CN112126738A - 一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法 - Google Patents

一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，主要解决现有转炉用低温低硅铁水生产钢水的成本高、转炉生产率低的技术问题。本发明的技术方案为：一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，包括以下步骤：向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼；转炉冶炼前期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的25～35％；转炉冶炼中期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的55～60％；转炉冶炼后期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的10～15％；转炉留渣；转炉溅渣护炉。本发明方法工艺稳定，采用低温低硅铁水进行钢水冶炼，降低了钢水生产成本，提高了转炉生产率。

Description

一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法
技术领域
本发明涉及一种转炉冶炼钢水的方法，特别涉及一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，具体而言，涉及铁水中硅的质量百分含量为0.05％～0.20％、铁水温度≤1200℃、铁水消耗控制为82～87％的炼钢方法，属于氧气转炉炼钢技术领域。
背景技术
低热值铁水为低硅含量、低温度的铁水，一般具体指铁水的硅含量为0.05％～0.2％，且温度≤1200℃。转炉冶炼低热值铁水时，炉渣化渣困难，首先，阻碍渣-金界面反应的进行，不利于钢水成分控制；其次，使得熔池的保温效果变差，熔池散热量增大，不利于终点温度控制；第三，吹炼中期炉渣返干严重，氧枪粘钢倾向加剧，会影响生产稳定。随着废钢价格的降低和环保压力的增大，转炉提高废钢比成为重要的发展趋势，使得低热值铁水的冶炼难度进一步增大。
用于低硅铁水吹炼的有关文献，如，申请公布号为CN104711388A的中国专利申请文件公开了一种低硅铁水吹炼方法，使用SiO2含量大于15％的铁矿石作为补充硅源，并调节氧枪枪位，解决化渣问题。
申请公布号为CN103555878A的中国专利申请文件公开了一种安全高效的低硅铁水吹炼工艺，通过氧枪枪位和氧气流量的调整，解决硅含量为0.07％～0.2％、温度为1290～1310℃铁水的化渣问题。
申请公布号为CN103388043A的中国专利申请文件公开了转炉低硅冶炼法，通过在冶炼前期加入蛇纹石，解决炉渣化不开、渣量小容易出现返干的问题。
申请公布号为CN101117651A的中国专利申请文件公开了一种转炉低硅铁水的吹炼方法，通过调整氧枪枪位、渣料用量、加入碳质发热剂和合成渣，解决硅含量为0.1％～0.3％铁水的冶炼问题。
用于低硅低温铁水吹炼的有关文献，如，申请公布号为CN103266196A的中国专利申请文件公开了90吨转炉用低温低硅铁水生产碳素钢的方法，主要根据铁水温度和硅含量调整废钢比，解决硅含量＜0.25％、温度＜1200℃铁水的冶炼问题。
申请公布号为CN102776313A的中国专利申请文件公开了利用低温低硅铁水在转炉中冶炼高磷钢的方法，一方面根据铁水温度和硅含量调整废钢比，另一方面通过减少造渣料使用，降低转炉脱磷率。
随着钢铁企业的煤用量的受限，高炉铁水产量受到显著的影响。为提高竞争力，钢铁企业需要进一步降低吨钢铁水消耗。
现有技术中，低热值铁水冶炼时，首先，往往通过减少废钢用量的方式提高转炉热量；其次，加入含SiO2的矿石或合成渣，提高化渣效果。因矿石或合成渣的冷却作用，使得废钢比进一步的降低。低热值铁水的转炉废钢比普遍低于10％。低热值铁水是转炉非正常冶炼情况，但不可避免。在转炉废钢比逐步增加时，低热值铁水的冶炼成为关键的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，主要解决现有转炉用低温低硅铁水生产钢水的成本高、转炉生产率低的技术问题；本发明方法所述的铁水中硅的质量百分含量为0.05～0.20％，铁水温度≤1200℃，铁水消耗控制为82～87％。
本发明采用的技术方案是，一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，包括以下步骤：
1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水82％～87％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]为0.07～0.12％，w[Si]为0.05～0.20％，铁水温度≤1200℃；
2)转炉冶炼前期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的25～35％；供氧强度为3.2～3.6Nm3/(min·t)；氧枪采用低枪位控制，氧枪低枪位为：H0+H0*(0.01～0.13)，H0为转炉内钢液面高度；转炉造渣辅料为冶金生石灰和轻烧白云石，冶金生石灰的加入量为20～35kg/t钢，轻烧白云石的加入量为10～15kg/t钢；在氧枪通氧点火前，加入硅铁；在氧枪通氧点火时，加入冶金生石灰总质量的1/2～2/3和全部的轻烧白云石；吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的20～25％时，加入剩余的冶金生石灰；
3)转炉冶炼中期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的55～60％；供氧强度为2.9～3.2Nm3/(min·t)；氧枪采用基准枪位控制，氧枪基准枪位为H0+H0*(0.14～0.26)，H0为转炉内钢液面高度；吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的35～40％时，测量半钢钢水温度；向半钢钢水中加入焦炭进行补温，焦炭的加入量根据转炉吹炼终点钢水的目标温度与半钢钢水的温度的差值确定；
4)转炉冶炼后期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的10～15％；供氧强度为3.2～3.6Nm3/(min·t)；氧枪采用低枪位控制，氧枪低枪位为：H0+H0*(0.01～0.13)，H0为转炉内钢液面高度；取样检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和钢水温度，检测到转炉吹炼终点钢水中w[C]为0.040％～0.10％、转炉吹炼终点钢水温度为1620～1650℃时，转炉吹炼结束；转炉吹炼结束后出钢；
5)转炉留渣，转炉出钢结束后进行留渣，留渣量为20～40kg/t钢；
6)转炉溅渣护炉，转炉溅渣护炉作业时间为3.0～4.0min。
重复本发明步骤，开始下一炉钢水的冶炼。
进一步，本发明所述轻烧白云石化学成分的重量百分比为：CaO 54～60％，MgO 32～38％，SiO2≤4％，烧损≤8％。
所述硅铁化学成分的重量百分比为：Si 74～80％，Fe 16～24％，Al 0.5～2.5％，其它0.5～3％，各组分的重量百分比之和为100％；硅铁的粒径为20～50mm。
硅铁的加入量为：((0.3～0.45)-w[Si])/0.077，单位为kg/t钢；w[Si]为转炉入炉铁水中硅的质量百分含量，单位为％。
本发明所述焦炭由转炉高位料仓加入，焦炭化学组分重量百分比为：C 85～93％，灰分10～12％，H2O 1～6％，S 0.2～0.7％，各组分的重量百分比之和为100％；焦炭粒径为20～50mm；焦炭反应后强度CSR为65～70％，焦炭转鼓强度DI15为86～88％。
焦炭的加入量为：max[(T终点-T半钢-250)/4.8,0]，单位为kg/t钢；T终点为转炉吹炼终点钢水的目标温度，单位为℃；T半钢为半钢钢水的温度，单位为℃。
焦炭的加入量的计算根据申请人的如下研究：转炉半钢钢水吹炼至终点，钢水温度升高约为250℃；转炉吹炼前期加入焦炭时，吨钢1kg焦炭可以提温4.6～5.0℃，平均为4.8℃。
本发明技术方案基于申请人的以下研究试验：通过在转炉吹炼点火前加入硅铁，将铁水中的硅含量提高至0.3％～0.45％，达到常规铁水硅含量。采用留渣操作和加入硅铁，加快前期化渣，利于泡沫渣的形成，保证渣-金界面反应的进行。并在吹炼前期使用低枪位操作，加快熔池升温速度。
转炉冶炼中期，吹氧量为总供氧量质量百分比的35～40％时，半钢钢水中w[C]为2.4～3.2％，碳含量未达到饱和，此时加入焦炭，使得碳易于进入半钢钢水中，有利于提高焦炭发热效率的稳定性。同时，根据半钢钢水温度决定焦炭的加入量，更有利于转炉热量的准确控制，有利于冶炼操作。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明解决了现有转炉冶炼低热值铁水与高废钢比之间的矛盾，提供了硅含量为0.05％～0.2％，且温度≤1200℃的铁水冶炼时，转炉废钢比达到13％～18％的炼钢方法。2、本发明方法工艺稳定，将铁水中硅含量提高至0.30％～0.45％，达到常规铁水硅含量水平，利于转炉造渣和前期提温控制；同时在转炉冶炼中期加入焦炭，提高焦炭发热效率的稳定性，利用转炉温度控制。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例1-4，用150吨顶底复吹转炉冶炼SPHC钢。
本发明实施例1-4的上一炉次的转炉的吨钢留渣量分别为32kg、34kg、24kg和25kg。
表1本发明实施例转炉冶炼金属料参数
Figure BDA0002104395920000041
表2本发明实施例转炉造渣辅料和发热剂参数
Figure BDA0002104395920000042
表3本发明实施例转炉冶炼过程中供氧强度与枪位控制参数
Figure BDA0002104395920000043
表4本发明实施例转炉冶炼终点指标和终点钢水控制参数
Figure BDA0002104395920000044
本发明实施例1～4，铁水硅含量分别为0.15％、0.13％、0.16％和0.18％、且铁水温度分别为1196、1162、1124和1180℃时，通过在吹炼点火前加入硅铁，吨钢用量分别为2.6、2.9、3.4和2.6kg，在熔池中的硅氧化结束后加入焦炭，吨钢用量分别为2.1、2.7、5.8和6.8kg，可以将转炉废钢比分别达到15.4％、13.8％、13.8％和17.6％。转炉冶炼过程避免了高枪位操作，吹炼平稳，很好地控制了转炉终点钢水成分和温度。实现了转炉冶炼硅含量为0.05％～0.2％，且温度≤1200℃的铁水时，转炉废钢比达到13％～18％的炼钢方法。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
1)向转炉中投入金属主料，采用转炉顶底复合冶炼，投入金属主料的原料组成的质量百分比为，铁水82％～87％，余量为轻型废钢；铁水化学成分中w[P]为0.07～0.12％，w[Si]为0.05～0.20％，铁水温度≤1200℃；
2)转炉冶炼前期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的25～35％；供氧强度为3.2～3.6Nm3/(min·t)；氧枪采用低枪位控制，氧枪低枪位为：H0+H0*(0.01～0.13)，H0为转炉内钢液面高度；转炉造渣辅料为冶金生石灰和轻烧白云石，冶金生石灰的加入量为20～35kg/t钢，轻烧白云石的加入量为10～15kg/t钢；在氧枪通氧点火前，加入硅铁；在氧枪通氧点火时，加入冶金生石灰总质量的1/2～2/3和全部的轻烧白云石；吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的20～25％时，加入剩余的冶金生石灰；
3)转炉冶炼中期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的55～60％；供氧强度为2.9～3.2Nm3/(min·t)；氧枪采用基准枪位控制，氧枪基准枪位为H0+H0*(0.14～0.26)，H0为转炉内钢液面高度；吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的35～40％时，测量半钢钢水温度；向半钢钢水中加入焦炭进行补温，焦炭的加入量根据转炉吹炼终点钢水的目标温度与半钢钢水的温度的差值确定；
4)转炉冶炼后期，控制吹氧量为冶炼炉次总供氧量质量百分比的10～15％；供氧强度为3.2～3.6Nm3/(min·t)；氧枪采用低枪位控制，氧枪低枪位为：H0+H0*(0.01～0.13)，H0为转炉内钢液面高度；取样检测转炉吹炼终点钢水中w[C]和钢水温度，检测到转炉吹炼终点钢水中w[C]为0.040％～0.10％、转炉吹炼终点钢水温度为1620～1650℃时，转炉吹炼结束；转炉吹炼结束后出钢；
5)转炉留渣，转炉出钢结束后进行留渣，留渣量为20～40kg/t钢；
6)转炉溅渣护炉，转炉溅渣护炉作业时间为3.0～4.0min。
2.如权利要求1所述的转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，所述轻烧白云石化学成分的重量百分比为：CaO 54～60％，MgO 32～38％，SiO2≤4％，烧损≤8％。
3.如权利要求1所述的转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，所述硅铁的加入量为：((0.3～0.45)-w[Si])/0.077，单位为kg/t钢；w[Si]为转炉入炉铁水中硅的质量百分含量，单位为％。
4.如权利要求1所述的转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，所述硅铁化学成分的重量百分比为：Si 74～80％，Fe 16～24％，Al 0.5～2.5％，其它0.5～3％，各组分的重量百分比之和为100％；硅铁的粒径为20～50mm。
5.如权利要求1所述的转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，所述焦炭由转炉高位料仓加入，焦炭的加入量为：max[(T终点-T半钢-250)/4.8,0]，单位为kg/t钢；T终点为转炉吹炼终点钢水的目标温度，单位为℃；T半钢为半钢钢水的温度，单位为℃。
6.如权利要求1所述的转炉低温低硅铁水的吹炼方法，其特征是，焦炭化学组分重量百分比为：C 85～93％，灰分10～12％，H2O 1～6％，S 0.2～0.7％，各组分的重量百分比之和为100％；焦炭粒径为20～50mm；焦炭反应后强度CSR为65～70％，焦炭转鼓强度DI15为86～88％。
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