CN115341068B - 溅渣护炉的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种溅渣护炉的方法，以适应低铁水单耗条件下的溅渣护炉。溅渣护炉的方法包括以下步骤：获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度；当钢液的温度高于1640℃时，在吹炼终点向转炉内加入石灰1.8～2.3kg/吨钢和生白云石1.8～2.3kg/吨钢，得到第一熔渣；倒出钢液后，使转炉内的第一熔渣的余量为55～72kg/吨钢；向剩余的第一熔渣中加入生白云石0.8～1.2kg/吨钢，得到第二熔渣；将第二熔渣溅射至转炉的炉衬上。本申请通过在熔渣中加入石灰和生白云石，提高了熔渣的碱度和黏度，并降低了熔渣温度，既可以达到稠渣出钢的目的，又可以提高钢液表面熔渣对残余元素P和S的吸附能力，并且溅渣时熔渣更易挂在炉衬上，使得熔渣与炉衬的结合层更牢固。
Description
技术领域
本申请涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种溅渣护炉的方法。
背景技术
溅渣护炉技术是利用MgO含量达到饱和或过饱和的炼钢终点渣，通过高压的吹溅，冷却、凝固在炉衬表面上形成一层高熔点的熔渣层，并与炉衬很好地粘结附着。溅渣形成的溅渣层耐蚀性较好，同时可抑制炉衬砖表面的氧化脱碳，又能减轻高温渣对炉衬砖的侵蚀冲刷，从而保护炉衬砖，降低耐火材料损耗速度，减少喷补材料消耗，同时减轻工人劳动强度，提高炉衬使用寿命，提高转炉作业率，降低生产成本。
溅渣护炉目前是生产中的常规操作，是维护炉衬的主要手段。溅渣护炉技术可以大幅度提高转炉炉龄，因此我国转炉普遍采用溅渣护炉工艺，并使转炉炉龄由之前的3000～6000炉提高到10000炉以上。转炉炉龄的提高，减少了转炉炼钢耐火材料的消耗，节约了资源，同时提高了转炉的利用率和钢产量。
现阶段大多数钢厂为了维持或提高钢材产量，采取了提高转炉废钢加入量的办法来降低铁水单耗。此方法不仅能够稳定钢产量，还可快速降低冶炼成本。但是提高废钢比后，转炉吹炼终点炉渣的氧化性增加，终点炉渣稀、黏度小、溅渣层薄，炉渣与炉衬砖结合不牢固，炉渣熔化温度低，不耐侵蚀，导致转炉溅渣护炉的效果差而降低了转炉的炉衬寿命，因此目前常规的溅渣护炉方法并不适用于低铁水单耗条件下的转炉炉况。
发明内容
鉴于此，本申请提供一种溅渣护炉的方法，以适应低铁水单耗条件下的溅渣护炉。
本申请提供的溅渣护炉的方法，包括以下步骤：
获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度；
当温度高于1640℃时，在吹炼终点向转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和生白云石1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第一熔渣；
倒出钢液后，使转炉内的第一熔渣的余量为55kg/吨钢～72kg/吨钢；
向剩余的第一熔渣中加入生白云石0.8kg/吨钢～1.2kg/吨钢，得到第二熔渣；
将第二熔渣溅射至转炉的炉衬上。
可选地，在获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度后，方法还包括：
当温度不高于1640℃时，在吹炼结束时先倒出部分熔渣，使熔渣的余量为25kg/吨钢～40kg/吨钢；
向转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和镁球1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第三熔渣；
倒出钢液后，将第三熔渣溅射至转炉的炉衬上。
可选地，在将第三熔渣溅射至转炉的炉衬后，方法还包括：
溅渣结束准备起枪时加入石灰4.4kg/吨钢～5.6kg/吨钢做垫底料。
可选地，石灰的理化性能参数包括：CaO的质量百分含量≥90％，活性度≥360，灼减量≤5％，粒度为10mm～60mm的部分所占比例至少为90％。
可选地，镁球的参数包括：MgO的质量百分含量≥70％，CaO的质量百分含量不超过4.5％且不低于1.5％，粒度为5mm～50mm的部分所占比例≥90％。
可选地，生白云石的参数包括：MgO的质量百分含量≥18.5％，MgO+CaO的质量百分含量≥51％，粒度为5mm～30mm的部分所占比例≥90％。
可选地，溅渣采用吹氮气方式，操作过程中控制氮气的压力为1.10MPa～1.35MPa，氮气流量为27000m3/h～30000m3/h。
可选地，溅渣操作过程中氮气的气流上下窜动，在炉渣溅出转炉的炉口前，氮气的气流在0～100cm之间窜动以促进起渣，起渣后氮气的气流在20cm～60cm之间窜动。
可选地，炉渣的溅射时间为1.5min～3.5min，起渣时间为0.5min～1.5min。
与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
本申请根据转炉内熔渣覆盖的钢液的温度的取值，选择合适的调渣方法，当钢液的温度高于1640℃时，在吹炼终点向转炉内加入石灰1.8～2.3kg/吨钢和生白云石1.8～2.3kg/吨钢，加入后提高了熔渣的碱度，降低了熔渣温度。高碱度有利于捕获P、S，降低熔渣温度有利于提高熔渣黏度，高黏度提高了熔渣表面张力，倒出钢液时避免出现熔渣随钢水流出的现象，并且溅渣时炉渣更易挂在炉衬上，提高了溅渣护炉效果，使得炉渣与炉衬砖的结合层更牢固。
具体实施方式
为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。
为了简便，本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及其两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
溅渣护炉目前是生产中的常规操作，是维护炉衬的主要手段。溅渣护炉技术可以大幅度提高转炉炉龄，因此我国转炉普遍采用溅渣护炉工艺，并使转炉炉龄由之前的3000～6000炉提高到10000炉以上。转炉炉龄的提高，减少了转炉炼钢耐火材料的消耗，节约了资源，同时提高了转炉的利用率和钢产量。
现阶段大多数钢厂为了维持或提高钢材产量，采取了提高转炉废钢加入量的办法来降低铁水单耗。此方法不仅能够稳定钢产量，还可快速降低冶炼成本。但是提高废钢比后，转炉吹炼终点炉渣的氧化性增加，终点炉渣稀、黏度小、溅渣层薄，炉渣与炉衬砖结合不牢固，炉渣熔化温度低，不耐侵蚀，导致转炉溅渣护炉的效果差而降低了转炉的炉衬寿命，因此目前常规的溅渣护炉方法并不适用于低铁水单耗条件下的转炉炉况。
有鉴于此，本申请的发明人经过实验分析，提供一种溅渣护炉的方法，旨在提供了一种适用于低铁水单耗条件下转炉的溅渣护炉方法。
本申请提供的溅渣护炉的方法，包括以下步骤：
获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度；
当钢液的温度高于1640℃时，在吹炼终点向转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和生白云石1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第一熔渣；
倒出钢液后，使转炉内的第一熔渣的余量为55kg/吨钢～72kg/吨钢；
向剩余的第一熔渣中加入生白云石0.8kg/吨钢～1.2kg/吨钢，得到第二熔渣；
将第二熔渣溅射至转炉的炉衬上。
在本申请的实施方式中，石灰与生白云石的加入量、转炉内熔渣的余量均是以钢液倒出前转炉内的钢液质量计算。
生白云石中的CaCO3和MgCO3分解产生CaO、MgO调整炉渣中的碱度和MgO含量，熔渣中的高熔点固相物质数量增加，低熔点化合物降低，熔渣黏稠从而易于附着在转炉的炉衬砖表面，从而在炉衬砖表面形成高熔点的溅渣层。
生白云石具有较大的降温作用，根据本申请的实施方式，钢液倒出前加入生白云石，可以降低钢液温度，钢液倒出后，再向转炉内加入生白云石0.8kg/吨钢～1.2kg/吨钢，即生白云石分两次加入，可以避免由于转炉中的钢水温度降低过快而使钢液质量受到的影响。余量为55kg/吨钢～72kg/吨钢可以实现在溅渣操作完成后，仍有熔渣剩余以保护转炉炉底。
炼钢时提高废钢比后，转炉吹炼终点炉渣的氧化性增加，终点温度高、炉渣稀、黏度小、溅渣层薄，炉渣与炉衬砖结合不牢固，炉渣熔化温度低，不耐侵蚀，导致转炉溅渣护炉的效果差而降低了转炉的炉衬寿命。根据本申请的实施方式，依据转炉内熔渣覆盖的钢液的温度的取值，选择合适的调渣方法，当钢液的温度位于高于1640℃的范围内时，此时钢水温度过热度较高，在吹炼终点向转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和生白云石1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，提高了熔渣的碱度，降低了熔渣温度。高碱度有利于捕获P、S，降低熔渣温度有利于提高熔渣黏度，高黏度提高了熔渣表面张力，倒出钢液时避免出现熔渣随钢水流出的现象，并且溅渣时炉渣更易挂在炉衬上，提高了溅渣护炉效果，使得炉渣与炉衬砖的结合层更牢固。由于FeO对砖的侵蚀性大，通过加入石灰和生白云石降低了炉渣的氧化性，使得炉渣与炉衬砖的结合层更牢固，进而提高了转炉炉龄，减少了转炉炼钢耐火材料的消耗，节约了资源，同时提高了转炉的利用率和钢产量。
在一些实施方式中，在获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度后，方法还包括：
当钢液的温度不高于1640℃时，在吹炼结束时先倒出部分熔渣，使熔渣的余量为25kg/吨钢～40kg/吨钢；
向转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和镁球1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第三熔渣；
倒出钢液后，将第三熔渣溅射至转炉的炉衬上。
当钢液的温度位于不超过1640℃的范围内时，此时钢液温度过热度不高，根据本申请的实施方式，倒出一部分熔渣后，加入镁球使得入炉渣料的加入量可以大大减少，进而降低了入炉渣料在加入时对温度造成的损失。
根据本申请的实施方式，留渣量不宜太少或太多，太少使得后续加入石灰和镁球后的熔渣太过于黏稠，且熔渣温度下降快易结壳，太多又稠不到稠渣的效果，在倒出部分熔渣后，镁源为MgO含量较高的镁球，由于已经倒出较多熔渣，因此再加入熔剂时需要熔剂快速熔化，镁球既起到助熔剂的作用又起到造渣的作用。镁球中MgO含量更高，更有利于助熔，且可以通过较少量即可实现稠渣的效果。此外，当熔渣氧化性较高时，倒出部分熔渣后再加入熔剂可以提高后期加入熔剂的利用效率，可以更快降低熔渣氧化性。倒出部分熔渣，还可以降低下渣返磷风险。
在一些实施方式中，在将第三熔渣溅射至转炉的炉衬后，方法还包括：溅渣结束准备起枪时加入石灰4.4kg/吨钢～5.6kg/吨钢做垫底料。
根据本申请的实施方式，第三熔渣溅射至转炉的炉衬后，转炉内熔渣渣剩余量较少，加入石灰可以避免向转炉加固态废钢时对炉底造成损伤。
在一些实施方式中，石灰的理化性能参数包括：CaO的质量百分含量≥90％，活性度≥360，灼减量≤5％，粒度为10mm～60mm的部分所占比例至少为90％。
根据本申请的实施方式，石灰的理化性能参数在上述合适的范围内，可以减少石灰的用量，从而减少转炉内钢水温度的降低值，粒度在上述合适的范围内可以加快熔化速度，缩短溅渣护炉时间。
在一些实施方式中，镁球的参数包括：MgO的质量百分含量≥70％，CaO的质量百分含量不超过4.5％且不低于1.5％，粒度为5mm～50mm的部分所占比例≥90％。
根据本申请的实施方式，镁球中MgO含量更高，更有利于助熔，且可以通过较少量即可实现稠渣的效果。
在一些实施方式中，生白云石的参数包括：MgO的质量百分含量≥18.5％，MgO+CaO的质量百分含量≥51％，粒度为5mm～30mm的部分所占比例≥90％。
在一些实施方式中，溅渣采用吹氮气方式，操作过程中控制氮气的压力为1.10MPa～1.35MPa，氮气流量为27000m3/h～30000m3/h。
根据本申请的实施方式，氮气的压力在上述合适的范围内，一方面能够保证喷射的气流具有足够的冲击力，以提升转炉内的溅渣效率；另一方面能够降低因喷射的气流冲击力过大而对炉口壁材造成侵蚀的风险。由此，能够在提升转炉内的溅渣效率和提升转炉的作业率及进料效率的同时，降低对炉口壁材的损害，从而能够延长炉衬的使用寿命、降低转炉的维护成本。
根据本申请的实施方式，氧枪的氮气流量在上述合适的范围内，能够在允许氧枪喷射的气流具有足够的冲击力的前提下，减少氧气的消耗。由此，能够在保证溅渣护炉效率的同时，降低溅渣护炉的成本。
在一些实施方式中，溅渣操作过程中氮气的气流上下窜动，在炉渣溅出转炉的炉口前，氮气的气流在0～100cm之间窜动以促进起渣，起渣后氮气的气流在20cm～60cm之间窜动。
根据本申请的实施方式，溅渣操作过程中氮气的气流上下窜动，具体可以通过用氧枪对进行吹扫，使氧枪的喷头在转炉底部和距离转炉底部100cm的高度之间进行进行吹扫。氧枪的喷头在上述合适的范围内吹扫，可以使氧枪喷出的氮气流既能够将炉渣溅射至转炉的炉衬，又不会对炉口的壁材造成侵蚀。由此，保证了溅渣护炉的效率和炉衬的寿命。
在一些实施方式中，炉渣的溅射时间为1.5～3.5min，起渣时间为0.5min～1.5min。
根据本申请的实施方式，吹扫的时长在上述较短的范围内，能够允许吹扫在氧枪提升的过程中进行，且使得氧枪停留的时间较短。由此，能够提高转炉的作业率。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容，这些实施例仅仅用于阐述性说明，因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明，以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1：
某冶金企业100t转炉，炉龄4652～5640，吹炼后测得炉内钢水温度为1655℃，溅渣护炉时，包括以下步骤：
S1-1.在吹炼终点压枪时在炉内加入石灰1.9kg/吨钢和生白云石1.9kg/吨钢，出钢后摇正炉体，转炉留渣量为60kg/吨钢；
S1-2.加入生白云石1.1kg/吨钢，然后下枪吹氮气溅渣。
进一步的，溅渣操作过程中控制氮气的压力为1.25MPa，氮气流量为27750m3/h。
进一步的，溅渣操作过程中氧枪枪位上下窜动，在炉口有颗粒状熔渣跳出之前，枪位在0～100cm之间来回梭枪促进起渣，梭枪时间75s，起渣后，溅渣枪位在20cm停留15s，在40cm停留15s，在60cm停留15s，然后再下降到20cm，如此再循环一次。最终溅渣总时间165s，其中起渣溅渣时间90s。
实施例2：
某冶金企业100t转炉，炉龄5640～6888，在吹炼结束时测得炉内钢水温度为1630℃，溅渣护炉时，包括以下步骤：
S2-1.吹炼结束时先倒炉倒出部分转炉渣，倒渣后摇正炉体，转炉留渣量为32kg/吨钢；
S2-2.加入石灰1.9kg/吨钢和镁球1.9kg/吨钢，稠渣出钢；
S2-3.出钢后摇正炉体，然后下枪吹氮气溅渣；
S2-4.溅渣结束准备起枪时加入石灰5.2kg/吨钢做垫底料。
进一步的，溅渣操作过程中控制氮气的压力为1.20MPa，氮气流量为27350m3/h。
进一步的，溅渣操作过程中氧枪枪位上下窜动，在炉口有颗粒状熔渣跳出之前，枪位在0～100cm之间来回梭枪促进起渣，梭枪时间45s，起渣后，溅渣枪位在20cm停留20s，在40cm停留15s，在60cm停留20s，然后再下降到20cm，如此再循环一次。最终溅渣总时间155s，其中起渣溅渣时间110s。
采用激光测厚仪对实施例期间炉衬数据进行对比分析，数据见表1。
表1对比分析数据
备注：“-”号表示炉衬厚度增长。
通过表1可以看出，采用本发明的提供的溅渣护炉方法后，炉衬厚度得到了保证，为稳顺生产提供了保障。
实施例加入调渣试剂前后炉渣成分，数据见表2.
通过表2的结果可以看出，加入石灰和镁源后，炉渣碱度提高，氧化性降低，脱磷能力提高。此外熔渣MgO含量同步提高，熔渣黏度增加，可以实现了稠渣出钢和稠渣溅渣护炉的目的。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可容易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都被应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种溅渣护炉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取转炉内熔渣覆盖的钢液的温度；
当所述温度高于1640℃时，在吹炼终点向所述转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和生白云石1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第一熔渣；
倒出钢液后，使所述转炉内的所述第一熔渣的余量为55kg/吨钢～72kg/吨钢；
向剩余的所述第一熔渣中加入生白云石0.8kg/吨钢～1.2kg/吨钢，得到第二熔渣；
将所述第二熔渣溅射至所述转炉的炉衬上；
当所述温度不高于1640℃时，在吹炼结束时先倒出部分熔渣，使所述熔渣的余量为25kg/吨钢～40kg/吨钢；
向所述转炉内加入石灰1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢和镁球1.8kg/吨钢～2.3kg/吨钢，得到第三熔渣；
倒出钢液后，将所述第三熔渣溅射至所述转炉的炉衬上。
2.根据权利要求1所述的溅渣护炉的方法，其特征在于，在将所述第三熔渣溅射至所述转炉的炉衬后，所述方法还包括：
溅渣结束准备起枪时加入石灰4.4kg/吨钢～5.6kg/吨钢做垫底料。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种溅渣护炉的方法，其特征在于，所述石灰的理化性能参数包括：CaO的质量百分含量≥90％，活性度≥360，灼减量≤5％，粒度为10mm～60mm的部分所占比例至少为90％。
4.根据权利要求1或2所述的溅渣护炉的方法，其特征在于，所述镁球的参数包括：MgO的质量百分含量≥70％，CaO的质量百分含量不超过4.5％且不低于1.5％，粒度为5mm～50mm的部分所占比例≥90％。
5.根据权利要求1所述的一种溅渣护炉的方法，其特征在于，所述生白云石的参数包括：MgO的质量百分含量≥18.5％，MgO+CaO的质量百分含量≥51％，粒度为5mm～30mm的部分所占比例≥90％。
6.根据权利要求1-2任一项所述的溅渣护炉的方法，其特征在于，溅渣采用吹氮气方式，操作过程中控制所述氮气的压力为1.10MPa～1.35MPa，氮气流量为27000m3/h～30000m3/h。
7.根据权利要求6所述的溅渣护炉的方法，其特征在于，溅渣操作过程中所述氮气的气流上下窜动，在所述熔渣溅出所述转炉的炉口前，所述氮气的气流在0～100cm之间窜动以促进起渣，起渣后所述氮气的气流在20cm～60cm之间窜动。
8.根据权利要求7所述的溅渣护炉的方法，其特征在于，所述熔渣的溅射时间为1.5min～3.5min，所述起渣时间为0.5min～1.5min。
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