半钢炼钢造渣方法及半钢炼钢方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及转炉半钢炼钢技术领域,更具体地讲,涉及一种半钢炼钢快速造渣方法及一种使用该半钢炼钢造渣方法进行造渣的半钢炼钢方法。
背景技术
[0002] 转炉造渣就是要求尽快造好精炼能
力强的渣,这样就要求吹炼时早化渣,化好渣。
[0003] 转炉成渣速度主要取决于石灰在吹炼开始时
硅和锰
氧化形成的初期酸性渣中的
熔化速度。随着石灰在初期酸性渣中的熔解,炉渣的
碱度也随之增加。当炉渣碱性提高时,炉渣由酸性变为碱性,进人
硅酸二
钙固相区,渣中出现硅酸二钙结晶,并在石灰周围结壳。硅酸二钙熔点高达2130℃,在炼钢
温度下很难熔解,阻碍了部分新渣与石灰
接触,从而降低了石灰的熔解速度。因而,在半钢炼钢的造渣过程中,存在化渣困难、来渣速度慢、终渣TFe含量较高等问题。
发明内容
[0004] 针对
现有技术中存在的不足,本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。
[0005] 本发明的目的之一在于提供一种能够解决现有技术中半钢炼钢过程化渣困难、来渣速度慢的造渣方法。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的一方面提供了一种半钢炼钢造渣方法。所述造渣方法包括以下步骤:在转炉上一炉次吹炼结束并进行溅渣护炉留渣操作之后,向转炉内加入5~9Kg/t钢的活性石灰和9~13Kg/t钢的高镁石灰;向转炉内兑入半钢,并在半钢兑完后加入5~9Kg/t钢的活性石灰、9~13Kg/t钢的高镁石灰、12~15Kg/t钢的高
铝造渣剂和6~
8Kg/t钢的富集
污泥球;下顶吹氧枪吹炼。
[0007] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个
实施例,所述半钢的成分按
质量百分比计包括3.2~4.1%的C、0.015~0.030%的Si、0.02~0.04%的Mn、0.06~0.08%的P和不大于0.015%的S,其兑入转炉时的温度为1300~1360℃。
[0008] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述富集污泥球按质量百分比计包括45~60%的FeO、8~15%的Fe2O3、5~10%的MFe、5~8%的CaO、10~12%的SiO2、1~3%的Al2O3、1~2%的MnO、3~5%的MgO、小于0.2%的P、小于0.05%的S、小于1%的
水分以及不可避免的杂质。
[0009] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述富集污泥球的粒度为10~80mm。
[0010] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述高铝造渣剂按质量百分比计包括45~48%的SiO2、3~7%的MgO、3~5%的CaO、大于12%的TFe、3~8%的MnO、5~8%的Al2O3、小于0.1%的P、小于0.1%的S、小于1%的水分以及不可避免的杂质。
[0011] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述活性石灰按质量百分比计含有85~90%的CaO。
[0012] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述高镁石灰按质量百分比计含有48~55%的CaO和30~40%的MgO。
[0013] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述下顶吹氧枪吹炼包括:在吹炼3
开始后的90s内,控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5~2.5m/(min·t钢),氧枪枪位为1.5~
2.5m;在吹炼开始90s后至转炉内的
钢水碳含量达到0.40~0.80%时,控制顶吹氧枪的供
3
氧强度为2.5~3.5m/(min·t钢),氧枪枪位为1.8~2.5m;在转炉内的钢水碳含量达到
3
0.40~0.80%至吹炼终点,控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5~2.0m/(min·t钢),氧枪枪位为1.4~2m。
[0014] 根据本发明半钢炼钢造渣方法的一个实施例,所述溅渣护炉留渣操作包括在转炉吹炼结束后,出钢并将炉渣留在转炉内,然后加入3~5Kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干。
[0015] 本发明另一方面提高了一种半钢炼钢方法。所述半钢炼钢方法采用如上所述的半钢炼钢造渣方法进行造渣。
[0016] 与现有技术相比,本发明的有益效果包括:解决了半钢转炉炼钢方法所存在的化渣困难和来渣速度慢等问题,达到了半钢转炉快速成渣,降低炼钢辅料消耗的目的。
具体实施方式
[0017] 在下文中,将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的半钢炼钢造渣方法及半钢炼钢方法。在本发明中,如果没有例外的表述,则通常提到的物质中各元素或成分的含量均是质量百分含量。
[0018] 在一个示例性实施例中,半钢炼钢的造渣工艺具体包括:
[0020] 半钢是指含
钒铁水经
脱硫和提钒处理后得到的铁水,其成分以质量百分比计包括:C:3.2~4.1%,Si:0.015~0.030%,Mn:0.02~0.04%,P:0.06~0.08%,S≤0.015%,其兑入转炉时的温度为1300~1360℃。
[0021] 所采用的转炉装入量为125~145吨。
[0022] (2)造渣辅料
[0023] 所采用的造渣辅料包括活性石灰、高镁石灰、高铝造渣剂和富集污泥球,其中,各造渣辅料以质量百分比计的组成为:活性石灰中含有85~90%的CaO;高镁石灰中含有48~55%的CaO和30~40%的MgO;高铝造渣剂的成分包括45~48%的SiO2、3~7%的MgO、3~5%的CaO、大于12%的TFe、3~8%的MnO、5~8%的Al2O3、小于0.1%的P、小于
0.1%的S、小于1%的水分以及不可避免的杂质;富集污泥球含有45~60%的FeO、8~15%的Fe2O3、5~10%的MFe、5~8%的CaO、10~12%的SiO2、1~3%的Al2O3、1~2%的MnO、
3~5%的MgO、小于0.2%的P、小于0.05%的S、小于1%的水分以及不可避免的杂质,富集污泥球的粒度为10~80mm。
[0024] (3)工艺过程
[0025] ①在
冶炼第一炉时正常操作,吹炼结束溅渣护炉后留渣。从冶炼第二炉开始,在向转炉兑铁水前,先加入炼钢所需的第一批辅料,其中,第一批辅料包括活性石灰和高镁石灰,活性石灰加入量控制在5~9Kg/t钢,高镁石灰加入量控制在9~13Kg/t钢。利用上一炉冶炼转炉余温和溅渣护炉后留渣余温将第一批辅料温度提升,并使加入的辅料和上一炉所留钢渣反应。
[0026] ②向转炉内兑入半钢,兑完半钢后再依次加入第二批辅料,其中,第二批辅料包括活性石灰、高镁石灰、高铝造渣剂和富集污泥球,活性石灰加入量控制在5~9Kg/t钢,高镁石灰加入量控制在9~13Kg/t钢,高铝造渣剂加入量控制在12~15Kg/t钢,富集污泥球加入量控制在6~8Kg/t钢。上述两批渣料的加入时机和加入量控制在此范围为了
加速石灰的熔化,若加入过多会造成熔池温度下降过多,导致渣料结团且石灰
块表面形成一层金属凝壳而推迟成渣;加入过少则达不到脱磷效果。
[0027] ③在下顶吹氧气进行吹氧吹炼的过程中,总的吹炼控制原则是:快速化渣,早化渣,炉渣活跃,过程不返干、不喷溅。
[0028] 吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为1.5~2.5m3/(min·t钢),氧枪枪位为1.5~2.5m。开吹时炉内碳氧反应还不是很剧烈,消耗的氧气量较小,此时采用“低供氧强度、较高枪位”一方面是为了提高渣的氧化性,防止前期
脱碳升温剧烈,导致熔池温度升高过快不利于脱磷;另一方面防止前期由于枪位过低吹炼造成返干。
[0029] 吹氧90s至转炉内的钢水碳含量为0.40~0.80%时,控制顶吹氧枪供氧强度为3
2.5~3.5m/(min·t钢),氧枪枪位为1.8~2.5m。此时因钢水中碳含量已较低,影响脱碳反应速度的因素出现转换,从取决于供氧强度转变到取决于碳的扩散速度,供氧强度对脱碳速度已不起明显作用,这种情况下,增大气泡-金属界面(如吹入气体)和增加熔池搅拌强度,可以提高脱碳速度。
[0030] 从钢水碳含量为0.40~0.80%至吹炼终点时,控制顶吹氧枪的供氧强度为1.5~3
2.0m/(min·t钢),氧枪枪位为1.4~2m。由于处于冶炼后期为了增加搅拌的需要,应采用较大供气强度和较低氧枪枪位。
[0031] 冶炼终点出完钢后不再进行倒渣,将炉渣留在转炉内,并加入3~5Kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干,并使用如上所述的半钢炼钢造渣方法进行下一炉次的冶炼。
[0032] 采用上述造渣工艺具有以下优点:
[0033] ①前期加入的富集污泥球和高铝造渣剂中含有氧化铁能够使吹炼前期熔池氧化性增强,有利于前期脱磷。
[0034] ②高铝造渣剂和富集污泥球中含有的Al2O3、FeO、Fe2O3、MnO使硅酸二钙解体,能使炉渣的
粘度降低,促进化渣。
[0035] ③在上一炉溅渣护炉后留渣,再加入活性石灰和高镁石灰,可使前期辅料温度升高,氧化性增强,更利于化渣。
[0036] ④留渣炼钢辅料消耗较正常冶炼炉次降低20~30%。
[0037] 根据本发明另一方面的半钢炼钢方法采用如上所述的半钢炼钢造渣工艺进行造渣。
[0038] 为了更好地理解本发明的上述示例性实施例,下面结合具体示例对其进行进一步说明。
[0039] 示例1
[0040] 某厂200t转炉采用半钢炼钢,其中,入炉半钢铁水成分及温度如表1所示。
[0041] 表1入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
[0042]C Si Mn P S 入炉温度
半钢铁水 3.3 0.015 0.03 0.06 0.012 1300
[0043] 在转炉第一炉冶炼时正常操作,吹炼结束溅渣护炉后留渣。从第二炉冶炼开始,在向转炉兑半钢之前,先加入炼钢所需的第一批辅料,包括5Kg/t钢的活性石灰和9Kg/t钢的高镁石灰。向转炉内兑入半钢,兑完半钢后再依次加入第二批辅料,包括5Kg/t钢的活性石灰、9Kg/t钢的高镁石灰、12Kg/t钢的高铝造渣剂和6Kg/t钢的富集污泥球。
[0044] 其中,两批造渣辅料以质量百分比计的组成均为:活性石灰中含有90%的CaO;高镁石灰中含有55%的CaO和30%的MgO;高铝造渣剂的成分包括48%的SiO2、3%的MgO、3%的CaO、18%的TFe、8%的MnO、8%的Al2O3、0.08%的P、0.09%的S和0.5%的H2O,其余为不可避免的杂质;富集污泥球含有59%的FeO、8%的Fe2O3、8%的MFe、5%的CaO、10%的SiO2、1%的Al2O3、2%的MnO、3%的MgO、0.1%的P、0.04%的S、0.08%的水分以及不可避免的杂质,富集污泥球的粒度为40mm。3
[0045] 下顶吹氧气开始吹炼,其中,在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为1.7m/(min·t钢),3
氧枪枪位为2.2m。吹氧90s至钢水碳含量为0.5%时顶吹氧枪供氧强度为2.7m/(min·t钢),
3
氧枪枪位为1.9m。从钢水碳含量为0.5%至吹炼终点,控制顶吹氧枪的供氧强度为1.95m/(min·t钢),氧枪枪位为1.9m,冶炼终点出完钢后不再进行倒渣,将炉渣留在转炉内,并加入
4Kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干,准备下一炉冶炼,如此反复。
[0046] 出钢成分及出钢温度如下表2所示。
[0047] 表2终点钢水成分(%)、出钢温度(℃)和化渣时间(s)
[0048]C Si Mn P S 出钢温度 化渣时间
终点钢水 0.04 0.006 0.0343 0.008 0.013 1625 210
[0049] 化渣时间(来渣时间)为210s,脱磷率为86.7%,渣态控制良好,终点钢液成分控制合格。
[0050] 示例2
[0051] 某厂200t转炉采用半钢炼钢,其中,入炉半钢铁水成分及温度如表3所示。
[0052] 表3入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
[0053]C Si Mn P S 入炉温度
半钢铁水 3.5 0.02 0.025 0.07 0.010 1360
[0054] 在转炉第一炉冶炼时正常操作,吹炼结束溅渣护炉后留渣。从第二炉冶炼开始,在向转炉兑半钢之前,先加入炼钢所需的第一批辅料,包括9Kg/t钢的活性石灰和13Kg/t钢的高镁石灰。向转炉内兑入半钢,兑完半钢后再依次加入第二批辅料,包括9Kg/t钢的活性石灰、13Kg/t钢的高镁石灰、15Kg/t钢的高铝造渣剂和8Kg/t钢的富集污泥球。
[0055] 其中,两批造渣辅料以质量百分比计的组成均为:活性石灰中含有85%的CaO;高镁石灰中含有48%的CaO和40%的MgO;高铝造渣剂的成分包括45%的SiO2、7%的MgO、4%的CaO、23%的TFe、3%的MnO、5%的Al2O3、0.08%的P、0.09%的S和0.8%的H2O,其余为不可避免的杂质;富集污泥球含有50%的FeO、15%的Fe2O3、5%的MFe、7%的CaO、12%的SiO2、2%的Al2O3、1%的MnO、5%的MgO、0.1%的P、0.03%的S、0.08%的水分以及不可避免的杂质,富集污泥球的粒度为70mm。
[0056] 下顶吹氧气开始吹炼,其中,在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为2.5m3/(min·t钢),3
氧枪枪位为2.4m。吹氧90s至钢水碳含量为0.5%时顶吹氧枪供氧强度为3.0m/(min·t钢),
3
氧枪枪位为2.0m。从钢水碳含量为0.5%至吹炼终点,控制顶吹氧枪的供氧强度为1.7m/(min·t钢),氧枪枪位为1.7m,冶炼终点出完钢后不再进行倒渣,将炉渣留在转炉内,并加入
5Kg/t钢的活性石灰将炉渣裹干,准备下一炉冶炼,如此反复。
[0057] 出钢成分及出钢温度如下表4所示。
[0058] 表4终点钢水成分(%)、出钢温度(℃)和化渣时间(s)
[0059]C Si Mn P S 出钢温度 化渣时间
终点钢水 0.05 0.005 0.0251 0.008 0.012 1635 200
[0060] 化渣时间为200s,脱磷率为88.6%,渣态控制良好,终点钢液成分控制合格。
[0061] 示例3
[0062] 某厂200t转炉采用半钢炼钢,其中,入炉半钢铁水成分及温度如表5所示。
[0063] 表5入炉半钢铁水成分(%)和入炉温度(℃)
[0064]C Si Mn P S 入炉温度
半钢铁水 4.0 0.03 0.04 0.08 0.010 1340
[0065] 在转炉第一炉冶炼时正常操作,吹炼结束溅渣护炉后留渣。从第二炉冶炼开始,在向转炉兑半钢之前,先加入炼钢所需的第一批辅料,包括7Kg/t钢的活性石灰和11Kg/t钢的高镁石灰。向转炉内兑入半钢,兑完半钢后再依次加入第二批辅料,包括7Kg/t钢的活性石灰、11Kg/t钢的高镁石灰、14Kg/t钢的高铝造渣剂和7.5Kg/t钢的富集污泥球。
[0066] 其中,两批造渣辅料以质量百分比计的组成均为:活性石灰中含有87%的CaO;高镁石灰中含有50%的CaO和35%的MgO;高铝造渣剂的成分包括46%的SiO2、5%的MgO、5%的CaO、15%的TFe、5%的MnO、7%的Al2O3、0.08%的P、0.09%的S和0.6%的H2O,其余为不可避免的杂质;富集污泥球含有46%的FeO、15%的Fe2O3、8%的MFe、8%的CaO、11%的SiO2、3%的Al2O3、2%的MnO、4%的MgO、0.1%的P、0.04%的S、0.08%的水分以及不可避免的杂质,富集污泥球的粒度为15mm。
[0067] 下顶吹氧气开始吹炼,其中,在吹炼前90s顶吹氧枪供氧强度为1.56m3/(min·t3
钢),氧枪枪位为1.5m。吹氧90s至钢水碳含量为0.5%时顶吹氧枪供氧强度为3.4m/(min·t钢),氧枪枪位为2.4m。从钢水碳含量为0.5%至吹炼终点,控制顶吹氧枪的供氧强度为
3
1.6m/(min·t钢),氧枪枪位为1.52m,冶炼终点出完钢后不再进行倒渣,将炉渣留在转炉