CN107988456B - 一种转炉炼钢工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转炉炼钢工艺，涉及钢铁冶炼技术领域，解决了恒压变枪位供氧时金属损失的问题。其包括以下步骤：步骤一，准备好铁水和废钢，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时采用恒枪位变压的供氧方式；步骤三，5‑6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼；步骤四，倒炉、测温、取样，并确定补吹时间；步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，进行转炉外二次精炼。本工艺有利于造渣和化渣，避免喷溅，减少金属损失，促进脱碳、脱磷、脱硫。

Description

一种转炉炼钢工艺
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，更具体地说，它涉及一种转炉炼钢工艺。
背景技术
转炉炼钢是把氧气吹入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量(含1％的硅可使生铁的温度升高200摄氏度)，可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料，炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分。
在公开号为CN102199682A的中国发明专利中公开了一种半钢炼钢的方法，所述方法包括半钢的转炉吹炼、造渣剂的加入、转炉吹炼终点的控制、出钢和吹氩站搅拌钢水，其中，在所述转炉吹炼终点的控制中将钢水中的碳含量控制在0.04wt％～0.10wt％，并且在出钢过程中向钢包力口入碳，在所述半钢的转炉吹炼步骤中，氧枪的供氧压力为0.8～0.9Mpa，供氧强度为3.2～3.7m3/t钢.min，供氧时间为750～1020秒，并采用恒压变枪位操作。
上述专利中采用恒压变枪位供氧，高枪位操作时，有利于化渣，但是熔池搅拌差而且溶质原色氧化较慢，氧气的利用率低，低枪位操作时，渣中的FeO含量低，又不利于化渣，实际操作中需要频繁变化枪位，枪位变化不及时还容易发生喷溅，导致金属损失。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种转炉炼钢工艺，通过采用恒枪位变压的供氧方式，解决上述技术问题，其具有有利于造渣和化渣，避免发生喷溅，减少金属损失的优点。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种转炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7-0.9MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2-1.4MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0-1.2MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3-1.5MPa；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼；
步骤四，倒炉、测温、取样，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，进行转炉外二次精炼。
通过上述技术方案，废钢是转炉炼钢的金属炉料，转炉炼钢时，铁水的物理热和化学热足以把熔池的温度从1250-1300℃加热到1600℃作用的炼钢温度，且有富余热量，废钢加入后可以消耗这些富余热量，调节熔池的温度，而且还能回收利用废钢。通过采用恒枪位变压的供氧方式，氧气射流到达熔池表面时将其中央冲出一个凹坑，通过改变氧气压力，缓和地改变氧气的动能，从而改变射流对熔池的冲击深度和冲击面积，以满足炉内反应所需，有利于造渣和化渣，避免发生喷溅，减少金属损失；而且极大地改善了炉内反应的动力学条件，促进脱碳、脱磷、脱硫。
进一步优选为，所述铁水的重量百分比为70-75％，所述废钢的重量百分比为25-30％。
通过上述技术方案，通过改变转炉炼钢工艺，增加废钢的添加量，可以减少铁水的用量从而有助于降低转炉的生产成本，不仅能够充分回收利用废钢，而且可以减少造渣料的加入量和渣量；有利于减轻吹炼中的喷溅，提高冶炼的收得率；还可以缩短吹炼时间，减少氧气消耗和增加产量。
进一步优选为，所述氧气的供氧强度为2.0～2.5m3/t.min。
通过上述技术方案，恒枪位变压的供氧方式还可以降低供氧强度，从而避免喷溅，提高不同阶段的氧气的利用率。
进一步优选为，所述步骤三中炉渣的碱度控制在3.0-3.8。
通过上述技术方案，降低炉渣对炉衬的侵蚀，有利于石灰的熔化，保证有效脱硫和脱磷。
进一步优选为，所述铝饼的用量为0.8-1kg/t，所述白灰的用量为400-450kg。
通过上述技术方案，加入铝饼是为了脱除钢水中的氧，白灰在钢液面形成一层顶渣，有效地隔绝了空气，而且保证了钢水有一定的氧含量，防止吸氮。
进一步优选为，所述步骤四中控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615-1635℃。
通过上述技术方案，在出钢前检测钢水的成分含量，从而控制吹炼终点。
进一步优选为，所述步骤五中出钢时钢水的成分为C 0.37-0.42％,Si 0.1-0.17％，Mn0.5-0.6％，P≤0.025％，钢水的温度为1520-1530℃。
通过上述技术方案，有利于后续的二次精炼。
进一步优选为，所述第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，所述造渣料的添加量为12-20kg/t。
通过上述技术方案，由于本发明采用恒枪位变压的供氧方式，而且增加废钢的添加量，可以减少造渣料的加入，原工艺添加量需要22-33kg/t。
本发明中枪位根据生产实际情况在700-1100mm之间选择具体枪位高度。
本发明中生产的钢水适用于生产S45钢和S45CTi钢。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过采用恒枪位变压的供氧方式，氧气射流到达熔池表面时将其中央冲出一个凹坑，通过改变氧气压力，缓和地改变氧气的动能，从而改变射流对熔池的冲击深度和冲击面积，以满足炉内反应所需，有利于造渣和化渣，避免发生喷溅，减少金属损失；
(2)恒枪位变压的供氧方式极大地改善了炉内反应的动力学条件，提高不同阶段的氧气的利用率，促进脱碳、脱磷、脱硫；
(3)由于本发明采用恒枪位变压的供氧方式，而且增加废钢的添加量，不仅能够充分回收利用废钢，还可以减少造渣料的加入。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
本发明中生产的钢水适用于生产S45钢和S45CTi钢。
实施例1：如图1所示，一种转炉炼钢工艺，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为70％，废钢的重量百分比为30％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.37％,Si 0.12％，Mn 0.5％，P 0.021％，钢水的温度为1520℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加量为12kg/t。
实施例2：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为72.5％，废钢的重量百分比为27.5％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.42％,Si 0.1％，Mn 0.6％，P 0.015％，钢水的温度为1525℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加量为12kg/t。
实施例3：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为75％，废钢的重量百分比为25％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.4％,Si 0.17％，Mn 0.55％，P 0.018％，钢水的温度为1530℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加量为12kg/t。
实施例4：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为70％，废钢的重量百分比为30％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.8MPa,7-10分钟时氧气压力为1.3MPa，11-15分钟时氧气压力为1.1MPa，16-18分钟时氧气压力为1.4MPa，氧气的供氧强度为2.3m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.39％,Si 0.15％，Mn 0.5％，P 0.019％，钢水的温度为1520℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加量为12kg/t。
实施例5：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为70％，废钢的重量百分比为30％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.9MPa,7-10分钟时氧气压力为1.4MPa，11-15分钟时氧气压力为1.2MPa，16-18分钟时氧气压力为1.5MPa，氧气的供氧强度为2.5m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.4％,Si 0.15％，Mn 0.53％，P 0.022％，钢水的温度为1521℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加量为12kg/t。
实施例6：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，铁水的重量百分比为70％，废钢的重量百分比为30％，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12％，Cr≤0.25％，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼，炉渣的碱度控制在3.0；
步骤四，倒炉、测温、取样，控制C≥0.10％，P≤0.018％，出钢温度为1615℃，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，铝饼的用量为0.8kg/t，白灰的用量为400kg，根据出钢时钢水的成分控制低氮碳粉、硅锰、硅铁的添加量，出钢时钢水的成分为C 0.41％,Si 0.14％，Mn 0.58％，P 0.017％，钢水的温度为1524℃，进行转炉外二次精炼。
其中，第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，石灰和白云石的配比根据冶炼过程中渣的成分并通过物料衡算来确定，造渣料的添加总量为15kg/t。
实施例7：一种转炉炼钢工艺，与实施例6的不同之处在于，造渣料的添加总量为20kg/t。
实施例8：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤三中炉渣的碱度控制在3.4。
实施例9：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤三中炉渣的碱度控制在3.8。
实施例10：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤四中出钢温度为1625℃。
实施例11：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤四中出钢温度为1635℃。
实施例12：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤五中铝饼的用量为0.9kg/t。
实施例13：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤五中铝饼的用量为1kg/t。
实施例14：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤五中白灰的用量为425kg。
实施例15：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤五中白灰的用量为450kg。
对比例1：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤二为：降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,采用恒压变枪位操作供氧，吹氧时间18分钟，氧气压力1MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min。
对比例2：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤二为：降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为0.7MPa,7-10分钟时氧气压力为1MPa，11-15分钟时氧气压力为1.3MPa，16-18分钟时氧气压力为1.6MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min。
对比例3：一种转炉炼钢工艺，与实施例1的不同之处在于，步骤二为：降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，0-6分钟时氧气压力为1.5MPa,7-10分钟时氧气压力为1.3MPa，11-15分钟时氧气压力为1MPa，16-18分钟时氧气压力为0.7MPa，氧气的供氧强度为2.0m3/t.min。
生产过程中，收集实施例1-15和对比例1-3产生的炉渣，测定炉渣中的铁含量，如果有喷溅发生，记录钢水喷溅造成的铁的损失量，计算炉渣中的铁含量、喷溅造成铁的损失量的和占钢水的百分比，即为铁损失量，结果如表1所示。由表1可知，本发明通过采用恒枪位变压的供氧方式，有利于造渣和化渣，避免发生喷溅，减少了铁损失。
表1实施例1-15和对比例1-3的铁损失量
分别测定实施例1-15和对比例1-3炼钢结束后的钢水成分，结果如表2所示。由表2可知，恒枪位变压的供氧方式改善了炉内反应的动力学条件，提高不同阶段的氧气的利用率，促进脱碳、脱磷、脱硫。
表2实施例1-15和对比例1-3炼钢结束后的钢水成分
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种转炉炼钢工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，准备好铁水和废钢，控制铁水的温度≥1250℃，P≤0.12%，Cr≤0.25%，将铁水加入转炉，再向转炉中加入预热后的废钢；
步骤二，降枪连续吹入氧气，同时加入第一批造渣料,吹氧时枪位恒定，所述氧气的供氧强度为2.0～2.5m3/t.min，0-6分钟时氧气压力为0.7-0.9MPa,7-10分钟时氧气压力为1.2-1.4MPa，11-15分钟时氧气压力为1.0-1.2MPa，16-18分钟时氧气压力为1.3-1.5MPa；
步骤三，5-6分钟时加入第二批造渣料继续吹炼；
步骤四，倒炉、测温、取样，并确定补吹时间；
步骤五，提枪出钢，依次加入低氮碳粉、铝饼、硅锰、硅铁、白灰，进行转炉外二次精炼；
所述铁水的重量百分比为70-75%，所述废钢的重量百分比为25-30%；
所述步骤三中炉渣的碱度控制在3.0-3.8；
所述第一批造渣料和第二批造渣料均为石灰和白云石，所述造渣料的添加量为12-20kg/t。
2.根据权利要求1所述的转炉炼钢工艺，其特征在于，所述铝饼的用量为0.8-1kg/t，所述白灰的用量为400-450kg。
3.根据权利要求1所述的转炉炼钢工艺，其特征在于，所述步骤四中控制C≥0.10%，P≤0.018%，出钢温度为1615-1635℃。
4.根据权利要求3所述的转炉炼钢工艺，其特征在于，所述步骤五中出钢时钢水的成分为C 0.37-0.42%,Si 0.1-0.17%，Mn 0.5-0.6%，P≤0.025%，钢水的温度为1520-1530℃。
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