小渣量轉爐煉鋼方法
2023-05-24 07:35:41
專利名稱：小渣量轉爐煉鋼方法
技術領域：
本發明涉及一種轉爐煉鋼工藝，具體地說是一種小渣量轉爐煉鋼方法。
背景技術：
用純氧從轉爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉爐煉鋼方法，自20世紀50年代初投入工業生產以來，在世界範圍內得到迅速推廣，並逐步取代空氣轉爐法和平爐煉鋼法，成為現代煉 鋼的主要方法之一。轉爐煉鋼法同其他煉鋼法的主要區別是不外加熱源，僅靠吹入熔池的 氧氣與鐵水中各種元素氧化所產生的熱量，完成脫碳和去除雜質的任務，加熱熔池中的液 態金屬(從鐵到鋼)，使鋼水達到規定的化學成分和溫度(不小於1600°C )。轉爐煉鋼法一般是在上爐鋼出完後，堵出鋼口、倒淨爐渣、加廢鋼、兌鐵水，降槍供 氧，開始新一爐鋼的吹煉。在供氧開吹的同時，加入第一批造渣材料，加入量相當於全爐造 渣材料的三分之二 ；開吹3-5分鐘後，第一批造渣材料化好，再加入第二批造渣材料。如果 爐內化渣不好，還需加入第三批螢石造渣材料。開吹時，氧槍一般採用高槍位，為的是早化 渣，多去磷，保護爐襯。在吹煉過程中適當改變槍位，達到快速脫碳與脫硫，熔池升溫均勻。 吹煉末期要降槍，以使熔池中的鋼水成分和溫度均勻，穩定火焰，便於判斷終點，同時還可 降低渣中鐵含量，減少鐵損，達到濺渣的要求。當吹煉到所煉鋼種要求的終點成分範圍時， 即停吹，倒爐取樣，測定鋼水溫度，取樣快速分析碳、硫和磷的含量，當溫度和成分符合要求 時就出鋼。當鋼水流出達總量的1/4時，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合金，進行脫氧合金化， 由此一爐鋼冶煉完畢。但是轉爐煉鋼法存在的缺點就是石灰消耗量大，一般每噸鋼消耗達45_75Kg。而世 界上目前只有日本人使用的轉爐「雙聯法」實現了小渣量煉鋼。轉爐「雙聯法」就是使用兩 座轉爐冶煉，一座用於對鐵水進行「三脫(脫硫、磷、矽)」操作，另一座對「三脫」後的鐵水 進行小渣量煉鋼。這種轉爐「雙聯法」的煉鋼工藝，其石灰耗用量可下降到20Kg/T，但這種 工藝的設備用量大，生產成本高。
發明內容
本發明的目的就是提供一種小渣量轉爐煉鋼方法，以降低轉爐煉鋼的石灰耗用 量，降低生產成本，提高經濟效益。本發明是這樣實現的一種小渣量轉爐煉鋼方法，按以下步驟進行a、上爐出鋼後在轉爐中保留至少80%以上的爐渣；b、傾下轉爐爐口，加廢鋼，兌鐵水，然後搖正爐體；C、降槍供氧，開始吹煉；d、待矽錳氧化反應結束、爐口有小塊渣片拋出時起槍倒渣，倒渣量為爐內總渣量 的 60-80% ；e、按普通吹煉所加渣料總量的48-54%，向爐內加入造渣材料，進行造渣並繼續吹 煉；
f、當吹煉達到所煉鋼種要求的終點成分範圍時，停止供氧，倒爐取樣並測溫，再利 用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的成分含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規定要求，就倒爐出鋼；如果不符合要求，就補吹到 規定要求後出鋼；h、在倒爐出鋼過程中，當鋼水流出達總量的1/4時，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合 金，進行脫氧合金化，同時在轉爐中保留80-100%的爐渣量，準備下一爐鋼的吹煉。
本發明小渣量轉爐煉鋼方法的最大特點，一是留渣操作，二是前期倒渣。所謂「留渣操作」就是將上爐出鋼後的爐渣留在轉爐中與下爐鐵水一起吹煉，開吹 後不加造渣材料供氧。所謂「前期倒渣」就是在加料造渣之前將轉爐中的爐渣倒出。通過分析可知，冶煉後期的爐渣是具有高鹼度、高氧化鐵和高溫度的「三高」爐渣， 而傳統轉爐煉鋼由於渣量大，為便於出鋼，在冶煉後期都是將爐渣全部倒出之後再出鋼，所 倒出的爐渣也不再加以利用。這樣既造成很大的資源和能源浪費，而且又造成較大的環境 汙染。而本發明的「留渣操作」，一是可將上爐終渣中所含有的大量CaO留下，由此既降低了 下爐鋼的石灰加入量，又相應減少了出渣量；二是可使下爐鋼的冶煉提前形成高溫初期渣， 容易形成流動性良好的爐渣，利於硫、磷元素的去除；三是可縮短吹煉進程，提高經濟效益。本發明留渣操作的經濟效益，以50T轉爐為例，分析如下1、回收渣中鐵留渣量按2000Kg計算，渣中TFe 15%，其中FeO 10%, Fe2O3 5%, 可回收鐵2000X10% X56(56+16)+2000X5% X 112+(112+48) = 225. 56Kg ；2、回收渣中鋼珠渣中鋼珠為渣量的5-8%，按5%計，回收鐵2000X5%= IOOKg ； 影響鋼鐵料消耗合計(225. 56+100) +50 = 6. 51Kg/T ；3、減少石灰用量渣量一般為石灰用量的兩倍，留渣2000Kg，可減少石灰用量 lOOOKg，石灰消耗量降低1000+ 50 = 20Kg/T4、減少鐵水消耗石灰的冷卻效果與廢鋼基本相同，少加IOOOKg石灰就可多加 IOOOKg廢鋼，由此提高了每爐吹煉的鋼產量。因此，綜合經濟效益十分顯著。本發明在加料造渣之前進行的「前期倒渣」操作，所倒出的是吹煉利用後的爐渣， 是一種「渣滓」，其二氧化矽含量高，呈酸性，腐蝕爐襯，並增加石灰的消耗，這與吹煉後期所 產生的爐渣的性質是完全不同的，而且前期爐渣的溫度比後期爐渣的溫度要低約200°C，因 此本發明的「前期倒渣」是轉爐煉鋼倒渣的一個最佳時機。本發明「前期倒渣」的意義1、降低鋼中的磷元素含量。轉爐煉鋼去磷的化學反應式為4Ca0+2P+5Fe0 — 4CaO · P205+5Fe ；其中，平衡常數為lgKp = 51875/T-33. 16 (此反應為放熱反應)。由上述反應式可以看出，上爐終渣的高鹼度、高氧化鐵和低溫度正是下爐鋼去磷 可加以利用的一個理想條件。因此，「前期倒渣」是降低鋼中磷含量的一個有效方法。2、降低渣中P2O5和SiO2的含量。由於轉爐的爐襯為鹼性，如果採用前期倒渣，就 可降低爐渣中的酸性物質P2O5和SiO2，這樣就消除了前期爐渣中的酸性物質P2O5和SiOji 爐襯的侵蝕，起到了保護爐襯的作用，相應提高了轉爐爐齡。而爐襯的正常使用和轉爐爐齡的相應提高，都可對應於連續生產化的鋼產量的提高，因而可獲得經濟效益的相應提高。 3、「前期倒渣」是實現小渣量煉鋼的關鍵。採用前期倒渣，就可將爐渣中的SiO2 — 同去除，這樣，在保持後期渣鹼度不變的情況下，若倒渣量為40 %，石灰加入量就可相應減 少40%。因此，「前期倒渣」是實現小渣量煉鋼的關鍵。但是，「前期倒渣」又不同於「雙渣法」煉鋼。因為前期倒渣是在留渣的情況下實施 的，對鐵水無條件要求，而且只造一次渣，工藝步驟少。而「雙渣法」則是在鐵水中的矽、硫、 磷含量較高時方予實施，並且前後要造兩次渣，工藝步驟多。本發明小渣量轉爐煉鋼方法的石灰用量計算以50T轉爐為例，目前的石灰用量 是每爐2. 3T，單耗46Kg/T，留渣2000Kg，可減少石灰用量lOOOKg，石灰加入量可降到26Kg/ Τ。由此可見，轉爐倒渣時間由傳統的冶煉後期改為前期是本發明對煉鋼工藝的一個 有益創新。而且，實行「留渣操作」和「前期倒渣」，可有效降低石灰消耗量，並且，由於冶煉 過程中渣量的減少，轉爐冶煉後期拉碳時可做到不倒渣或少倒渣出鋼，冶煉後期爐渣留在 爐內，濺渣護爐後還可留作下爐吹煉時使用，可謂一舉兩得。本發明有益效果分析以50Τ轉爐為例，目前石灰用量46Kg/T，渣量一般為石灰用量的兩倍，渣量為 92Kg/T。實行本發明小渣量煉鋼，則石灰用量可降到26Kg/T以下，渣量減少20Kg/T。其他 效果還包括1、提高轉爐爐齡。「前期倒渣」將含有酸性的P2O5和SiO2爐渣倒掉，保護了爐襯， 提高了轉爐爐齡。2、減少石灰用量。石灰消耗由46Kg/T降到26Kg/T，石灰消耗量降低20Kg/T。3、渣量減少，降低鋼鐵料的消耗。(1)渣中的鐵的減少渣量減少20Kg/T，則鋼鐵料的消耗可降低20X10% X56+(56+16)+20X5% X 112+(112+48) = 2. 26Kg/T ；(2)渣量減少，渣中的鋼珠的減少渣中鋼珠5-8%，按5%計，則鋼鐵料的消耗下 降20X5%= 1. OOKg/Τ ；再加上留渣操作鋼鐵料消耗下降的6. 51Kg/T，則鋼鐵料的消耗下降總計2. 26+1. 0+6. 51 = 9. 77Kg/T ；4、成本下降。按石灰價格450元/噸、鋼鐵料價格3780元/噸計，則成本下降450X20/1000+3780X9. 77/1000 = 45. 93 元 / 噸。本發明通過改變傳統煉鋼造渣工藝，在不增加設備、不增加原料成本和不增加操 作難度的情況下，實現了石灰用量和生產成本的降低。其優點是石灰消耗降低20Kg/T，鋼 鐵料消耗降低9. 77Kg/T，生產成本降低45. 93元/噸，供氧強度大，熱效率高，爐齡提高，原 材料消耗低，終點易於控制。
具體實施例方式本發明小渣量轉爐煉鋼方法的操作流程是留渣一加廢鋼、兌鐵水一開吹後不加渣料供氧(矽錳氧化結束)一前期倒渣一加造渣材料為原來的50% —拉碳取樣測溫一不倒或少倒渣一出鋼。具體是按以下步驟進行a、在上爐出鋼後不倒渣，即在轉爐中保留100%的爐渣。b、傾下轉爐爐口，按常規方式加廢鋼、兌鐵水，然後搖正轉爐爐體。C、將氧槍從轉爐的頂部下降，開始吹氧冶煉。氧槍的槍位設置一般是在開吹時採用高位，以早化渣，多去磷，保護爐襯。在吹煉過程中槍位適當降低，達到快速脫碳和脫硫， 且熔池升溫均勻。吹煉末期要降槍，以使熔池中的鋼水成分和溫度均勻，穩定火焰，有利於 判斷終點，同時還可降低渣中鐵含量，減少鐵損，達到濺渣的要求。d、待矽錳氧化結束、碳焰上來、爐口有小塊渣片拋出時，起槍倒渣，倒渣量為爐內 總渣量的65%。e、按普通吹煉所加造渣材料總量的50%，向爐內加入造渣材料，進行造渣並繼續 吹煉。f、當吹煉達到所煉鋼種要求的終點成分範圍時，停止供氧，倒爐取樣並測溫，在利 用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規定要求，就倒爐出鋼；如果不符合要求，就補吹到 規定要求後出鋼；h、在倒爐出鋼過程中，當鋼水流出達總量的1/4時，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合 金，進行脫氧合金化，同時在轉爐中保留全部爐渣，準備下一爐鋼的吹煉。
權利要求
一種小渣量轉爐煉鋼方法，其特徵是按以下步驟進行a、上爐出鋼後在轉爐中保留至少80％以上的爐渣；b、傾下轉爐爐口，加廢鋼，兌鐵水，然後搖正爐體；c、降槍供氧，開始吹煉；d、待矽錳氧化反應結束、爐口有小塊渣片拋出時起槍倒渣，倒渣量為爐內總渣量的60-80％；e、按普通吹煉所加渣料總量的48-54％，向爐內加入造渣材料，進行造渣並繼續吹煉；f、當吹煉達到所煉鋼種要求的終點成分範圍時，停止供氧，倒爐取樣並測溫，再利用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的成分含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規定要求，就倒爐出鋼；如果不符合要求，就補吹到規定要求後出鋼；h、在倒爐出鋼過程中，當鋼水流出達總量的1/4時，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合金，進行脫氧合金化，同時在轉爐中保留80-100％的爐渣量，準備下一爐鋼的吹煉。
全文摘要
本發明涉及一種小渣量轉爐煉鋼方法，該方法是按以下步驟進行a、上爐出鋼後保留80％以上的爐渣；b、傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體；c、降槍供氧，開始吹煉；d、待矽錳氧化結束時起槍倒渣；e、按普通渣料加入總量的48-54％，加料造渣並繼續吹煉；f、當吹煉達到終點成分範圍時，停止供氧，倒爐取樣並測溫，快速分析碳、硫和磷含量；g、當成分和溫度符合規定要求時，倒爐出鋼；h、出鋼時進行脫氧合金化處理，同時保留80-100％的爐渣量，準備下一爐鋼的吹煉。本發明通過改變傳統煉鋼造渣工藝，在不增加設備、不增加原料成本和不增加操作難度的情況下，實現了石灰用量和生產成本的降低。
文檔編號C21C5/30GK101864508SQ20101021532
公開日2010年10月20日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者吳立國, 張覺靈, 張青剛, 楊海西 申請人:張覺靈;楊海西