CN108676946A - 一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，在高炉出铁过程中，向铁沟内加入铁前废钢，加入量为铁水重量的1%~2%，利用铁水余热将废钢熔化；在铁水倒入铁包前，向铁包内加入铁包公称容量5%~8%的铁包废钢，并通过在线烘烤，提高废钢温度，减少铁包兑铁时的温降，提高鱼雷罐向铁包兑铁时铁包废钢的熔化效率；在转炉冶炼时加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢，在冶炼结束，转炉出钢过程中加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢，在LF精炼过程中加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢。本发明可大幅降低冶炼各工序的铁水消耗，同时实现了废钢的回收利用；本发明与常规冶炼工艺相比，在铁水量相同的情况下，钢水产量可提高15%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，属于转炉炼钢技术领域。
技术背景
随着铁矿石资源的日渐枯竭及国家对钢铁工业环保治理力度的不断加大，作为炼钢工序主原料的铁水的生产开始受到影响，铁水供应量明显减少，而与之相对应的废钢资源却不断增加，尤其在国家取缔中频感应炉冶炼后，废钢资源更加富裕，如何在低铁耗、高废钢比的条件下生产合格钢液成为各钢铁企业关注的焦点。传统的电炉生产工艺虽然可以满足高废钢比、低铁水的生产要求，但目前国内炼钢厂主要以转炉为主，如果将转炉改成电炉投资成本较高；而转炉由于受铁水热量的影响，其废钢加入量仅在20%左右，铁水消耗量很大；为解决此类问题，部分钢铁企业进行了研究并取得了一定效果，如：专利号为201710850784 .0的中国专利申请公开了一种低铁水消耗转炉炼钢的提温方法，该方法为增加转炉废钢比例，降低铁水消耗采用焦炭、硅铁作为升温剂对转炉热量进行补偿，其目的是降低转炉铁水消耗，并未考虑转炉炉前、炉后铁耗如何降低，而且采用该方法后转炉操作的稳定性受到极大影响，转炉炉衬寿命、转炉底吹效果也受到极大影响。为此，开发一种既不影响转炉操作，又能最大限度降低铁水消耗的冶炼工艺成为各炼钢厂关注的焦点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，根据炼铁、炼钢工序对废钢的熔化能力，将不同类别的废钢分批、定量加入到冶炼全流程工序中，在保证冶炼钢液合格的同时，大幅降低了铁水消耗，提高了废钢比。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，首先，将废钢按铁前废钢、铁包废钢、转炉废钢、炉后废钢进行加工、分类存放；在高炉出铁过程中，向铁沟内加入铁前废钢，加入量为铁水重量的1%~2%，利用铁水余热将废钢熔化；在铁水倒入铁包前，向铁包内加入铁包公称容量5%~8%的铁包废钢，并通过在线烘烤，提高废钢温度，减少铁包兑铁时的温降，提高鱼雷罐向铁包兑铁时铁包废钢的熔化效率；在转炉冶炼时加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢，在冶炼结束，转炉出钢过程中加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢，在LF精炼过程中加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢。
上述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其具体步骤为：
步骤1：将废钢按铁前废钢、铁包废钢、转炉废钢、炉后废钢进行加工、分类存放；
步骤2：根据高炉出铁温度，在高炉出铁过程中，向铁沟内连续加入铁前废钢，加入量为鱼雷罐铁水公称容量的1%~2%；
步骤3：确认鱼雷罐内的铁水温度，根据铁水温度，向铁包内加入铁包废钢、加入量为铁包公称容量的5%~8%，将加入废钢后的铁包移送至烘烤位进行烘烤，保证废钢温度烘烤至800℃以上；
步骤4：烘烤结束后，将铁包吊至倒包位进行兑铁，利用鱼雷罐内液态铁水的冲刷将铁包内的废钢熔化；
步骤5：对废钢已经完全熔化的铁包进行测温，取样，然后吊运至转炉进行兑铁，根据铁包铁水温度，加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢进行冶炼，吹炼终点温度较正常冶炼温度提高20℃~30℃；
步骤6：冶炼完毕，在钢包出钢1/4时，从高位料仓内加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢；炉后废钢必须于出钢2/3时加完；
步骤7：在LF精炼过程中，从高位料仓加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢。
上述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，所述步骤1中的铁前废钢为厚度2mm以下的薄板边角料；铁包废钢为蓬松的钢筋压块或冲压边角料废钢；炼钢废钢为重型废钢和中型废钢；炉后废钢为清洁无油污、无锈蚀、无夹杂的钢筋切头。
上述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，所述步骤2中的高炉出铁温度为1350℃~1450℃；所述步骤3中的鱼雷罐内铁水温度为1300℃~1400℃；步骤3中向铁包内加入铁包废钢的最佳时机为上一炉铁包内的铁水向转炉兑完铁后3min内。
上述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，所述步骤5中铁包铁水温度大于等于1300℃时，按转炉公称容量的23%~25%加入转炉废钢，铁包铁水温度低于1300℃时，按转炉公称容量的20%~22%加入转炉废钢；当转炉实际终点温度与目标温度出现差值时采用焦炭进行提温，焦炭随第一批料加入，焦炭粒度为10mm~20mm，加入量按吨钢升温效率5℃~6℃/kg。
上述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，所述步骤7中炉后废钢分批加入，每批最多不超过1吨；加入后，需要适当延长LF供电时间，延长的供电时间按2min~3min/吨炉后废钢控制；
本发明的有益效果为：本发明通过向炼铁、炼钢全流程各工序中加入不同类别的废钢，可大幅降低冶炼各工序的铁水消耗，同时实现了废钢的回收利用，有效降低二氧化碳的排放量；本发明对转炉冶炼操作影响较小，能够满足炼钢厂高效、稳定的生产要求，吨钢综合铁水消耗可降至800kg/t以下；本发明与常规冶炼工艺相比，在铁水量相同的情况下，钢水产量可提高15%以上。
具体实施方式
本发明一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，首先，将废钢分为铁前废钢、铁包废钢、转炉废钢、炉后废钢；其中铁前废钢主要为厚度在2mm以下的薄板边角料，这类废钢薄、而且尺寸小，容易熔化，如包装铁皮、硅钢片、汽车铁皮破碎料等；铁包废钢主要为蓬松的钢筋压块或冲压件的边角料废钢，这类废钢透气性好、利于火焰穿透进行烘烤；炼钢废钢主要为重型废钢或中型废钢，如板坯坯头、坯尾、中板板边，这类废钢较重，加在转炉内可利用转炉的热量将其完全熔化，而且利于转炉温度控制；炉后废钢主要为清洁的钢筋切头，长度在60mm~120mm之间，直径为φ8mm~φ25mm，由于该类废钢会直接影响钢液质量，所以这类废钢必须无油污、无锈蚀、无夹杂；
具体的步骤为：在高炉出铁过程中，铁水温度为1350℃~1450℃，采用机械手臂或天车连续地向铁水沟内加入铁前废钢，加入量为鱼雷罐铁水公称容量的1%~2%，利用铁水余热将废钢熔化；然后确认鱼雷罐内的铁水温度在1300℃~1400℃时，向铁包内加入铁包废钢、加入量为铁包公称容量的5%~8%，将加入废钢后的铁包移送至烘烤位进行烘烤，保证废钢温度烘烤至800℃以上；烘烤结束后，将铁包吊至倒包位进行兑铁，利用鱼雷罐内液态铁水的冲刷将铁包内的废钢熔化；对废钢已经完全熔化的铁包进行测温，取样，然后吊运至转炉进行兑铁，根据铁包铁水温度，加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢进行冶炼，吹炼终点温度较正常冶炼温度提高20℃~30℃；冶炼完毕，在钢包出钢1/4时，从高位料仓内加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢；炉后废钢必须于出钢2/3时加完；在LF精炼过程中，从高位料仓加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢，同时适当增加供电时间，供电时间按2min~3min/吨废钢控制。本发明各步骤应连续紧密进行，减少中间传隔时间，减少过程温降，最大效率的利用过程热量。
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
以下实施例1-实施例4中，炼铁工序鱼雷罐的公称容量为600吨，转炉为260吨顶底复吹转炉，冶炼钢种为Q235B：
实施例1
高炉出铁温度为1450℃，在出铁过程中，运用机械手臂向铁水沟内分批加入12t的铁前废钢，利用高温铁水的物理热将铁前废钢熔化，并流入到鱼雷罐内，铁前废钢加入后，鱼雷罐内的铁水温度降至1397℃，为减少鱼雷罐内的铁水温降，鱼雷罐采用加盖操作；采用机械手臂向铁包内加入21吨铁包废钢（为铁包公称容量的8%），并将铁包吊运至铁包烘烤位进行烘烤，烘烤至800℃以上后，吊运至倒包位，将鱼雷罐内的铁水倒入铁包内，利用铁水的物理热将铁包废钢熔化，铁水加入量为218t；倒包完成后铁水温度为1340℃，Si含量0.35wt%；将铁包吊运至转炉进行兑铁，兑铁后，加入65吨转炉废钢，转炉终点按1680℃控制，较正常冶炼1650℃提高30℃；根据铁水成分、温度信息、铁水装入量、转炉废钢装入量信息，利用转炉炼钢的静态模型计算得出转炉终点温度为1625℃，较目标值1680℃相差55℃，在第一批料加料时加入2.9吨焦炭进行冶炼，转炉终点温度1681℃，在转炉出钢至1/4时，在高位料仓加入5吨炉后废钢，炉后废钢在出钢2/3时加完，炉后测温1638℃；在LF精炼过程中加5吨炉后废钢，5吨炉后废钢分3次加入，每次最多不超过2吨，精炼供电时间延长15min。钢水成分合格，满足生产要求。
本实施例实际成钢量为285吨，实际消耗铁水213.64吨，较正常冶炼减少铁水消耗37吨，实际吨钢铁水消耗749.6kg。
实施例2
高炉出铁温度为1400℃，在出铁过程中，运用机械手臂向铁水沟内分批加入8t的铁前废钢，用高温铁水的物理热将铁前废钢熔化，并流入到鱼雷罐内，铁前废钢加入后，鱼雷罐内的铁水温度降至1347℃，为减少鱼雷罐内的铁水温降，鱼雷罐采用加盖操作；铁包兑完铁后，采用机械手臂向铁包内加入约17吨铁包废钢（为铁包公称容量的6.5%），并将铁包吊运至铁包烘烤位进行烘烤，烘烤至800℃以上后，吊运至倒包位，将鱼雷罐内的铁水倒入铁包内，利用铁水的物理热将铁包废钢熔化，铁水加入量为221t；倒包完成后铁水温度为1300℃，Si含量0.49wt%，将铁包吊运至转炉进行兑铁，兑铁后加入60吨转炉废钢，转炉终点按1670℃控制，较正常冶炼1650℃提高20℃，根据铁水成分、温度信息、铁水装入量、废钢装入量信息，利用转炉炼钢的静态模型计算得出转炉终点温度为1627℃，较目标值1670℃相差43℃，在第一批料加料时加入2吨焦炭进行冶炼，转炉终点温度1669℃，在转炉出钢至1/4时，在高位料仓加入5吨炉后废钢，炉后废钢在出钢2/3时加完，炉后测温1627℃，在LF精炼过程中加5吨炉后废钢，5吨炉后废钢分3批加入，每批最多不超过2吨，精炼供电时间延长15min。钢水成分合格，满足生产要求。
本实例实际成钢量为286吨，实际消耗铁水218吨，较正常冶炼减少铁水消耗30吨，实际吨钢铁水消耗762.2kg。
实施例3
高炉出铁温度为1350℃，在出铁过程中，运用机械手臂向铁水沟内分批加入6t的铁前废钢，用高温铁水的物理热将铁前废钢熔化，并流入到鱼雷罐内，铁前废钢加入后，鱼雷罐内的铁水温度降至1305℃，为减少鱼雷罐内的铁水温降，鱼雷罐采用加盖操作；铁包兑完铁后，采用机械手臂向铁包内加入约13吨铁包废钢（为铁包公称容量的5%），并将铁包吊运至铁包烘烤位进行烘烤，烘烤至800℃以上后，吊运至倒包位，将鱼雷罐内的铁水倒入铁包内，利用铁水的物理热将铁包废钢熔化，铁水加入量为225t；倒包完成后铁水温度为1265℃，Si含量0.55wt%，将铁包吊运至转炉进行兑铁，兑铁后加入52吨转炉废钢，转炉终点按1660℃控制，较正常冶炼1640℃提高20℃，根据铁水成分、温度信息、铁水装入量、废钢装入量信息，利用转炉炼钢的静态模型计算得出转炉终点温度为1630℃，较目标值1660℃相差30℃，在第一批料加料时加入800kg焦炭进行冶炼，转炉终点温度1664℃，在转炉出钢至1/4时，在高位料仓加入3吨炉后废钢，炉后废钢在出钢2/3时加完，炉后测温1637℃，在LF精炼过程中加6吨炉后废钢，6吨炉后废钢分3批加入，每批最多不超过2吨，精炼供电时间延长6min。钢水成分合格，满足生产要求。
本实例实际成钢量为284吨，实际消耗铁水222吨，较正常冶炼减少铁水消耗21吨，实际吨钢铁水消耗781.7kg。
实施例4
高炉出铁温度为1350℃，在出铁过程中，运用机械手臂向铁水沟内分批加入6t的铁前废钢，用高温铁水的物理热将铁前废钢熔化，并流入到鱼雷罐内，铁前废钢加入后，鱼雷罐内的铁水温度降至1300℃，为减少鱼雷罐内的铁水温降，鱼雷罐采用加盖操作；铁包兑完铁后，采用机械手臂向铁包内加入约12吨铁包废钢（为铁包公称容量的5%），并将铁包吊运至铁包烘烤位进行烘烤，烘烤至800℃以上后，吊运至倒包位，将鱼雷罐内的铁水倒入铁包内，利用铁水的物理热将铁包废钢熔化，铁水加入量为225t；倒包完成后铁水温度为1220℃，Si含量0.45wt%，将铁包吊运至转炉进行兑铁，兑铁后加入50吨转炉废钢，转炉终点按1660℃控制，较正常冶炼1640℃提高20℃，根据铁水成分、温度信息、铁水装入量、废钢装入量信息，利用转炉炼钢的静态模型计算得出转炉终点温度为1665℃，不需要升温剂，转炉终点温度1661℃，在转炉出钢至1/4时，在高位料仓加入3吨炉后废钢，炉后废钢在出钢2/3时加完，炉后测温1637℃，在LF精炼过程中加5吨炉后废钢，5吨炉后废钢分2批加入，每批最多不超过2吨，精炼供电时间延长11min。钢水成分合格，满足生产要求。
本实例实际成钢量为283吨，实际消耗铁水223吨，较正常冶炼减少铁水消耗21吨，实际吨钢铁水消耗787.9kg。
Claims (6)
1.一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：首先，将废钢按铁前废钢、铁包废钢、转炉废钢、炉后废钢进行加工、分类存放；在高炉出铁过程中，向铁沟内加入铁前废钢，加入量为铁水重量的1%~2%，利用铁水余热将废钢熔化；在铁水倒入铁包前，向铁包内加入铁包公称容量5%~8%的铁包废钢，并通过在线烘烤，提高废钢温度，减少铁包兑铁时的温降，提高鱼雷罐向铁包兑铁时铁包废钢的熔化效率；在转炉冶炼时加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢，在冶炼结束，转炉出钢过程中加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢，在LF精炼过程中加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢。
2.如权利要求1所述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：包含以下步骤：
步骤1：将废钢按铁前废钢、铁包废钢、转炉废钢、炉后废钢进行加工、分类存放；
步骤2：根据高炉出铁温度，在高炉出铁过程中，向铁沟内连续加入铁前废钢，加入量为鱼雷罐铁水公称容量的1%~2%；
步骤3：确认鱼雷罐内的铁水温度，根据铁水温度，向铁包内加入铁包废钢、加入量为铁包公称容量的5%~8%，将加入废钢后的铁包移送至烘烤位进行烘烤，保证废钢温度烘烤至800℃以上；
步骤4：烘烤结束后，将铁包吊至倒包位进行兑铁，利用鱼雷罐内液态铁水的冲刷将铁包内的废钢熔化；
步骤5：对废钢已经完全熔化的铁包进行测温，取样，然后吊运至转炉进行兑铁，根据铁包铁水温度，加入转炉公称容量20%~25%的转炉废钢进行冶炼，吹炼终点温度较正常冶炼温度提高20℃~30℃；
步骤6：冶炼完毕，在钢包出钢1/4时，从高位料仓内加入转炉出钢量1%~2%的炉后废钢；炉后废钢必须于出钢2/3时加完；
步骤7：在LF精炼过程中，从高位料仓加入钢包钢水重量1%~2%的炉后废钢。
3.如权利要求2所述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤1中的铁前废钢为厚度2mm以下的薄板边角料；铁包废钢为蓬松的钢筋压块或冲压边角料废钢；炼钢废钢为重型废钢和中型废钢；炉后废钢为清洁无油污、无锈蚀、无夹杂的钢筋切头。
4.如权利要求2所述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤2中的高炉出铁温度为1350℃~1450℃；所述步骤3中的鱼雷罐内铁水温度为1300℃~1400℃；步骤3中向铁包内加入铁包废钢的最佳时机为上一炉铁包内的铁水向转炉兑完铁后3min内。
5.如权利要求2所述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：所述步骤5中铁包铁水温度大于等于1300℃时，按转炉公称容量的23%~25%加入转炉废钢，铁包铁水温度低于1300℃时，按转炉公称容量的20%~22%加入转炉废钢；当转炉实际终点温度与目标温度出现差值时采用焦炭进行提温，焦炭随第一批料加入，焦炭粒度为10mm~20mm，加入量按吨钢升温效率5℃~6℃/kg。
6.如权利要求2所述的一种全流程降低铁水消耗的冶炼工艺，其特征在于：
所述步骤7中炉后废钢分批加入，每批最多不超过1吨；加入后，需要适当延长LF供电时间，延长的供电时间按2min~3min/吨炉后废钢控制。
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