BOF轉爐單爐雙鋼冶煉工藝的製作方法

2023-08-11 09:55:21 1

本發明屬於煉鋼工藝
技術領域：
，具體公開一種BOF轉爐單爐雙鋼冶煉工藝，即單爐次出鋼生產兩種不同鋼種的方法。
背景技術：
：在近代的鋼鐵行業，轉爐煉鋼以節能環保、優質低耗、高效穩定等諸多優勢，越來越受到現代煉鋼企業的青睞。面對複雜的品種合同，一方面，如何發揮轉爐在優鋼向特鋼快速轉換的優勢和潛能，打通小批量合同與轉爐產能不匹配的生產瓶頸，使得出鋼量為100t的轉爐能夠滿足50t合同量的生產需求，這是轉爐煉所鋼勢必面臨的技術變革；另一方面，要實現轉爐單爐生產兩種不同的鋼種，就必須解決兩次出鋼時所需面臨的問題：⑴爐體傾動速度慢，出鋼過程中帶渣量大，鋼包回磷量高；⑵轉爐吹煉工藝不合理，導致終渣回磷率高；⑶出鋼前期擋渣不好，倒爐時下渣量增加；⑷擋渣塞命中率低，出鋼後期鋼包下渣量大，回磷量升高；⑸解決兩次出鋼時載包用的臺車；⑹轉爐出鋼位50t鋼包無底吹氬氣攪拌設施，導致出鋼後鋼包底部鋼液凝固。技術實現要素：本發明公開對一種BOF轉爐單爐雙鋼冶煉工藝，通過解決轉爐的設備及工藝技術多項創新，最終實現轉爐二次出鋼。本發明採用如下技術方案。優化爐體傾動電機工藝參數，控制轉爐下渣量；優化轉爐吹煉工藝，改善爐渣成分，減少回磷率；自行設計擋渣帽，加強前期擋渣，減少鋼包下渣量；對擋渣塞材質及形狀進行調整，解決命中率不高的問題；設計雙包位的載包臺車，解決100t鋼水分別出鋼到雙包（兩個50t小鋼包）載包臺車的難題；完善雙包位載包臺車鋼包吹氬設施後，使雙包具備吹氬攪拌功能。具體工藝步驟如下：1、調整爐體傾動電機轉速，提高轉爐出鋼後回爐速度，減少爐體回傾過程中的下渣量；2、優化轉爐氧槍吹煉工藝曲線，減少鋼液過氧化，合理控制爐渣的成份；3、設計耐材質擋渣帽，進行出鋼前期倒爐擋渣操作；4、改變擋渣塞密度及擋渣塞外型尺寸，提高擋渣塞命中率；5、改造雙包位出鋼載包臺車；6、完善雙包為出鋼臺車吹氬氣設施，滿足二次出鋼的條件，使雙包位具備吹氬攪拌功能，防止鋼液凝固。本發明有益效果：1）能夠實施二次倒爐出鋼操作，出鋼過程進行兩次擋渣操作；實現「轉爐單爐雙鋼」全新煉鋼工藝路徑，為當今世界轉爐煉鋼首創；2）發揮轉爐在鋼液純淨度方面的優勢，優化轉爐造渣及擋渣工藝，嚴格控制鋼包平均回磷量為0.0017%，達到國內同行業的最好水平；為質量提升，開闢新的工藝路徑；3）自2012年起煉鋼廠2#線將原100%由電弧爐生產的合同量的80%～92%，逐步轉化為轉爐轉移鋼水生產，滿足客戶對小批量合同的需求，降低了煉鋼生產成本。附圖說明圖1是轉爐氧槍吹煉槍位曲線；圖2是轉爐氧槍供氧強度曲線；圖3是新設計耐材質擋渣帽；圖4是改形擋渣塞外形尺寸；圖5是雙包位出鋼載包臺車及鋼包氬氣底吹裝置。圖標說明：帽頭1、擋渣帽2、帽尾3、安裝杆4、安裝插孔5、擋渣杆插孔6、擋渣塞7、出鋼導流槽8、50t鋼包9、稱重傳感器10、車輪組11、內置氬氣管路12、雙包位臺車13、減速機組14。具體實施方式以下結合附圖和優選實施例對本發明進一步說明。實施例11.轉爐傾動電機組工藝參數為電機額定電流為50HZ，轉速589r/min，投產時，電機執行電流為38HZ。轉爐第一包出鋼結束時，因爐內仍剩餘60t左右的鋼水量，無法實施投標擋渣操作，經測定在回爐（-92°至-56°）36°區間內的運行時間是6s,由於的現行的電機運行參數使爐體傾動速度不是特別理想，導致第一包下渣量大，造成鋼包回磷率高，2014年～2015年因轉爐一次出鋼下渣量多，導致轉移鋼水生產的鋼種大批量成品磷成份不合。為減少出鋼下渣量，合理控制回磷率，提高回爐速度是一項必要措施，將傾動電機輸入電流由原參數30HZ修改為45HZ,使等距離內爐體回傾速度縮短時間2.55s，現電機運行數據見表1；表1調整傾動電機輸出功率後，出鋼結束回爐時間縮短直接減少平均下渣量180kg/爐，轉爐終渣渣中五氧化二磷含量為2.4%，減少回磷量為0.003%。2.吹煉工藝優化：由於轉爐長期執行目前通用的氧槍吹煉工藝暨變槍恆壓吹煉模式，即氧槍開吹及過程槍位控制在160cm～150cm；氧氣流量恆定控制在23000Nm3/h，使轉爐終點碳含量普遍偏低、鋼液過氧化嚴重、爐渣中FeT含量較高，使出鋼夾渣或下渣造成鋼包回磷率高，使煉鋼在生產過程中出現個別爐號磷含量超出鋼種規格範圍。提高終點碳含量、減少鋼液過氧化問題，降低渣中先FeT含量是解決爐渣回磷的關鍵點。優化氧槍吹煉槍位及供氧強度尤為重要，首先是調整氧槍吹煉槍位，氧槍吹煉槍位曲線見圖1：開吹槍位由原150cm更改為為180cm，後逐步降低150cm；氧槍過程吹煉槍位控制在150cm～180cm範圍內，拉碳槍位控制在180cm～140cm，以降低渣中氧化亞鐵含量。另外是氧槍供氧強度見圖2：開吹氧氣流量為18500Nm3/h；1′50″後氧氣流量調整為20000Nm3/h；3′50″後氧氣流量調整為21000Nm3/h；4min～12min為吹煉中期階段，氧氣流量控制在22000Nm3/h；吹煉末期拉碳階段氧氣流量由22000Nm3/h調整到23200Nm3/h。實現變槍變壓吹煉模式後，轉爐中、高碳鋼種的終點控制由工藝改進前的平均碳含量0.09%,提高到目前的0.19%～0.26%；同時低碳鋼種的鋼液過氧化爐次減少85%；最終減少兩次出鋼過程中的下渣約120kg/爐。2.1改變造渣制度：轉爐現行生產過程要提高爐渣脫磷效果，通常採取的造渣及吹煉工藝手段就是通過提高爐渣中氧化鐵含量的方法（暨鐵質成渣工藝路線），氧化鐵含量控制在18%～22%範圍內；但高含量氧化鐵的造渣及吹煉製度，也是造成現行轉爐高溫出鋼條件下回磷量高達0.004%左右的主要根源。本發明通過採用多元化造渣方式，減少回磷率，渣系優化見表2；表2充分發揮石灰石分解原理：CaCO3=（高溫）CaO+CO2↑,利用吹煉前期180s爐內矽、錳元素化學反應快速放熱的條件，當溫度達到1280℃～1400℃，對加入石灰石實施前期焙燒以平衡熔池溫度，發揮轉爐終渣氧化鈣效應，實施長效脫磷機制，弱化爐渣高氧化鐵渣系控制，定量增加石灰石的使用，使轉爐爐渣脫磷效果提高。同等鐵水條件下，現造渣制度轉爐終點磷含量較原造渣工藝降低0.003%；轉爐終渣成份及效果見表3；表3終渣成份CaO，%FeO,%R,鹼度終點P,%檢驗結果47.814.63.1降低0.0033.為了保證轉移鋼水溫度，滿足低碳鋼種的生產需求，轉爐必須高溫、低碳出鋼，造成兩次倒爐出鋼前期下渣量較大。經跟蹤測量並分別統計100t鋼包和50t鋼包，在倒爐時間一定、下渣量相同的條件下，50t鋼包的回磷率是100t鋼包的2倍。為減少前期倒爐下渣量，採用新設計的擋渣帽（見圖3）進行前期擋渣，使下渣量得到有效控制，使用擋渣帽後比未使用擋渣帽的爐次下渣量平均減少230kg/爐。4.轉爐在一次倒爐的出鋼模式中，通常採用擋渣塞擋渣操作方式，鋼包回磷量平均約為0.004%。但對於兩次倒爐出鋼模式，由於出鋼時間延長、爐渣結殼現象嚴重，擋渣塞漂浮直接造成擋渣塞命中率下降（達到65%），對擋渣塞材質進行調整見表4；表4常規的擋渣塞與出鋼口磚內徑不匹配，倒伏現象嚴重。改型擋渣塞外形尺寸：高度210mm，錐度為24度；將原豎直式導流槽改為旋轉式導流槽；改型後擋渣塞與出鋼口配合緊密，改型的擋渣塞見圖4，投入使用後命中率大幅提高達到97%，下渣量減少。5.通過爐下雙包位出鋼臺車設備的設計和改造(見圖5），滿足二次出鋼條件，實現了100t轉爐一爐鋼水生產兩爐50t異鋼種。6.通過在轉爐出鋼位出鋼臺車箱體內增設雙包吹氬氣管路(見圖5），實現了鋼包盛鋼液時具備吹氬攪拌功能，並調整氬氣管道壓力為0.7MPa～1.0MPa，解決了鋼包盛鋼過程中鋼液凝結問題。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp