CN110551868A - 降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降低半钢炼钢转炉脱碳时间方法，属于炼钢技术领域。本发明解决的技术问题是半钢炼钢脱碳速率较慢。本发明的技术方案是提供降低半钢炼钢转炉脱碳时间方法，步骤包括：向转炉兑入半钢后，加入活性石灰、高镁石灰和硅铁，同时以氧枪供氧、底吹供气进行吹炼；所述底吹供气的气体包括N2、CO2和Ar。本发明通过对转炉底吹气体以及底吹模式的改变和控制，可降低半钢炼钢转炉的脱碳时间。

Description

降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法。
背景技术
我国是钒钛磁铁矿大国，拥有丰富的钒钛磁铁矿资源，国内攀钢、承钢、昆钢、威钢等钢铁企业都是采用钒钛磁铁矿进行冶炼。钒钛磁铁矿经转炉提钒后得到的铁水简称为半钢，与普通铁水炼钢相比，半钢炼钢由于半钢中的Si含量为痕迹、C含量较普通铁水低而热源不足，所以半钢炼钢需要加入含有SiO2、FeO和Fe2O3等物质的复合渣，冶炼后期控制需要补吹更多氧气来满足转炉终点温度控制要求，但其结果将导致半钢炼钢转炉终点钢水C含量较低、氧活度较高，转炉终点氧含量平均值为650ppm，转炉终点氧含量偏高，从而导致氧气消耗量大，脱碳速率慢。
发明内容
本发明解决的技术问题是半钢炼钢脱碳速率较慢。
本发明解决上述技术问题的技术方案是提供降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，步骤包括：向转炉兑入半钢后，加入活性石灰、高镁石灰和硅铁，同时以氧枪供氧、底吹供气进行吹炼，直至吹炼终点，得到合格钢水；所述底吹供气的气体包括N2、CO2和Ar。
其中，底吹供气的方式为吹炼开始至吹炼1/3阶段，底吹气体为N2；吹炼1/3阶段至吹炼2/3阶段，底吹气体为CO2；吹炼2/3阶段至吹炼结束，底吹气体为CO2和Ar。
其中，底吹供气的方式为吹炼开始至吹炼1/3阶段，供气强度为0.06～0.25Nm3/t·min；吹炼1/3阶段至吹炼2/3阶段，供气强度为0.10～0.35Nm3/t·min；吹炼2/3阶段至吹炼结束，供气强度为0.20～0.45Nm3/t·min。
其中，吹炼2/3阶段至吹炼结束，所述底吹气体中CO2和Ar的体积比为3：1。
其中，吹炼时氧枪喷头距转炉熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m。
其中，活性石灰加入量为10-14kg/t钢，高镁石灰加入量为10-14kg/t钢，硅铁加入量为1.5～2.5kg/t钢。
其中，以质量百分数计，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；硅铁中含有70～80％的Si，15～20％Fe，以及不可避免的杂质。
其中，控制终点炉渣碱度在3-4之间。
其中，吹炼过程中，吹氧进度为0-40％，氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/t·min，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5-4.5m3/t·min。
其中，半钢的化学成分按重量百分比计为C 4.2～4.40％，Si 0.10～0.15％，Mn0.01～0.03％，P≤0.07％，S≤0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。
本发明的有益效果：
本发明通过对转炉底吹气体以及底吹模式的改变和控制，可降低半钢炼钢转炉脱碳时间，脱碳时间为9min降低至到7min以下，效益显著。
具体实施方式
本发明提供的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，具体步骤包括：向转炉兑入半钢后，加入活性石灰、高镁石灰和硅铁，同时以氧枪供氧、底吹供气进行吹炼，直至吹炼终点，得到合格钢水；所述底吹供气的气体包括N2、CO2和Ar。
本发明底吹供气的方式为：吹炼开始至吹炼1/3阶段，底吹气体为N2，供气强度为0.06～0.25Nm3/t·min；吹炼1/3阶段至吹炼2/3阶段，底吹气体为CO2，供气强度为0.10～0.35Nm3/t·min；吹炼2/3阶段至吹炼结束，底吹气体为CO2和Ar，供气强度为0.20～0.45Nm3/t·min。
优选地，吹炼2/3阶段至吹炼结束，所述底吹气体中CO2和Ar的体积比为3：1。
本发明在不同阶段底吹CO2可加快CO2与钢中碳反应生成CO。
本发明中，底吹供气的3个阶段是以时间进行划分，吹氧进度也是以时间划分。
本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。所述吹炼过程中，氧枪的枪位控制为：基本枪位为1.4-2m，吹炼枪位为1.4m-1.8m，开吹枪位为2m，拉碳枪位为1.4m，这样设置枪位的目的是为了防止烧枪，同时保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬。
本发明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。
作为本发明的一种实施方式，氧枪供氧和底吹供气同时开始，到吹炼终点时供氧结束，底吹在出钢完成后结束。
在本发明中，所述活性石灰、高镁石灰和硅铁为本领域在炼钢中所常用的活性石灰、高镁石灰和硅铁。活性石灰加入量为10-14kg/t钢，高镁石灰加入量为10-14kg/t钢，硅铁加入量为1.5～2.5kg/t钢。
具体的，本发明所述活性石灰主要含有CaO，且以所述活性石灰的总重量为基准，CaO的含量为85-90wt％。所述高镁石灰主要含有MgO和CaO，以所述高镁石灰的总重量为基准，MgO的含量为30-40wt％，CaO的含量为48-55wt％。所述硅铁中含有70～80％的Si，15～20％Fe，以及不可避免的杂质。
本发明吹炼终点是指终点钢水的成分、温度、氧活度达到规程要求，合格的钢水是指满足不同种类钢种终点碳含量、温度以及磷含量要求的钢水。
本发明脱碳时间的界定和测定是通过副枪定碳设备测量以及现场操作工肉眼观测。
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。其中，实施例中用到的活性石灰、高镁石灰、硅铁、酸性复合造渣剂均为炼钢辅料，可通过常规渠道购买。其中，酸性复合造渣剂以质量百分比计含有SiO2：48％，MgO：10％，CaO：12％，TFe(全铁)：20％，MnO：8％，Al2O3：2％，以及不可避免的杂质。
实施例1
入炉半钢条件为温度1310℃，C：4.25％，Si：0.011％，Mn：0.014，P:0.066％,S：0.022％。
200t转炉冶炼，转炉兑入220t铁水后，开吹的同时向炉内加入活性石灰12kg/t钢，高镁石灰13kg，硅铁2.0kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬。在本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。控制终点炉渣碱度3-4之间，吹氧进度为0-40％时，氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为3.5-4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格钢水。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。转炉底吹气体模式：吹炼开始至1/3阶段采用N2，流量按控制为0.08Nm3/t·min；吹炼1/3～2/3阶段采用CO2，流量按控制为.0.15Nm3/t·min；吹炼2/3～出钢前这阶段采用CO2与Ar混合气体，CO2与Ar比例为3:1，流量按控制为0.2Nm3/t·min。采用上述措施后得到脱碳时间为7min。
实施例2
入炉半钢条件为温度1320℃，C：4.35％，Si：0.010％，Mn：0.024，P:0.056％,S：0.028％。
200t转炉冶炼，转炉兑入220t铁水后，开吹的同时向炉内加入活性石灰11.2kg/t钢，高镁石灰12.3kg，硅铁1.6kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪，拉碳枪位1.4m，保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬。在本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。控制终点炉渣碱度3-4之间，吹氧进度为0-40％时，氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为3.5-4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格钢水。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。转炉底吹气体模式：吹炼开始至1/3阶段采用N2，流量按控制为0.085Nm3/t·min；吹炼1/3～2/3阶段采用CO2，流量按控制为0.16Nm3/t·min；吹炼2/3～出钢前这阶段采用CO2与Ar混合气体，CO2与Ar比例为3:1，流量按控制为0.23Nm3/t·min。采用上述措施后得到脱碳时间为6.9min。
对比例
入炉半钢条件为温度1326℃，C：4.28％，Si：0.010％，Mn：0.018，P:0.058％,S：0.024％。
200t转炉冶炼，转炉兑入220t铁水后，开吹的同时向炉内加入活性石灰12.2kg/t钢，高镁石灰11.6kg及酸性复合造渣剂10.6kg/t钢，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4m～1.8m，开吹枪位2m，防止烧枪。拉碳枪位1.4m。保证熔渣具有很好的流动性，以早化渣、多去磷并保护炉衬。在本发明中，氧枪的枪位是指氧枪喷头的喷头末端至熔池液面的距离。控制终点炉渣碱度3-4之间，吹氧进度为0-40％时，氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/t·min之间，吹氧进度为40％至吹炼结束供氧强度为3.5-4.5m3/t·min之间，直至吹炼终点，得到合格钢水。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。转炉底吹气体模式：全程吹Ar流量按控制为0.1Nm3/t·min。采用上述措施后得到脱碳时间为9min。

Claims (10)

1.降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于包括如下步骤：向转炉兑入半钢后，加入活性石灰、高镁石灰和硅铁，同时以氧枪供氧、底吹供气进行吹炼，直至吹炼终点，得到合格钢水；所述底吹供气的气体包括N2、CO2和Ar。
2.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述底吹供气的方式为吹炼开始至吹炼1/3阶段，底吹气体为N2；吹炼1/3阶段至吹炼2/3阶段，底吹气体为CO2；吹炼2/3阶段至吹炼结束，底吹气体为CO2和Ar。
3.根据权利要求1或2所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述底吹供气的方式为吹炼开始至吹炼1/3阶段，供气强度为0.06～0.25Nm3/t·min；吹炼1/3阶段至吹炼2/3阶段，供气强度为0.10～0.35Nm3/t·min；吹炼2/3阶段至吹炼结束，供气强度为0.20～0.45Nm3/t·min。
4.根据权利要求2或3所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：吹炼2/3阶段至吹炼结束，所述底吹气体中CO2和Ar的体积比为3：1。
5.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述吹炼时氧枪喷头距转炉熔池金属液面基本枪位1.4～2m，吹炼枪位1.4～1.8m，开吹枪位2m，拉碳枪位1.4m。
6.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述活性石灰加入量为10-14kg/t钢，高镁石灰加入量为10-14kg/t钢，硅铁加入量为1.5～2.5kg/t钢。
7.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：以质量百分数计，所述活性石灰中含有85～90％的CaO；高镁石灰中含有48～55％的CaO和30～40％的MgO；硅铁中含有70～80％的Si，15～20％Fe，以及不可避免的杂质。
8.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：控制终点炉渣碱度在3-4之间。
9.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述吹炼过程中，吹氧进度为0-40％，氧枪供氧强度为2.5-3.5m3/t·min，吹氧进度为40％至吹炼结束，氧枪供氧强度为3.5-4.5m3/t·min。
10.根据权利要求1所述的降低半钢炼钢转炉脱碳时间的方法，其特征在于：所述半钢的化学成分按重量百分比计为C 4.2～4.40％，Si 0.10～0.15％，Mn 0.01～0.03％，P≤0.07％，S≤0.03％，其余为Fe和不可避免杂质。
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