CN111440915A - 一种利用粒钢维护转炉渣面的方法 - Google Patents

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杨普庆
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Abstract

本发明涉及一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，属于钢铁冶金炼钢技术领域。包括以下步骤：1)提前一炉次测量转炉炉底高度和渣面侵蚀严重部位中心距炉口的距离；2)根据转炉渣面侵蚀位置确定粒钢在废钢斗中的装入位置，将所有废钢装入废钢斗中，待用；3)出钢完毕进行溅渣操作，并按照一定的参数控制溅渣枪位和氮气压力；4)溅渣完毕确认炉渣流动性达到渣面维护要求，将废钢加入炉内后，再将转炉摇至水平位置停留5秒后进行兑铁操作；5)兑铁完毕后，降枪进行正常冶炼。本发明使粒钢在装入过程时平铺在炉渣表面，并与炉渣粘合在一起，在冶炼过程中提高炉渣抗侵蚀能力，减缓冶炼过程对转炉渣面侵蚀，提高转炉炉体运行安全性，降低炉体维护成本。

Description

一种利用粒钢维护转炉渣面的方法
技术领域
本发明涉及一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，属于钢铁冶金炼钢技术领域。
背景技术
转炉渣面炉体受兑铁和加废钢机械撞击、冶炼过程各反应化学侵蚀和倒炉炉渣及钢水冲刷多重作用下，侵蚀速度明显快于其他部位，炉役结束时转炉渣面部位的炉衬砖厚度一般不足100mm，渣面兑铁部位侵蚀程度更加严重，多炉役兑铁位炉衬砖已侵蚀完毕，生产过程存在渣面漏钢风险，对炉体安全运行和生产顺行影响较大。
现有的溅渣护炉技术通常采用加调渣剂的方法，比如中国专利文献CN102912070A(CN201210427878.4)提供了一种用于提钒转炉的溅渣护炉方法。所述溅渣护炉方法包括步骤：提钒吹炼结束出完半钢后，在转炉内留预定量的钒渣；加入调渣剂100～200kg/t钒渣，通过氧枪吹氧熔化钒渣；通过氧枪吹氮气进行溅渣护炉，其中，所述调渣剂化学成分按重量百分比计包括：20％～50％的C、40％～72％的MgO、4％～7％的CaO以及不大于3％的H2O。中国专利文献CN104988275A(CN201510410495.X)公开了一种用于转炉溅渣护炉的高性能炉渣调整剂，其各组分按质量份数计包括：MgO：56-60份，C：20-25份，粘结剂：3-5份，调整剂为粒度要求为10-15mm的球状，且粉面率≤3％，含水率≤0.8％；粘结剂按质量份数计包括以下组分：纳米蒙脱石类硅酸盐：25-30％，细晶氧化铝：5-10％，二硫化钼：5-10％，氧化锌：1-5％，滑石粉：3-6％，固化剂：20-36％，增稠剂：5-10％，羟乙基纤维素：5-10％。
但是，上述方法中加入的调渣剂不是转炉冶炼必须加入原料，加入原因是由于溅渣前炉渣不能满足正常溅渣需求或炉渣质量存在缺陷，需加入额外原料进行调整炉渣，额外增加了冶炼成本。且需要在转炉溅渣前加入，增加了冶炼工序。另外，采用上述方法进行溅渣后，炉体各部位溅渣效果相同，无法实现对炉体薄弱部位重点精准维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，通过改进溅渣工艺，使炉渣与炉体粘合在一起；通过改进废钢装入工艺，使废钢中的粒钢装入转炉后可以平铺在转炉炉体侵蚀严重部位上部炉渣表面，并与炉渣粘合在一起，在冶炼过程中粒钢中C与炉渣中FeO发生还原反应，提高炉渣抗侵蚀能力，减缓冶炼过程对转炉渣面的侵蚀。
本发明中所述转炉渣面位于转炉装料、拉碳倒炉和倒渣一侧。本发明中所述废钢包括粒钢和其他废钢，其他废钢包括铁块、自产或社会废钢。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，包括以下步骤：
1)提前一炉次测量转炉炉底高度和渣面侵蚀严重部位中心距炉口的距离；
2)将废钢装入废钢斗中待用，废钢中的粒钢在废钢斗中的装入位置根据转炉渣面侵蚀位置确定；
3)出钢完毕进行溅渣操作，溅渣前期保持氮气压力1.2～1.3Mpa，枪位为2.5～3.3m；溅渣中期保持氮气压力1.1～1.2Mpa，枪位2.0～2.8m；溅渣后期保持氮气压力0.9～1.0Mpa，枪位1.5～2.3m；
4)溅渣完毕将转炉摇至留渣确认位，停留2～3s后将转炉摇至炉前+40～45°，将步骤2)的废钢加入炉内，再将转炉摇至水平位置停留5秒后进行兑铁操作；
5)兑铁完毕后，降枪进行正常冶炼。
优选的，步骤2)中，粒钢平铺在废钢斗中的中心位置距废钢斗头部X(m)，X＝渣面侵蚀严重部位中心距炉口的距离×(废钢斗长度/转炉炉底高度)
进一步优选的，步骤2)中，粒钢在废钢斗中的平铺范围为距离废钢斗头部(X±0.3)m的范围内。
本发明中所述废钢包括粒钢和其他废钢，其他废钢包括铁块、自产或社会废钢。所述社会废钢包括工厂机加工钢板下脚料、从社会上回收的废旧钢质物品、建筑拆除的废旧钢质物等；所述自产废钢包括轧钢过程轧制余钢、炼钢生产过程内废、转炉过程溢渣中凝铁及铸机注余等。
所述废钢的添加顺序具体是：先将粒钢平铺在废钢斗中距离废钢斗头部(X±0.3)m的范围内，然后将铁块、自产废钢或者社会废钢放置在粒钢之上、以及废钢斗头部至(x-0.3)m处以及(x+0.3)m处至废钢斗尾部的范围内。
进一步优选的，所述步骤2)中，粒钢加入量为300～900kg/炉，粒钢加入量与转炉吨位成正比，吨位越小，粒钢加入量越少，吨位越大，粒钢加入量越多。
进一步优选的，小吨位50～100吨转炉，粒钢加入量为300～450kg/炉；中吨位100～200吨转炉(不包括100t转炉)，粒钢加入量为450-600kg/炉；大吨位200吨以上转炉(不包括200t转炉)，粒钢加入量为600～900kg/炉。
进一步优选的，100吨转炉，粒钢加入量为450kg/炉。
优选的，步骤3)中，所述溅渣操作按照下述控制方法进行(详见表1所述)：
①50-100t转炉：0-30s时：枪位2.5～2.8m，压力1.2～1.3Mpa；30～50s时；枪位：2.0～2.3m，压力1.1～1.2Mpa；50s以后：枪位；1.5～1.8m，压力0.9～1.0Mpa；
②100～200t(不包括100t)转炉：0-50s时：枪位2.7～3.0m，压力1.2～1.3Mpa；50～80s时：枪位：2.2～2.5m，压力1.1～1.2Mpa；80s以后：枪位：1.7～2.0m，压力0.9～1.0Mpa；
③200t(不包括200t)以上转炉：0-80s时：枪位3.0～3.3m，压力1.2～1.3Mpa；80～120s时：枪位：2.5～2.8m，压力1.1～1.2Mpa；120s以后：枪位：2.0～2.3m，压力0.9～1.0Mpa。
表1转炉补炉溅渣工艺参数
Figure BDA0002458475460000031
优选的，所述步骤3)中，溅渣结束时间为：炉口溅起炉渣高度到达最高值后，溅起高度出现回落时停止溅渣。
优选的，步骤4)中，溅渣完毕后，转炉摇至留渣确认位时炉渣流速范围为1.0～1.2m/s。
进一步优选的，步骤4)中，所述留渣确认位为炉前+110°。在转炉炼钢中，转炉向前摇转是出渣(+)，向后是出钢(-)；因此，本发明中所述留渣位是转炉向前+110°，即炉口沿出渣方向旋转110°，炉口向下倾斜，且炉口中心线与水平面的夹角为20°。
本发明中，其他未标明调整参数部分按常规控制参数进行控制。
本发明实施方式提供的一个或者多个技术方案至少具有如下的有益效果：
1)本发明通过改进溅渣工艺，使炉渣与炉体粘合在一起；通过改进废钢装入制度，使粒钢装入转炉后平铺在炉渣表面，并与炉渣粘合在一起，在冶炼过程中粒钢中C与炉渣中FeO发生还原反应，提高炉渣抗侵蚀能力，减缓冶炼过程对转炉渣面侵蚀，降低炉体维护成本。与现有技术相比，其生产成本可降低1.5元/吨钢。
2)本发明通过对溅渣操作参数的改进，实现转炉渣面在线维护，减少炉体维护时间，可提升转炉生产效率。100t转炉年产钢量可增加1.76％以上。
3)可实现对转炉侵蚀严重的渣面进行重点精准维护，实现转炉炉体各部位侵蚀速度相同，保证转炉炉体形状稳定、延长转炉使用寿命。
附图说明
图1是实施例1炉役拆炉渣面情况；
图2是对比例1炉役拆炉渣面情况。
图中椭圆形内部为转炉渣面侵蚀部位。
具体实施方式
下面结合实施例、对比例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1 100吨氧气顶底复吹转炉渣面维护
一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，所述方法包括以下步骤：
1)在利用粒钢维护转炉渣面的前一炉次溅渣完毕后，测量转炉炉底为7m，渣面侵蚀严重部位中心点距炉口2m。
2)将450kg粒钢平铺在距废钢斗(标长3.5m)头部1±0.3m范围内(即距离头部0.7～1.3m的范围内)，将铁块2000kg、社会废钢3600kg放置在粒钢之上、废钢斗头部至0.7m以及1.3m处至废钢斗尾部的范围内，待用。
3)出钢完毕进行溅渣操作，0～30s溅渣枪位距炉底2.7m，氮气压力1.2Mpa；30～50s溅渣枪位距炉底2.2m，氮气压力1.1Mpa；50s以后溅渣枪位距炉底1.7m，氮气压力0.9Mpa，70s炉口溅起的炉渣高度达到最高值，78s时溅起炉渣高度出现回落，将氧枪提起，溅渣结束。
4)将转炉摇至留渣确认位，炉渣流速范围为1.0～1.2m/s，转炉在留渣确认位停留3s后将转炉摇至+45°，将步骤2)中全部废钢加入炉内后，再将转炉摇至水平位置停留5s后进行兑铁操作。
5)兑铁完毕降枪进行正常冶炼。
实施例2 200吨氧气顶底复吹转炉渣面维护
一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，所述方法包括以下步骤：
1)在利用粒钢维护转炉渣面的前一炉次溅渣完毕后，测量转炉炉底为8m，渣面侵蚀严重部位中心点距炉口4m。
2)将600kg粒钢平铺在距废钢斗(标长4m)头部2±0.3m范围内(即距离头部1.7～2.3m的范围内)，将铁块3000kg、社会废钢5600kg放置在粒钢之上、废钢斗头部至1.7m以及2.3m处至废钢斗尾部的范围内，待用。
3)出钢完毕进行溅渣操作，0～50s溅渣枪位距炉底2.9m，氮气压力1.2Mpa；50～80s溅渣枪位距炉底2.4m，氮气压力1.1Mpa；80s以后溅渣枪位距炉底1.9m，氮气压力0.9Mpa，100s炉口溅起的炉渣高度达到最高值，108s时溅起炉渣高度出现回落，将氧枪提起，溅渣结束。
4)将转炉摇至留渣确认位，炉渣流速范围为1.0～1.2m/s，转炉在留渣确认位停留3s后将转炉摇至+45°，将步骤2)中全部废钢加入炉内后，再将转炉摇至水平位置停留5s后进行兑铁操作。
5)兑铁完毕降枪进行正常冶炼。
实施例3 100吨氧气顶底复吹转炉渣面维护
一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，所述方法包括以下步骤：
1)在利用粒钢维护转炉渣面的前一炉次溅渣完毕后，测量转炉炉底为7m，渣面侵蚀严重部位中心点距炉口2m。
2)将400kg粒钢平铺在距废钢斗(标长3.5m)头部1±0.3m范围内(即距离头部0.7～1.3m的范围内)，将铁块2000kg、社会废钢3600kg放置在粒钢之上、废钢斗头部至0.7m以及1.3m处至废钢斗后部的范围内，待用。
3)出钢完毕进行溅渣操作，0～30s溅渣枪位距炉底2.6m，氮气压力1.3Mpa；30～50s溅渣枪位距炉底2.3m，氮气压力1.2Mpa；50s以后溅渣枪位距炉底1.6m，氮气压力1.0Mpa，75s炉口溅起的炉渣高度达到最高值，81s时溅起炉渣高度出现回落，将氧枪提起，溅渣结束。
4)将转炉摇至留渣确认位，炉渣流速范围为1.0～1.2m/s，转炉在留渣确认位停留3s后将转炉摇至+40°，将步骤2)中全部废钢加入炉内后，再将转炉摇至水平位置停留5s后进行兑铁操作。
5)兑铁完毕降枪进行正常冶炼。
对比例1 100吨氧气顶底复吹转炉渣面维护
1)将粒钢、铁块和社会废钢混装入废钢斗中，待用。粒钢数量不固定，根据各类废钢资源随机装入(本炉次废钢装入顺序为2000kg铁块、3800kg社会废钢和800kg粒钢，粒钢装入位置在废钢斗后部)。
2)出钢完毕进行溅渣，溅渣枪位全程为距炉底1.7米，压力为1.0Mpa。溅渣至120s时，炉口观察不到炉渣，停止溅渣。
3)将转炉摇至炉前+55°，将步骤1)中的废钢全部加入炉内。
4)将转炉摇至留渣确认位(炉前+110°)进行炉渣确认。
5)炉渣确认正常(炉渣呈颗粒状，无流动性)后进行兑铁操作。
将实施例1～3与对比例1转炉维护效果进行对比，结果如表2所示。
表2转炉渣面对比
Figure BDA0002458475460000061
Figure BDA0002458475460000071
炉役结束后转炉渣面残砖厚度对比图见图1、2所示。图1中转炉渣面炉衬砖厚度为250-300mm；而图2中转炉渣面炉衬砖厚度为100mm以下，个别部位炉衬砖已侵蚀完毕。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种利用粒钢维护转炉渣面的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)提前一炉次测量转炉炉底高度和渣面侵蚀严重部位中心距炉口的距离；
2)将废钢装入废钢斗中待用，废钢中的粒钢在废钢斗中的装入位置根据转炉渣面侵蚀位置确定；
3)出钢完毕进行溅渣操作，溅渣前期保持氮气压力1.2～1.3Mpa，枪位为2.5～3.3m；溅渣中期保持氮气压力1.1～1.2Mpa，枪位2.0～2.8m；溅渣后期保持氮气压力0.9～1.0Mpa，枪位1.5～2.3m；
4)溅渣完毕将转炉摇至留渣确认位，停留2～3s后将转炉摇至炉前+40～45°，将步骤2)的废钢加入炉内后，再将转炉摇至水平位置停留5秒后进行兑铁操作；
5)兑铁完毕后，降枪进行正常冶炼。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，粒钢平铺在废钢斗中的中心位置距废钢斗头部X(m)，X＝渣面侵蚀严重部位中心距炉口的距离×(废钢斗长度/转炉炉底高度)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中，粒钢在废钢斗中的平铺范围为距离废钢斗头部(X±0.3)m的范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，粒钢加入量为300～900kg/炉。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2)中，50～100吨转炉，粒钢加入量为300～450kg/炉；大于100吨且小于等于200吨的转炉，粒钢加入量为450-600kg/炉；大于200吨的转炉，粒钢加入量为600～900kg/炉。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2)中，100吨转炉，粒钢加入量为450kg/炉。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，溅渣结束时间为：炉口溅起炉渣高度到达最高值后，溅起高度出现回落时停止溅渣。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述溅渣操作按照下述控制方法进行：
①50-100t转炉：0-30s时：枪位2.5～2.8m，压力1.2～1.3Mpa；30～50s时：枪位：2.0～2.3m，压力1.1～1.2Mpa；50s以后：枪位；1.5～1.8m，压力0.9～1.0Mpa；
②大于100吨且小于等于200吨的转炉：0-50s时：枪位2.7～3.0m，压力1.2～1.3Mpa；50～80s时：枪位：2.2～2.5m，压力1.1～1.2Mpa；80s以后：枪位：1.7～2.0m，压力0.9～1.0Mpa；
③大于200吨的转炉：0-80s时：枪位3.0～3.3m，压力1.2～1.3Mpa；80～120s时：枪位：2.5～2.8m，压力1.1～1.2Mpa；120s以后：枪位：2.0～2.3m，压力0.9～1.0Mpa。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中，溅渣后，转炉摇至留渣确认位时炉渣的流速范围为1.0～1.2m/s。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤4)中，所述留渣确认位为炉前+110°。
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