提高gor轉爐爐底使用壽命的方法

2023-05-28 00:14:46 1

專利名稱：提高gor轉爐爐底使用壽命的方法
技術領域：
本發明屬於不鏽鋼冶煉技術領域，具體涉及一種可提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法。
背景技術：
世界不鏽鋼的冶煉歷史由於美國的聯合碳化物公司發明AOD (氬氧精煉爐)而翻開了新的一頁，不鏽鋼開始大規模低成本地生產和使用，但是AOD專利費用昂貴，迫使各國開始研發替代AOD的不鏽鋼冶煉方案，出現了奧鋼聯在南非建設的CLU轉爐、太鋼同奧鋼聯合作研發的K-OBM-S轉爐。其中的CLU轉爐利用水蒸氣吹入底吹環縫管中，水蒸氣分解產生的冷卻能來保護底吹元件不受高溫的侵蝕。在此原理的基礎上，烏克蘭國家冶金研究院開發了 GOR底吹不鏽鋼冶煉技術，這種技術在底吹環縫吹入天然氣(CH4)，利用天然氣的裂解來 冷卻由於主管路大量吹入氧氣燃燒產生的熱量，從而保護管路以及周圍耐材不受侵蝕。其供氣管路通過安裝在轉爐底部的三個套管式噴嘴向熔池吹入可調成份的氧氣、氮氣、氬氣、天然氣的混合氣體。GOR轉爐精煉不鏽鋼工藝是在轉爐內進行高合金熔體脫碳、還原、合金化，最終使鋼水的化學成份和溫度都達到指定標準，其冶煉過程可以分為三個階段，第一第二個階段為氧化期，第三階段為還原期。在第一階段，供氣管路主管吹入氧氣，供氣管路環逢管道(簡稱環縫)吹入天然氣或者氮氣保護氣體，對電爐初鋼液進行脫矽、脫碳和升溫，在此階段按照鋼種要求進行合金的配加，並且加入石灰進行造渣。在第二階段，專門的配氣程序調整氧氣與氮氣的比例和供氣管路環縫的天然氣和氮氣混合氣體比例，進一步改變降低爐內CO分壓達到「降碳保鉻」的目的，並進行深脫碳。在第三階段加入矽鐵進行還原脫氧，並加入螢石造還原渣，進行富鉻渣的還原，並加入電解錳等金屬合金料合金化。同AOD配置頂槍不同，GOR轉爐所有的氧氣均是由爐底三個底槍吹入，大量的氧氣燃燒產生的熱量嚴重侵蝕爐底氧氣和周圍的耐火材料，使氧槍周圍耐材產生凹坑。大大降低爐襯使用壽命，在轉爐的冶煉過程中，爐底氧槍必須通過其同心環縫管供出冷卻氣體來冷卻由於氧槍周圍大量燃燒產生的熱量，由於冷卻能的存在使氧槍周圍部分鋼水和爐渣凝固，附著在氧槍周圍，形成蘑菇頭，這些蘑菇頭隔絕了燃燒熱量同爐底耐材直接作用，可以有效保護爐底耐材，但是假如蘑菇頭過大，會造成主槍管堵塞，影響生產正常運行，同時會使槍管氣體倒灌至爐底方向，衝刷耐材，過小則無法達到保護耐材的作用。由於國內的天然氣成分和烏克蘭有所差別，供氣管路環縫全部使用天然氣，冷卻強度過大，產生較大體積蘑菇頭，造成供氣管路環縫槍管和主槍管堵槍，影響生產。所以在引入GOR時，烏克蘭專家沒有成功地將天然氣冷卻應用到國內生產，在本發明之前，GOR環縫管全部使用氮氣冷卻，由於冷卻能量低，基本未生成蘑菇頭。造成國內早期GOR爐齡較低，約在70 80爐左右。申請人結合多年的生產經驗，摸索出一套供氣管路環縫底吹天然氣和氮氣混合配比的吹煉配方，在不同的吹煉時期吹入合適配比的混合氣體，產生合適大小的蘑菇頭來保護底吹元件和耐火材料。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，GOR轉爐冶煉包括三個階段，第一階段對鋼液進行脫矽、脫碳、升溫，並按鋼種的要求進行合金的配加；第二階段進行深脫碳；第三階段進行還原脫氧；a、在第一階段冶煉初期，GOR轉爐的供氣管路主管開始吹入氧氣進行冶煉時，供氣管路的環縫吹入天然氣，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計5 8m3 / min ；由於天然氣冷卻強度過大，供氣管路的環縫出現逐漸封閉的過程，天然氣流量逐漸降低，當天然氣流量降低至3 4m3 / min時,供氣管路的環縫配入氮氣一同吹入,氮氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計8 12m3 / min ； b、第二階段供氣管路主管開始吹入氮氣進行分壓操作後，供氣管路的環縫停止天然氣的吹入，並且將供氣管路的環縫氮氣流量增加至16 22m3 / min ；C、第三階段進行還原後，將供氣管路的環縫氮氣流量降低至6 Ilm3 / min ；d、完成GOR轉爐冶煉、出鋼。本發明中，氣體流量均是按照生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計算的。其中，上述方法步驟d出鋼後，GOR轉爐處於豎直狀態時，供氣管路主管和環縫吹入氮氣，氮氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計供氣管路主管19 21m3 / min、供氣管路環縫5 7m3 / min。進一步的，步驟d出鋼後，供氣管路主管和環縫吹入氮氣的時間是I分鐘左右。其中，上述方法步驟a中，在第一階段冶煉初期，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計6 7m3 / min。其中，上述方法步驟b中，供氣管路的環縫氮氣流量增加至17 20m3 / min。其中，上述方法步驟c中，將供氣管路的環縫氮氣流量降低至7 IOm3 / min。本發明的有益效果是本發明通過在GOR轉爐的不同冶煉階段，控制供氣管路環
縫天然氣和氮氣的比例以及吹入量，從而產生合適大小的蘑菇頭來保護底吹和耐火材料，
從而提高GOR轉爐爐底壽命；同時，在出鋼後，GOR轉爐處於豎直狀態時，供氣管路主管和環
縫吹入氮氣並控制其吹入量，讓蘑菇頭表面快速形成一層爐渣，為下爐高溫侵蝕做準備，進
一步的提高GOR轉爐爐底壽命。利用本發明方法使爐底產生的蘑菇頭成分穩定，大小適合，
抗高溫侵蝕能力強，可以有效地保護GOR爐底耐材的侵蝕，GOR爐齡壽命從70爐左右提高
到180爐左右，噸鋼耐材成本從100元/噸左右降低到65元/噸左右，具有良好的經濟效.、
Mo
具體實施例方式本發明提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，GOR轉爐冶煉包括三個階段，第一階段對鋼液進行脫矽、脫碳、升溫，並按鋼種的要求進行合金的配加；第二階段進行深脫碳;第三階段進行還原脫氧；a、在第一階段冶煉初期，GOR轉爐的供氣管路主管開始吹入氧氣進行冶煉時，供氣管路的環縫吹入天然氣，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計5 8m3 / min ；由於天然氣冷卻強度過大，供氣管路的環縫出現逐漸封閉的過程，天然氣流量逐漸降低，當天然氣流量降低至3 4m3 / min時,供氣管路的環縫配入氮氣一同吹入,氮氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計8 12m3 / min ；b、第二階段供氣管路主管開始吹入氮氣進行分壓操作後，供氣管路的環縫停止天然氣的吹入，並且將供氣管路的環縫氮氣流量增加至16 22m3 / min ；C、第三階段進行還原後，將供氣管路的環縫氮氣流量降低至6 Ilm3 / min ；d、完成GOR轉爐冶煉、出鋼。本發明達到提高爐齡的效果是通過控制供氣管路環縫天然氣和氮氣的比例以及吹入量實現的，與主管氣體的吹入沒有多大的關係，主管氣體的吹入是對冶煉工藝的控制。
本發明中，氣體流量均是按照生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計算。優選的，為了進一步的提高爐底壽命，上述方法步驟d出鋼後，GOR轉爐處於豎直狀態時，供氣管路主管和環縫吹入氮氣，氮氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計供氣管路主管19 21m3 / min、供氣管路環縫5 7m3 / min。進一步的,步驟d出鋼後,供氣管路主管和環縫吹入氮氣的時間是I分鐘左右。優選的，上述方法步驟a中，在第一階段冶煉初期，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計6 7m3 / min。優選的，上述方法步驟b中，供氣管路的環縫氮氣流量增加至17 20m3 / min。優選的，上述方法步驟c中，將供氣管路的環縫氮氣流量降低至7 IOm3 / min。下面通過實施例對本發明的具體實施方式
做進一步的說明，但並不因此將本發明的範圍限制在實施例之中。實施例一實施例中GOR轉爐的生產能力為70噸/爐。1、在冶煉初期，供氣管路主管全部吹入氧氣，產生大量的熱，供氣管路環縫全部吹入天然氣，流量控制在6 7m3 / min。由於天然氣冷卻強度過大，爐底環縫出現逐漸封閉的過程。在壓力不變的情況下，天然氣流量逐漸降低。開吹過後約10分鐘，當降低至3 4m3 / min之間時,啟動氮氣配入,流量控制在8 12m3 / min。2、至第二階段，GOR轉爐主管開始吹入氮氣進行分壓操作後，供氣管路的環縫停止天然氣的吹入、氮氣流量增加並控制在17 20m3 / min，此時底槍附近燃燒減弱，可調低冷
卻能量。3、第三階段GOR還原後，供氣管路的環縫氮氣流量進一步減弱並控制在7 IOm3 / min,此時底槍附近無氧氣燃燒,進一步調低冷卻氣體流量。4、由於GOR是出鋼口出鋼，出鋼後爐渣會保留在爐內，此時搖爐至豎直位，供氣管路主管吹入氮氣並將流量控制在20m3 / min左右，環縫吹入氮氣並控制流量5 7m3 / min,豎直位停留一分鐘時間，讓蘑菇頭表面快速形成一層爐渣，為下爐高溫侵蝕做準備。申請人:在採用本實施例方案前，由於使用氮氣冷卻，蘑菇頭基本沒有，爐底耐材在三個氧槍位置出現深坑，侵蝕比其它位置更快，使得GOR轉爐爐齡平均只有70爐左右。從2011年至今，申請人採用本實施例所述的方案製作蘑菇頭，有效的減少了爐底耐材侵蝕，提高了爐底耐材的抗高溫侵蝕能力，GOR爐齡壽命從原先的平均70爐左右提高到180爐左右，噸鋼耐材成本從原先的100元/噸左右降低到65元/噸左右，申請人總共擁有GOR轉爐精煉生產線2條，年經濟效益可達到2000萬以上。
權利要求
1.提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，GOR轉爐冶煉包括三個階段，第一階段對鋼液進行脫矽、脫碳、升溫，並按鋼種的要求進行合金的配加；第二階段進行深脫碳；第三階段進行還原脫氧；其特徵在於a、在第一階段冶煉初期，GOR轉爐的供氣管路主管開始吹入氧氣進行冶煉時，供氣管路的環縫吹入天然氣，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計5 8m3 / min ；由於天然氣冷卻強度過大，供氣管路的環縫出現逐漸封閉的過程，天然氣流量逐漸降低，當天然氣流量降低至3 4m3 / min時,供氣管路的環縫配入氮氣一同吹入,氮氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計8 12m3 / min ；b、第二階段供氣管路主管開始吹入氮氣進行分壓操作後，供氣管路的環縫停止天然氣的吹入，並且將供氣管路的環縫氮氣流量增加至16 22m3 / min ；C、第三階段進行還原後，將供氣管路的環縫氮氣流量降低至6 Ilm3 / min ；d、完成GOR轉爐冶煉、出鋼。
2.根據權利要求1所述的提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，其特徵在於步驟d出鋼後，GOR轉爐處於豎直狀態時，供氣管路主管和環縫吹入氮氣，氮氣流量按生產能力為70 噸/爐的GOR轉爐計供氣管路主管19 21m3 / min、供氣管路環縫5 7m3 / min。
3.根據權利要求2所述的提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，其特徵在於步驟d出鋼後，供氣管路主管和環縫吹入氮氣的時間是I分鐘左右。
4.根據權利要求1、2或3所述的提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，其特徵在於步驟 a中，在第一階段冶煉初期，天然氣流量按生產能力為70噸/爐的GOR轉爐計6 7m3 / min。
5.根據權利要求1、2或3所述的提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，其特徵在於步驟b中,供氣管路的環縫氮氣流量增加至17 20m3 / min。
6.根據權利要求1、2或3所述的提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，其特徵在於步驟c中,將供氣管路的環縫氮氣流量降低至7 IOm3 / min。
全文摘要
本發明公開了一種可提高GOR轉爐爐底使用壽命的方法，屬於不鏽鋼冶煉技術領域。該方法在GOR轉爐冶煉初期，主管開始吹入氧氣進行冶煉時，供氣管路的環縫吹入天然氣，天然氣流量5～8m3／min；當天然氣流量降低至3～4m3／min時，供氣管路的環縫配入氮氣一同吹入，氮氣流量8～12m3／min；第二階段供氣管路主管開始吹入氮氣進行分壓操作後，供氣管路的環縫停止天然氣的吹入，並且將環縫氮氣流量增加至16～22m3／min；第三階段進行還原後，環縫氮氣流量降低至6～11m3／min；最後完成轉爐冶煉、出鋼。本發明方法可使蘑菇頭成分穩定，大小適合，抗高溫侵蝕能力強，提高爐齡，降低噸鋼耐材成本。
文檔編號C21C5/30GK103014223SQ20121057023
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者李六一, 劉俊, 胡斌 申請人:四川西南不鏽鋼有限責任公司