CN103966388B - 一种缩短纯吹氧时间的半钢转炉炼钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缩短纯吹氧时间的半钢转炉炼钢的方法，该方法包括：将半钢兑入转炉，采用氧枪供氧进行吹炼，并在吹炼过程中向转炉中加入造渣材料，其中，所述造渣材料分多次加入，所述造渣材料包括总加入量为12-16kg/吨钢的活性石灰、总加入量为10-15kg/吨钢的高镁石灰和总加入量为10-14kg/吨钢的复合造渣剂；吹炼3-5min后，第一次加入造渣材料，继续吹炼3-5min后，加入剩余造渣材料；开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪采用低枪位操作；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪采用滑枪操作；所有造渣材料加入完毕后，氧枪采用低枪位操作。采用本发明方法可明显缩短转炉纯吹氧时间，从而有效降低因生产节奏紧张而导致连铸断浇的隐患。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体地，涉及一种缩短纯吹氧时间的半钢转炉炼钢的方法。
背景技术
炼钢生产过程中生产节奏至关重要。转炉冶炼周期长和精炼时间长等是导致连铸过程钢水断浇的主要原因。钢水连铸过程断浇一次直接经济损失高达10万元以上，同时还影响整个生产节奏，降低炼钢产量。
现有的技术中已有半钢炼钢的报道，例如CN101696462B公开了一种半钢冶炼低磷钢的生产方法，该方法主要是通过调整单渣法转炉冶炼的造渣参数来实现对转炉终点磷含量的控制，其结果能将转炉炼钢终点P控制在0.006％以内，，控制钢包渣回P在0.002％以内、合金增P在0.002％以内，能稳定生产成品中磷含量小于0.010％的低磷钢种。专利申请CN1275625A公开了一种半钢脱磷脱硫炼钢新工艺，该工艺是通过在含钒铁矿炼钢工艺流程中增加半钢脱磷、硫工艺，在提钒后的半钢中加入以氧化钙-氧化铁-氟化钙等添加剂并将半钢兑入转炉促进初期化渣脱磷、硫，创造生产超低磷和纯净钢的技术条件。尽管这些报道公布了半钢生产低磷等高质量钢的技术条件，但是并没有有涉及缩短转炉冶炼冶炼周期相关技术的内容。
随着用户对钢材性能、质量的提高以及需求量的增长，本领域急需开发一种针对紧张的生产节奏能够保证钢水质量并且有效缩短冶炼周期的半钢炼钢的方法。
发明内容
本发明的目的是克服了现有的半钢炼钢方法中纯吹氧时间过长的缺点，提供一种有效缩短纯吹氧时间的半钢转炉炼钢的方法。
本发明的发明人在研究中发现，在转炉供氧吹炼过程中，通过采用分次加入造渣材料方式以及结合不同的枪位操作控制，能够在达到钢水质量要求的情况下，能够缩短纯吹氧时间，从而实现有效缩短冶炼周期的目标，降低因生产节奏紧张而导致连铸断浇的隐患同时也降低了半钢冶炼的成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种半钢炼钢的方法，该方法包括：将半钢兑入转炉，采用氧枪供氧进行吹炼，并在吹炼过程中向转炉中加入造渣材料，其中，所述造渣材料分多次加入，所述造渣材料包括总加入量为12-16kg/吨钢的活性石灰、总加入量为10-15kg/吨钢的高镁石灰和总加入量为10-14kg/吨钢的复合造渣剂；开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪采用低枪位操作；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪采用滑枪操作；所有造渣材料加入完毕后，氧枪采用低枪位操作。
本发明的半钢炼钢的方法能够在终点钢水碳含量为0.03-0.08重量％和钢水温度为1640-1680℃的情况下，磷含量不高于0.015重量％，并且明显缩短转炉纯吹氧时间，从而缩短冶炼周期，降低钢铁生产过程中连铸断浇的几率。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本说明书中所用的术语“氧枪供氧进行吹炼”指在通过氧枪向转炉中吹入氧气的条件下进行炼钢。
本发明提供了一种半钢炼钢的方法，该方法包括：将半钢兑入转炉，采用氧枪供氧进行吹炼，并在吹炼过程中向转炉中加入造渣材料，其中，所述造渣材料分多次加入，所述造渣材料包括总加入量为12-16kg/吨钢的活性石灰、总加入量为10-15kg/吨钢的高镁石灰和总加入量为10-14kg/吨钢的复合造渣剂；开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪采用低枪位操作；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪采用滑枪操作；所有造渣材料加入完毕后，氧枪采用低枪位操作。
本发明的发明人在研究中发现，半钢兑入转炉后即开始供氧吹炼，分多次加入造渣材料，吹炼3-5min后，第一次加入造渣材料，继续吹炼3-5min后，加入剩余造渣材料，并且分多次加入造渣材料包括总加入量为12-16kg/吨钢的活性石灰、总加入量为10-15kg/吨钢的高镁石灰和总加入量为10-14kg/吨钢的复合造渣剂造渣材料，能够有效缩短半钢冶炼过程中的纯吹氧时间。
在本发明中，对于每次加入造渣材料的量并没有特别的限定，优选情况下，所述第一次加入造渣材料包括所述活性石灰的总加入量的50％的活性石灰、所述高镁石灰的总加入量的80％的高镁石灰和所述复合造渣剂的总加入量的80％的复合造渣剂；剩余造渣材料可以一次或者多次加入。考虑到生产节奏等因素，优选情况下，所述造渣材料分两次加入，也即，第一次加入造渣材料包括所述活性石灰的总加入量的50％的活性石灰、所述高镁石灰的总加入量的80％的高镁石灰和所述复合造渣剂的总加入量的80％的复合造渣剂；第二次造渣材料为加入第一次造渣材料后余下的造渣材料。
在本发明中，所述枪位是指氧枪的喷头的最低点与吹氧前转炉内钢水液面的距离，所述低枪位为氧枪的喷头的最低点与吹氧前转炉内钢水液面的距离比较小的枪位，例如低枪位可以为1.0-1.5m；所述滑枪操作是指吹氧过程中氧枪的枪位可以一定幅度的变化，在本发明中，对于滑枪操作的枪位并没有特别的限定，只要满足防止喷溅和返干目的即可。
本发明的发明人经过大量实验研究发现，对氧枪枪位的控制对于缩短纯吹氧时间从而缩短冶炼周期有重要影响。开始吹炼至第一次加入造渣材料前，此时转炉中的钢水没有造渣材料的覆盖，脱碳速率快，升温速率较慢，氧枪采用低枪位操作；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，为了防止喷溅和返干，氧枪采用滑枪操作；所有造渣材料加入完毕后，脱碳反应已经减弱，产生喷溅的可能性不大，为了进一步调整好炉渣的氧化性和流动性，继续去除硫、磷、使熔池钢液成分和温度均匀并减轻对炉衬的侵蚀，可以适当降枪，氧枪采用低枪位操作。优选情况下，开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪的枪位为1.2-1.5m；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪的枪位为1.5-2.2m；所有造渣材料加入完毕后，氧枪的枪位为1.3-1.5m。
在本发明中，对于氧枪供氧的强度并没有特别的限定，例如所述氧枪供氧的强度可以为3-4m3/(吨钢·min)。
在本发明中，对于活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂的种类没有特别的限定，可以分别为本领域常用的各种活性石灰、高镁石灰和复合造渣剂。优选情况下，活性石灰为CaO含量不低于85重量％的活性石灰；高镁石灰含有45-55重量％的CaO和30-50重量％的MgO；复合造渣剂含有40-60重量％的SiO2、10-15重量％的CaO、1-3重量％的MgO和10-20重量％的铁的氧化物。所述铁的氧化物可以为本领域常规的铁的氧化物，例如可以为FeO和/或Fe2O3。
根据本发明提供的方法，该方法还包括转炉冶炼终点的控制，转炉冶炼终点的控制使得钢水碳含量为0.03-0.08重量％，钢水温度为1640-1680℃。控制转炉冶炼终点的方法没有特别的限定，可以采用本领域常规的方法。例如可以为通过供氧操作控制冶炼终点时的钢水碳含量和钢水温度的方法。
本发明提供的方法特别适合全半钢冶炼，对于所述半刚并没有特别的限定，例如，以所述半钢的总重量为基准，所述半钢含有大于等于3重量％的C、小于等于0.01重量％的Si、小于等于0.04重量％的Mn、0.05-0.07重量％的P和余量的铁，优选情况下，以所述半钢的总重量为基准，所述半钢含有3-4重量％的C、0.02-0.04重量％的Mn、0.05-0.07重量％的磷和95.9-96.9重量％的铁。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例用于说明本发明的半钢炼钢的方法。
在本实施例中，活性石灰为含有88重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有30重量％的MgO和52重量％的CaO的高镁石灰；复合造渣剂为含有55重量％的SiO2、13重量％的CaO、2重量％的MgO、15重量％的FeO的复合造渣剂。
采用120t转炉进行半钢炼钢，半钢主要成分为C：3.0重量％，Mn：0.04重量％，P：0.050重量％，其余为铁。将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，氧枪供氧强度为3.5m3/(吨钢·min)。吹氧3min后第一次加入造渣材料，造渣材料包括6kg/吨钢的活性石灰、8kg/吨钢的高镁石灰和8kg/吨钢的复合造渣剂；继续吹炼3min后，第二次加入造渣材料，造渣材料包括6kg/吨钢的活性石灰、2kg/吨钢的高镁石灰和2kg/吨钢的复合造渣剂。开吹后至第一次加入造渣材料前，采用低枪位，枪位控制在1.5m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕采用滑枪操作，氧枪枪位控制在1.5-2.2m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在1.4m。控制冶炼终点，钢水温度为1640℃，钢水中碳含量为0.08重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为11min。
实施例2
本实施例用于说明本发明的半钢炼钢的方法。
在本实施例中，活性石灰为含有85重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有40重量％的MgO和55重量％的CaO的高镁石灰；复合造渣剂为含有60重量％的SiO2、10重量％的CaO、1重量％的MgO、12重量％的Fe2O3的复合造渣剂。
采用120t转炉进行半钢炼钢，半钢主要成分为C：3.16重量％，Mn：0.02重量％，P：0.060重量％，其余为铁。将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，氧枪供氧强度为3m3/(吨钢·min)。吹氧4min后第一次加入造渣材料，造渣材料包括7kg/吨钢的活性石灰、10.4kg/吨钢的高镁石灰和9.6kg/吨钢的复合造渣剂；继续吹炼4min后，第二次加入造渣材料，造渣材料包括7kg/吨钢的活性石灰、2.6kg/吨钢的高镁石灰和2.4kg/吨钢的复合造渣剂。开吹后至第一次加入造渣材料前，采用低枪位，枪位控制在1.2m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕采用滑枪操作，氧枪枪位控制在1.5-2.2m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在1.3m。控制冶炼终点，钢水温度为1660℃，钢水中碳含量为0.05重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为13min。
实施例3
本实施例用于说明本发明的半钢炼钢的方法。
在本实施例中，活性石灰为含有89重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有50重量％的MgO和45重量％的CaO的高镁石灰；复合造渣剂为含有60重量％的SiO2、10重量％的CaO、3重量％的MgO、20重量％的FeO的复合造渣剂。
采用120t转炉进行半钢炼钢，半钢主要成分为C：3.5重量％，Mn：0.01重量％，P：0.070重量％，其余为铁。将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，氧枪供氧强度为4m3/(吨钢·min)。吹氧3min后第一次加入造渣材料，造渣材料包括8kg/吨钢的活性石灰、12kg/吨钢的高镁石灰和11.2kg/吨钢的复合造渣剂；继续吹炼5min后，第二次加入造渣材料，造渣材料包括8kg/吨钢的活性石灰、3kg/吨钢的高镁石灰和2.8kg/吨钢的复合造渣剂。开吹后至第一次加入造渣材料前，采用低枪位，枪位控制在1.2m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕采用滑枪操作，氧枪枪位控制在1.5-2.2m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在1.5m。控制冶炼终点，钢水温度为1680℃，钢水中碳含量为0.03重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为12min。
对比例1
按照实施例1的方法进行半钢炼钢，不同的是，将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，开吹后即第一次加入造渣材料；继续吹炼6min后，第二次加入造渣材料。开吹后至第一次加入造渣材料前，氧枪枪位控制在1.8m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕，氧枪枪位控制在2.5m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在1.6m。控制冶炼终点，钢水温度为1680℃，钢水中碳含量为0.04重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为15min。
对比例2
按照实施例2的方法进行半钢炼钢，不同的是，将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，开吹后即第一次加入造渣材料；继续吹炼6min后，第二次加入造渣材料。开吹后至第一次加入造渣材料前，氧枪枪位控制在1.6m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕，氧枪枪位控制在2m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在1.7m。控制冶炼终点，钢水温度为1670℃，钢水中碳含量为0.05重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为15.9min。
对比例3
按照实施例3的方法进行半钢炼钢，不同的是，将半钢兑入转炉后即开始氧枪供氧吹炼，开吹后即第一次加入造渣材料；继续吹炼6min后，第二次加入造渣材料。开吹后至第一次加入造渣材料前，氧枪枪位控制在2m；加入造渣材料后至所有造渣材料加入完毕，氧枪枪位控制在3m；所有造渣材料加入完毕后至吹炼结束氧枪枪位控制在2m。控制冶炼终点，钢水温度为1650℃，钢水中碳含量为0.07重量％。冶炼结束时，转炉冶炼全部纯吹氧的时间为15.3min。
实施例1-3和对比例1-3的终点钢水的温度、终点钢水的碳含量、终点钢水的磷含量和全部纯吹氧时间如表1所示。
表1
从表1中，通过实施例1-3和对比例1-3的对比可以发现，采用本发明方法能够在达到钢水质量要求的情况下，明显缩短转炉纯吹氧时间，具体地，实施例比对比例缩短转炉吹氧时间3min以上，从而有效缩短转炉冶炼的周期，降低因生产节奏紧张而导致连铸断浇的隐患。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (6)
1.一种缩短纯吹氧时间的半钢转炉炼钢的方法，该方法包括：将半钢兑入转炉，采用氧枪供氧进行吹炼，并在吹炼过程中向转炉中加入造渣材料，其特征在于，所述造渣材料分多次加入，所述造渣材料包括总加入量为12-16kg/吨钢的活性石灰、总加入量为10-15kg/吨钢的高镁石灰和总加入量为10-14kg/吨钢的复合造渣剂；吹炼3-5min后，第一次加入造渣材料，继续吹炼3-5min后，加入剩余造渣材料；开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪采用低枪位操作；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪采用滑枪操作；所有造渣材料加入完毕后，氧枪采用低枪位操作；
其中，所述第一次加入的造渣材料包括所述活性石灰的总加入量的50％的活性石灰、所述高镁石灰的总加入量的80％的高镁石灰和所述复合造渣剂的总加入量的80％的复合造渣剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活性石灰中CaO的含量≥85重量％；
所述高镁石灰含有45-55重量％的CaO和30-50重量％的MgO；
所述复合造渣剂含有40-60重量％的SiO2、10-15重量％的CaO、1-3重量％的MgO和10-20重量％的铁的氧化物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，开始吹炼至第一次加入造渣材料前，氧枪的枪位为1.2-1.5m；第一次加入造渣材料至所有造渣材料加入完毕的过程，氧枪的枪位为1.5-2.2m；所有造渣材料加入完毕后，氧枪的枪位为1.3-1.5m。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氧枪供氧的强度为3-4m3/(吨钢·min)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括转炉冶炼终点的控制，转炉冶炼终点的控制使得钢水碳含量为0.03-0.08重量％，钢水温度为1640-1680℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述半钢的总重量为基准，所述半钢含有大于等于3重量％的C、小于等于0.01重量％的Si、小于等于0.04重量％的Mn和0.05-0.07重量％的P。
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