CN114990280B - 一种防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,属于冶金技术领域,转炉冶炼工艺流程包括:废钢装斗→回转窑窑渣、磁选钢渣、球团、烧结矿返矿装斗→加入转炉→摇炉烘烤→铁水装入→转炉回零位→吹氮→降氧枪开氧吹炼。与现有技术相比较,本发明可以降低转炉氧枪下枪吹炼20S内炉口段燃爆发生几率,杜绝燃爆生产事故及安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种冶金技术,特别是一种防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法。
背景技术
转炉炼钢作业过程中需要使用氧枪从转炉顶部***并将氧气喷吹到转炉中,而转炉在冶炼时熔池温度升高条件下,反应快速进行,生成CO纯度很高的废气,与内部含大量的空气的气体相碰撞局部混合成***危险气体,此时转炉下枪开吹氧气,容易发生燃爆。现有技术中采用在开吹前先向炉内吹氮形成“氮幕”,来降低煤气中的氧气含量,防止爆燃。如《一种降低干法除尘爆燃、泄爆率的炉钢吹炼方法》(CN201911038410.4)中在吹炼前向转炉内吹入惰性气体30-60s,流量为45000Nm3/h,然后再下枪吹氧;吹炼后,立即向除尘管道内吹入惰性气体60-90s,流量为4000Nm3/h。该种方法通过“氮幕”来降低爆燃率,但操作起来要两次切换,而且浪费氮气,导致生产成本高。
此外,近年来,为了节能降本,转炉高铁耗冶炼模式逐渐进入主流。该种冶炼模式中废钢斗需加入40-60kg/t回转窑窑渣、磁选钢渣、球团、返矿等物料,物料入转炉后兑铁水操作。此时,高氧化性金属物料与铁水发生化学反应,致使炉内及炉口段烟道存在部分CO/H2可燃气体及粉尘混合物浓度更高,发生燃爆几率更大。为了避免转炉开吹炉口段燃爆导致的炼钢吹炼被迫中断,因此对原材料的限制较严,难以进一步实现转炉冶炼高效和低成本的要求。
因此,如何在转炉高铁耗冶炼模式的前提下,控制转炉炉内、炉口段烟道内气体、粉尘可燃物浓度偏离燃爆极限,防止转炉开吹炉口段燃爆,成为本领域技术难题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足,提供防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,在保证现有金属物料消耗的前提下,控制转炉炉内、炉口段烟道内气体、粉尘可燃物浓度偏离燃爆极限,防止转炉开吹炉口段燃爆。
本发明解决其技术问题的技术方案是:一种防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:转炉冶炼工艺流程包括:废钢装斗→回转窑窑渣、磁选钢渣、球团、烧结矿返矿装斗→加入转炉→摇炉烘烤→铁水装入→转炉回零位→吹氮→降氧枪开氧吹炼;具体步骤为:
(1)废钢装斗:将废钢通过电磁吸盘加入废钢斗中后端底部;
(2)回转窑窑渣、磁选钢渣装斗:将回转窑窑渣、磁选钢渣通过电磁吸盘均匀平铺于步骤(1)废钢上部;回转窑窑渣加入量为10-20kg/吨钢;磁选钢渣加入量为10-15kg/吨钢;
(3)球团、烧结矿返矿装斗:将球团、烧结矿返矿通过铲车加入废钢斗中前端底部;
(4)物料加入转炉并烘烤:将废钢斗内物料加入转炉,一次除尘风机提高速1580-1630r/min,进行摇炉烘烤,循环至少两次,每次摇炉角度值设定为60°→110°→0°→-70°→0°→110°→0°;
(5)铁水兑入转炉:将铁水兑入转炉,摇炉回零位;
(6)吹氮:将氧枪气源由氧气切换为氮气,降氧枪距熔池液面高度3000-3500mm,氮气流量30000-35000m3/h,吹氮气10-15s后提枪;
(7)开氧吹炼:将氧枪气源由氮气切换为氧气,下枪开氧吹炼:首先,降枪至开氧高度:氧枪距熔池液面高度3100-3300mm,然后开始点火,软吹吹氧流量18000-20000m3/h,降枪终点枪位为1350-1500mm;软吹期间不加入金属物料及辅料,软吹时间不超过40s;转炉软吹过后,氧枪吹氧流量提升至29000-31000m3/h;氧枪距熔池液面高度降至1150-1300mm;同时,从高位料仓加入回转窑窑渣和磁选钢渣后正常冶炼,回转窑窑渣加入量为5-10kg/吨钢;磁选钢渣加入量为5-10kg磁选钢渣/吨钢。
进一步的,上述的步骤(1)中:废钢加入量为25~35kg/吨钢。
进一步的,上述的废钢包括循环废钢、轧钢切余废钢。
进一步的,循环废钢:轧钢切余废钢=1:1~2。
进一步的,上述的步骤(3)中:球团加入量为10-12kg/吨钢;烧结矿返矿加入量为3-8kg/吨钢。
进一步的,上述的步骤(4)中:摇炉烘烤两次。
进一步的,上述的步骤(5)中:按1020-1030kg/吨钢,将铁水兑入转炉。
与现有技术相比较,本发明具有以下突出的有益效果:
1、通过本发明方法控制,是转炉降氧枪开吹20s内,炉内及炉口段可燃气体粉尘混合物偏离CO 6%、O29%燃爆极限区间,进而降低转炉氧枪下枪吹炼20S内炉口段燃爆发生几率,杜绝燃爆生产事故及安全隐患;
2、保障了转炉高铁耗冶炼模式的有效运行,实现高炉冶炼高效和低成本的要求;
3、一次吹氮,且吹氮时间短、流量低,降本明显。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
出于以下详细描述的目的,应该理解的是,除非明确相反地指出,否则本发明可以采取各种替代变型和步骤次序。此外,除了在任何操作实例中或在另外指示的地方以外,所有表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的数字在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。至少,并且不企图限制对权利要求书的范围的相等物的原理的应用,每个数字参数应至少按照报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来理解。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而,任何数值固有地含有某些由其相应测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。
还应理解的是,本文陈述的任何数值范围旨在包含所有其中纳入的子范围。例如,“1到10”的范围旨在包含所有介于(及包含)所陈述的最小值1及所陈述的最大值10之间的子范围,也就是说,具有等于或大于1的最小值及等于或小于10的最大值。
在本申请中,除非另外特别说明,否则单数的使用包含复数并且复数涵盖单数。另外,在本申请中,除非另有明确说明,否则“或”的使用意指“和/或”,即使在某些情况下可以明确地使用“和/或”。进一步地,在本申请中,除非另外特别说明,否则“一个”或“一种”的使用意指“至少一个/种”。例如,“一种”第一材料、“一种”涂料组合物等是指这些项目中的任何项目中的一个或多个项目。
本发明转炉冶炼工艺流程:废钢装斗→回转窑窑渣、磁选钢渣、球团、烧结矿返矿装斗→加入转炉→摇炉烘烤→铁水装入→转炉回零位→吹氮→降氧枪开氧吹炼。
本专利通过调整部分物料加入步骤、自动控制摇炉烘烤、调整氧枪开氧高度、调整除尘风机转速等技术方案解决燃爆问题。
转炉装料及吹氧环节,在现有工艺基础上进行如下控制,具体步骤如下:
(1)废钢装斗
将废钢通过电磁吸盘加入废钢斗中后端底部。
废钢加入量为25~35kg/吨钢。所述的废钢包括循环废钢、轧钢切余废钢;优化方案中,循环废钢:轧钢切余废钢=1:1~2。
(2)回转窑窑渣、磁选钢渣装斗
将回转窑窑渣、磁选钢渣通过电磁吸盘均匀平铺于步骤(1)废钢上部。
回转窑窑渣加入量为10-20kg/吨钢;磁选钢渣加入量为10-15kg/吨钢。
(3)球团、烧结矿返矿装斗
将球团、烧结矿返矿通过铲车加入废钢斗中前端底部。
球团加入量为10-12kg/吨钢;烧结矿返矿加入量为3-8kg/吨钢。
球团、烧结矿相对窑渣、钢渣粒度较好,将球团、烧结矿返矿放到废钢斗前端加入转炉,入炉后球团、烧结矿先进入转炉,会在转炉底部,不会把窑渣、钢渣覆盖。
(4)物料加入转炉并烘烤
将废钢斗内物料加入转炉,一次除尘风机提高速1580-1630r/min,进行摇炉烘烤,循环至少两次,每次摇炉角度值设定为60°→110°→0°→-70°→0°→110°→0°。
将除尘风机高速状态初始时间段由“降氧枪开氧吹炼”调整为“转炉加废钢”状态,风机转速由传统的1300-1350r/min提至1580-1630r/min,确保转炉兑铁后,降氧枪开吹前炉口负压,风机充分做功抽取炉内可燃气体及粉尘,有利于改变炉内粉尘及可燃气体的弥散形态。
具体摇炉角度值控制可以为:在转炉本体旋转接头处增加高精度编码器,将摇炉角度值进行量化,根据摇炉角度值设定,将角度值通讯至转炉一级PLC,通过编程实现自动摇炉烘烤≥2次,确保金属物料在炉内烘烤均匀。
(5)铁水兑入转炉
按1020-1030kg/吨钢,将铁水兑入转炉,摇炉回零位。
(6)吹氮
将氧枪气源由氧气切换为氮气,降氧枪距熔池液面高度3000-3500mm,氮气流量30000-35000m3/h,吹氮气10-15s后提枪。
在转炉兑铁步骤后、吹氧步骤前进行吹氮工艺制程;稀释炉内可燃气体混合物浓度。
(7)开氧吹炼
将氧枪气源由氮气切换为氧气,下枪开氧吹炼:
首先,降枪至开氧高度:氧枪距熔池液面高度3100-3300mm,然后开始点火,软吹吹氧流量18000-20000m3/h,降枪终点枪位为1350-1500mm。软吹期间不加入金属物料及辅料,软吹时间不超过40s。
转炉软吹过后,氧枪吹氧流量提升至29000-31000m3/h。氧枪距熔池液面高度降至1150-1300mm;同时,从高位料仓加入回转窑窑渣和磁选钢渣后正常冶炼,回转窑窑渣加入量为5-10kg/吨钢;磁选钢渣加入量为5-10kg磁选钢渣/吨钢。
氧枪开氧高度从现有技术的4800mm降到3100-3300mm,避免了现有技术中出现未点着火或点火不充分,未燃烧的氧气在炉内富集的情况。
回转窑窑渣和磁选钢渣分次投放,大部分通过废钢斗加入转炉,小部分通过高位料仓由吹氧点火后加入转炉,减少CO/H2可燃气体及粉尘混合物在转炉开吹前同时存在的空间时间。
为了更好地比较本申请配方和现有技术,进行了对比试验。
对照组采用现有技术方案+短时吹氮。
(1)将每吨钢10-15kg循环废钢及15-20kg轧钢切余废钢通过电磁吸盘加入废钢斗中后端底部;
(2)将每吨钢20-30kg回转窑窑渣、15-20kg磁选钢渣、10-12kg球团均匀平铺于步骤(1)废钢上部;
(3)将废钢斗废钢及氧化性金属物料加入转炉,一次除尘风机转速1350r/min,进行摇炉烘烤1次,摇炉角度值设定为60°→90°→0°→-50°→0°。
(4)将每吨钢1020-1030kg铁水兑入转炉,摇炉回零位;
(5)转炉降枪吹氮气,降氧枪距熔池液面高度4000-4500mm、氮气流量30000-35000m3/h,吹氮气10-15s后提枪;
(6)转炉降枪吹氧,时长与实施例要求一致:
首先,降枪至开氧高度:氧枪距熔池液面高度调整到4800mm,然后开始点火,降枪终点为1200-1400mm,软吹吹氧流量16000-18000m3/h,软吹期间不加入金属物料及辅料;
转炉软吹过后,氧枪吹氧流量提升至28000-30000m3/h,氧枪距熔池液面高度降至1150-1350mm;同时,从高位料仓加入5-10kg烧结矿过程化渣使用。
对比结果:采用本发明技术方案的100炉数据,转炉降氧枪开吹20s内,炉内及炉口段的O2含量为12-14%、CO含量均<1%,均避开了燃爆极限区间(CO 6%、O29%)。而改良前的对照组15炉数据中,O2含量为12-14%,CO含量在1-6%范围内波动,其中CO含量超过6%高危值的炉次达6次,具有较大的燃爆风险。
需要说明的是,本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述,对于本领域的技术人员来说,在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:转炉冶炼工艺流程包括:废钢装斗→回转窑窑渣、磁选钢渣、球团、烧结矿返矿装斗→加入转炉→摇炉烘烤→铁水装入→转炉回零位→吹氮→降氧枪开氧吹炼;具体步骤为:
(1)废钢装斗:将废钢通过电磁吸盘加入废钢斗中后端底部;
(2)回转窑窑渣、磁选钢渣装斗:将回转窑窑渣、磁选钢渣通过电磁吸盘均匀平铺于步骤(1)废钢上部;回转窑窑渣加入量为10-20kg/吨钢;磁选钢渣加入量为10-15kg/吨钢;
(3)球团、烧结矿返矿装斗:将球团、烧结矿返矿通过铲车加入废钢斗中前端底部;
(4)物料加入转炉并烘烤:将废钢斗内物料加入转炉,一次除尘风机提高速1580-1630r/min,进行摇炉烘烤,循环至少两次,每次摇炉角度值设定为60°→110°→0°→-70°→0°→110°→0°;
(5)铁水兑入转炉:将铁水兑入转炉,摇炉回零位;
(6)吹氮:将氧枪气源由氧气切换为氮气,降氧枪距熔池液面高度3000-3500mm,氮气流量30000-35000m3/h,吹氮气10-15s后提枪;
(7)开氧吹炼:将氧枪气源由氮气切换为氧气,下枪开氧吹炼:首先,降枪至开氧高度:氧枪距熔池液面高度3100-3300mm,然后开始点火,软吹吹氧流量18000-20000m3/h,降枪终点枪位为1350-1500mm;软吹期间不加入金属物料及辅料,软吹时间不超过40s;转炉软吹过后,氧枪吹氧流量提升至29000-31000m3/h;氧枪距熔池液面高度降至1150-1300mm;同时,从高位料仓加入回转窑窑渣和磁选钢渣后正常冶炼,回转窑窑渣加入量为5-10kg/吨钢;磁选钢渣加入量为5-10kg磁选钢渣/吨钢。
2.根据权利要求1所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:所述的步骤(1)中:废钢加入量为25~35kg/吨钢。
3.根据权利要求2所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:所述的废钢包括循环废钢、轧钢切余废钢。
4.根据权利要求3所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:循环废钢:轧钢切余废钢=1:1~2。
5.根据权利要求1所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:所述的步骤(3)中:球团加入量为10-12kg/吨钢;烧结矿返矿加入量为3-8kg/吨钢。
6.根据权利要求1所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:所述的步骤(4)中:摇炉烘烤两次。
7.根据权利要求1所述的防止转炉氧枪开吹炉口段燃爆的方法,其特征在于:所述的步骤(5)中:按1020-1030kg/吨钢,将铁水兑入转炉。
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- 2022-07-27 CN CN202210892434.1A patent/CN114990280B/zh active Active
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