鋼時間為3-6min。
半鋼出鋼結束後熔池內剩餘半鋼大於轉爐公稱容量的30%，之後不斷補加廢鋼，重複上述操作，實現連續冶煉。
鐵包內半鋼出鋼量110t，c：3.5%，溫度1500℃。
半鋼冶煉工藝：
100t轉爐冶煉，半鋼全部入爐，加入15噸廢鋼。使用石灰及矽石造渣，吹氧脫碳升溫。終點情況如下：
實施例2
化廢鋼工藝：（由於採用的是廢鋼增碳技術，增碳量和吹損持平，即裝入廢鋼量和半鋼出鋼量相當）
100t轉爐冶煉，入爐鐵水：c：4.22%，si：0.80%，p：0.129%，鐵水溫度1226℃。使用矽質補熱劑si：55%；使用碳質補熱增碳劑c：90%。
鐵水重量30t，連續加入廢鋼。第一次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1140kg，使用碳質補熱增碳劑912kg；第二次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1140kg，使用碳質補熱增碳劑912kg；第三次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1140kg，使用碳質補熱增碳劑912kg；第四次加廢鋼30噸，矽質補熱劑3420kg，使用碳質補熱增碳劑2736kg；出半鋼50噸，爐內剩餘半鋼40噸；第五次加廢鋼30噸，矽質補熱劑3420kg，使用碳質補熱增碳劑2736kg；第六次加廢鋼30噸，矽質補熱劑3420kg，使用碳質補熱增碳劑2736kg；出半鋼60噸，爐內剩餘半鋼40噸，繼續加廢鋼連續冶煉。
主吹過程參數：爐渣鹼度1.0，頂吹氧氣強度3.2nm3/t·min，底吹氮氣供氣強度0.4nm3/t·min；每次熔化廢鋼時間為4-10min。
鐵包內半鋼出鋼量110t，c：3.0%，溫度1300℃。
半鋼冶煉工藝：
100t轉爐冶煉，半鋼全部入爐，不使用廢鋼。使用石灰及矽鐵造渣，吹氧脫碳升溫。終點情況如下：
實施例3
化廢鋼工藝：（由於採用的是廢鋼增碳技術，增碳量和吹損持平，即裝入廢鋼量和半鋼出鋼量相當）
100t轉爐冶煉，入爐鐵水：c：4.36%，si：0.55%，p：0.112%，鐵水溫度1277℃。使用矽質補熱劑si：75%；使用碳質補熱增碳劑c：85%。
鐵水重量50t，連續加入廢鋼。第一次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1200kg，使用碳質補熱增碳劑1200kg；第二次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1200kg，使用碳質補熱增碳劑1200kg；第三次加廢鋼10噸，矽質補熱劑1200kg，使用碳質補熱增碳劑1200kg；第四次加廢鋼30噸，矽質補熱劑3600kg，使用碳質補熱增碳劑3600kg；出半鋼50噸，爐內剩餘半鋼40噸；第五次加廢鋼30噸，矽質補熱劑3600kg，使用碳質補熱增碳劑3600kg，出半鋼60噸，爐內剩餘半鋼30噸，繼續加廢鋼連續冶煉。
主吹過程參數：爐渣鹼度1.5，頂吹氧氣強度3.5nm3/t·min，底吹氮氣供氣強度0.05nm3/t·min；每次熔化廢鋼時間為5-10min。
鐵包內半鋼出鋼量110t，c：3.27%，溫度1420℃。
半鋼冶煉工藝：
100t轉爐冶煉，半鋼全部入爐，加入10噸廢鋼。使用石灰及矽石造渣，吹氧脫碳升溫。終點情況如下：
以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。