CN113234887B - 洗炉底用调渣剂及其使用方法 - Google Patents

洗炉底用调渣剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种洗炉底用调渣剂及其使用方法，属于冶金技术领域。洗炉底用调渣剂，其组成为：Al2O330‑45％，SiO210‑20％，Fe2O310‑20％，CaO 3‑8％，其余为杂质。洗炉底用调渣剂的使用方法，采用分批加入的方式，降低炉渣熔点，用高枪位溅渣使低熔点炉渣留在炉底，防止炉渣溅到炉衬上加速炉衬侵蚀。采用本发明可快速进行洗炉底操作，而对炉衬影响较小，炉底渣层厚度显著降低后转炉冶金效果明显改善，可有效解决现有洗炉底方法容易侵蚀炉衬的问题。

Description

洗炉底用调渣剂及其使用方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种洗炉底用调渣剂及其使用方法。
背景技术
转炉炼钢时由于炉渣碱度偏高，渣中MgO含量达到或超过饱和值，倒炉出钢后炉膛温度降低，部分高熔点物质(MgO、C2S、C3S)析出，炉渣粘度增加，溅渣时除部分炉渣粘接在炉壁、炉衬上外，大部分留在炉底，与炉底的镁炭砖方镁石晶体结合，从而导致炉底上涨。
炉底上涨后使得炉内反应空间变小，脱磷效果变差，同时还容易导致喷溅，增加炼钢成本的同时带来安全风险，随着留渣加料工艺的推广应用，炉底上涨的问题越来越突出，影响转炉生产顺行。
2011年7月20日公开的专利CN102127612A控制转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣护炉方法，该方法通过在出钢前，向炉内加入硼泥-镁砂调渣剂，降低渣粘度，可防止出钢过程中的单侧炉壁内衬炉渣堆积和炉底结渣，随后的出钢采用留渣不留钢操作，出钢完成后实施第二次调渣，即向残留在炉内的渣中加入镁碳质调渣剂(焦粉和含氧化镁材料)，然后实施溅渣护炉工艺。该方法是以焦粉和含氧化镁材料(或者镁砂)调渣，均是含MgO的材料，调渣后会导致炉渣熔点进一步升高，溅渣后炉底进一步上涨。
2003年8月6日公开的专利CN1434133一种控制转炉炉底上涨溅渣的方法，该方法在每炉钢吹炼终点提氧枪的同时，通过氧气流将荧石均匀加入炉内；出钢结束后，根据转炉终点渣的温度、氧化铁及炉底钢渣中氧含量，确定选用溅渣料；氧枪喷头与炉底渣面之间的距离为0.6-1.5m；供氮强度为3.3-4.0NM3/吨钢；开始溅渣，氮气吹炉时间为1-4分钟；在熔渣还未固化时结束溅渣。该方法采用萤石洗炉底，萤石资源紧缺且容易对环境造成污染，目前已逐步减少使用。
洗炉底操作是一种控制炉底厚度的常规手法，但在现有的洗炉底方法中，萤石洗炉底会强烈侵蚀炉衬，一般不建议采用；硅锰渣洗炉底由于其不经济，已经很少应用。因此，研究一种经济适用的洗炉底专用调渣剂洗炉底，很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有洗炉底方法容易侵蚀炉衬的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：洗炉底用调渣剂，其组成为：Al2O330-45％，SiO210-20％，Fe2O310-20％，CaO3-8％，其余为杂质。
进一步的，上述洗炉底用调渣剂，其组成为：Al2O332-38％，SiO212-16％，Fe2O313-17％，CaO4-6％，其余为杂质。
上述洗炉底用调渣剂，粒度为3-8mm。
进一步的，上述洗炉底用调渣剂，粒度为4-6mm。
上述洗炉底用调渣剂的使用方法为：在吹氧结束后和溅渣过程中分批加入调渣剂。
进一步的，上述洗炉底用调渣剂的使用方法，包括如下步骤：
a.当炉底上涨时，在吹氧结束后加入第一批调渣剂1-2kg/t钢，出钢；
b.出钢结束，采用氮气溅渣，枪位2-3m，溅渣压力0.7-0.9MPa，溅渣30-45s后加入第二批调渣剂1-2kg/t钢，继续溅渣。
上述步骤a中，炉底上涨的判定标准为底吹透气砖已被炉渣覆盖。
上述步骤a中，控制转炉终点为碳≤0.05％，出钢温度≥1670℃。
上述步骤b中，总溅渣时间为60-180s。
上述溅渣结束后，若炉底透气砖仍被渣层覆盖，则将炉渣继续留在炉内冶炼，在下一炉冶炼时重复上述步骤，直至炉底透气砖无渣层覆盖。
本发明的有益效果是：本发明的调渣剂与传统的调渣有显著区别，主要表现在调渣剂主要成分为Al2O3和Fe2O3，且碱度低，不含MgO，其主要目的是降低炉底炉渣熔点，减弱炉渣的护炉效果，从而达到洗炉底的目的。调渣剂中大量的Al2O3和Fe2O3可显著降低炉渣熔点，为溅渣洗炉做准备；SiO2，CaO主要起到适当降低炉渣碱度的作用，炉渣碱度降低后能增强炉渣流动性，降低炉渣熔点。
本发明的调渣剂使用方法采用分批次加入调渣剂，第一次加入调渣剂时利用转炉终点炉内温度使调渣剂快速熔化，为溅渣洗炉做准备；第二次加入调渣剂是利用其中Fe2O3快速冷却炉渣，采用高枪位溅渣使低熔点炉渣尽可能均匀的留在炉底，防止炉渣溅到炉衬上加速炉衬侵蚀。采用本发明可快速进行洗炉底操作，本发明调渣剂不含MgO，不需要大量焦炭，对炉衬影响较小，炉底渣层厚度显著降低后转炉复吹效果明显改善。
具体实施方式
本发明的技术方案，具体可以按照以下方式实施。
洗炉底用调渣剂，其组成为：Al2O330-45％，SiO210-20％，Fe2O310-20％，CaO3-8％，其余为杂质。
为了达到更好的洗炉底效果，优选的是，上述洗炉底用调渣剂，其组成为：Al2O332-38％，SiO212-16％，Fe2O313-17％，CaO4-6％，其余为杂质。
所述洗炉底用调渣剂是按上述成分压球而成，粒度过大会使得调渣剂从高位料仓加入后冲破炉渣层，进入钢液，达不到调渣的目的；而粒度太小则会导致调渣剂在炉渣表面而达不到预期调渣效果，因此优选的是，上述洗炉底用调渣剂粒度为3-8mm，更优选的是，粒度为4-6mm，该粒度范围能保证加入调渣剂时，调渣剂进入渣层而不冲破渣层进入钢液中。
上述洗炉底用调渣剂的使用方法为：在吹氧结束后和溅渣过程中分批加入调渣剂。
优选的是，上述洗炉底用调渣剂的使用方法，包括如下步骤：
a.当炉底上涨时，在吹氧结束后加入第一批调渣剂1-2kg/t钢，出钢；
b.出钢结束，采用氮气溅渣，枪位2-3m，溅渣压力0.7-0.9MPa，溅渣30-45s后加入第二批调渣剂1-2kg/t钢，继续溅渣。
上述步骤a中，炉底上涨的判定标准为底吹透气砖已被炉渣覆盖。
炉渣氧化性通常较高，钢水氧活度也较高，为了达到更好的洗炉底效果，因此优选的是，上述步骤a中，控制转炉终点为碳≤0.05％，出钢温度≥1670℃，在该温度下，调渣剂可以迅速熔化降低炉渣熔点，同时此时炉渣流动性好，熔点较低，这样的炉渣抗侵蚀能力弱。
采用高枪位溅渣使低熔点炉渣尽可能均匀的留在炉底，防止炉渣溅到炉衬上，加速炉衬侵蚀，同时为了达到更好的洗炉底效果，降低成本，因此优选的是，上述步骤b中，总溅渣时间为60-180s。
上述溅渣结束后，若炉底透气砖仍被渣层覆盖，则将炉渣继续留在炉内冶炼，在下一炉冶炼时重复上述步骤，直至炉底透气砖无渣层覆盖。采用本发明可快速进行洗炉底操作，而对炉衬影响较小。
下面通过实际的例子对本发明的技术方案和效果做进一步的说明。
实施例
实施例1：
某厂200t顶底复吹转炉，炉底上涨时炉渣覆盖了炉底透气砖，导致复吹冶金效果变差，经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度达到300mm，炉衬溅渣层厚度为4.6mm。该座转炉以冶炼低碳和超低碳钢为主，为降低炉底厚度，使底吹砖可视化，在转炉冶炼时，控制转炉终点碳为0.05％，出钢温度为1678℃。吹氧结束后向炉内渣面上加入调渣剂1kg/t钢(主要成分及粒度为：Al2O330％，SiO220％，Fe2O320％，CaO8％，其余为杂质，粒度为5mm)出钢。出钢结束后溅渣，溅渣采用高枪位，枪位控制在2.2m。溅渣采用氮气，溅渣压力0.8MPa，溅渣30s后加入第二批调渣剂，加入量为1.5kg/t钢，继续溅渣120s后结束溅渣。溅渣结束后透气砖不可视，并将炉渣继续留在炉内冶炼，采用上述相同操作2炉后，炉底透气砖可视(炉底透气砖上覆盖渣层厚度为0mm)终止操作。
采用本发明方法洗炉底2炉能使炉底透气砖渣层厚度从300mm降低到0mm，而炉衬溅渣层厚度4.5mm，炉底渣层厚度明显降低，而炉衬溅渣层厚度并未有明显变化。采用本发明前后终点钢水碳氧积由0.0025降低到0.0019，脱磷率由81.3％提高到85.2％，炉渣TFe含量由19.5％降低到16.8％，炉底渣层厚度显著降低后转炉复吹效果明显改善。
实施例2：
某厂200t顶底复吹转炉，炉底上涨时炉渣覆盖了炉底透气砖，导致复吹冶金效果变差，经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度达到200mm，炉衬溅渣层厚度为5mm。该座转炉以冶炼低碳和超低碳钢为主，为降低炉底厚度，使底吹砖可视化，在转炉冶炼时，控制转炉终点碳为0.03％，出钢温度为1680℃。吹氧结束后向炉内渣面上加入调渣剂2kg/t钢(主要成分及粒度为：Al2O345％，SiO215％，Fe2O315％，CaO8％，其余为杂质，粒度为6mm)出钢。出钢结束后溅渣，溅渣采用高枪位，枪位控制在2.5m。溅渣采用氮气，溅渣压力0.9MPa，溅渣45s后加入第二批调渣剂，加入量为2kg/t钢，溅渣180s后停止溅渣，此时炉底透气砖已可视，倒掉炉渣，终止操作，下一炉正常生产。
采用本发明仅1炉就使炉底透气砖渣层厚度从200mm降低到0mm，而炉衬溅渣层厚度为4.9mm，炉底渣层厚度明显降低，而炉衬溅渣层厚度并未有明显变化。采用本发明前后终点钢水碳氧积由0.0024降低到0.0018，脱磷率由81.2％提高到85.8％，炉渣TFe含量由19.9％降低到16.5％，炉底渣层厚度显著降低后转炉复吹效果明显改善。
对比例1
某厂200t顶底复吹转炉，炉底上涨时炉渣覆盖了炉底透气砖，导致复吹冶金效果变差，经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度达到200mm。为降低炉底厚度，使底吹砖可视化，控制转炉终点碳为0.08％，出钢温度为1640℃。吹氧结束后不加调渣剂并在出钢结束后直接溅渣，溅渣枪位控制在1m。溅渣采用氮气，溅渣压力0.9MPa，溅渣180s后停止溅渣，采用此操作后经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度达到300mm，炉底越来越厚，终点钢水碳氧积由0.0025升高到0.0030，脱磷率由81.2％降低到75.8％，炉渣TFe含量由19.9％升高到21.5％，转炉复吹效果进一步恶化。
对比例2：
某厂200t顶底复吹转炉，炉底上涨时炉渣覆盖了炉底透气砖，导致复吹冶金效果变差，经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度达到200mm。该座转炉以冶炼低碳和超低碳钢为主，为降低炉底厚度，使底吹砖可视化，在转炉冶炼时，控制转炉终点碳为0.03％，出钢温度为1680℃。吹氧结束后向炉内渣面上加入调渣剂3kg/t钢(主要成分及粒度为：Al2O325％，SiO28％，Fe2O325％，CaO20％，其余为杂质，粒度为15mm)出钢。出钢结束后溅渣，溅渣采用高枪位，枪位控制在2.5m。溅渣采用氮气，溅渣压力0.9MPa，溅渣45s后加入第二批调渣剂，加入量为0.8kg/t钢，溅渣180s后停止溅渣。
采用此操作后经测厚仪测定炉底透气砖上覆盖渣层厚度进一步升高到250mm，由于调渣成分不合适同时剂粒度过大，导致出钢前加入均穿破渣层进入了钢液，达不到调渣效果，第二批调渣剂由于加入量不足，调渣效果不佳，未能达到洗炉底的目的。炉底进一步上升导致终点钢水碳氧积由0.0025升高到0.0028，脱磷率由81.2％降低到78.8％，炉渣TFe含量由19.9％升高到20.5％，转炉复吹效果进一步恶化。
由实施例与对比例可知，本发明的调渣剂及其使用方法，操作简单，对炉衬影响较小，可有效洗炉底以改善转炉冶金效果。

Claims (8)

1.洗炉底用调渣剂，其特征在于，其组成为：Al2O3 30-45％，SiO2 10-20％，Fe2O3 10-20％，CaO 3-8％，其余为不含MgO的杂质；调渣剂粒度为3-8mm。
2.根据权利要求1所述的洗炉底用调渣剂，其特征在于，其组成为：Al2O3 32-38％，SiO212-16％，Fe2O3 13-17％，CaO 4-6％，其余为杂质。
3.根据权利要求1所述的洗炉底用调渣剂，其特征在于：调渣剂粒度为4-6mm。
4.如权利要求1-3中任一项所述的洗炉底用调渣剂的使用方法，其特征在于：在吹氧结束后和溅渣过程中分批加入调渣剂。
5.根据权利要求4所述的洗炉底用调渣剂的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
a.当炉底上涨时，在吹氧结束后加入第一批调渣剂1-2kg/t钢，出钢；
b.出钢结束，采用氮气溅渣，枪位2-3m，溅渣压力0.7-0.9MPa，溅渣30-45s后加入第二批调渣剂1-2kg/t钢，继续溅渣。
6.根据权利要求5所述的洗炉底用调渣剂的使用方法，其特征在于：步骤a中，炉底上涨的判定标准为底吹透气砖已被炉渣覆盖。
7.根据权利要求5所述的洗炉底用调渣剂的使用方法，其特征在于：步骤a中，控制转炉终点为碳≤0.05％，出钢温度≥1670℃。
8.根据权利要求5所述的洗炉底用调渣剂的使用方法，其特征在于：步骤b中，总溅渣时间为60-180s。
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