CN115466824B - 一种aod开吹打火失败的处理方法 - Google Patents

一种aod开吹打火失败的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冶金技术领域,一种AOD开吹打火失败的处理方法,其特征在于:不锈钢精炼炉需要深度脱碳,因此其顶底复合吹炼的基本结构造成打火失败的方式分两种情况,A)底枪吹炼起火,顶枪吹炼无法起火;B)底枪、顶枪都无法起火;本发明充分利用AOD炉顶枪、侧枪复合吹炼的特点,提出了开吹打火失败后的处置方法。

Description

一种AOD开吹打火失败的处理方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域,尤其涉及一种AOD开吹打火失败的处理方法。
背景技术
不锈钢生产时,在高碳区域内主要脱碳的供氧方式为氧枪直接向熔池供氧,氧气流与高温金属液体接触时发生化学反应,产生大量火焰,俗称打火。随着不锈钢冶炼工艺的发展,为降低生产成本,AOD加入的合金量增大,这就导致AOD开吹打火困难的难题日益凸显。开吹打火不成功的原因主要有:
1)不锈钢母液含渣量大,大量冷渣进入AOD炉结块漂浮在钢液表面阻止氧气与钢液反应;
2)过早加入轻薄合金料,造成大量合金漂浮在钢液表面,结成冷钢层隔绝氧气与钢液的反应;
3)渣料过早加入,低温等各种化渣条件差的理化条件,造成前期造渣料结团漂浮在钢液,随着侧枪搅拌聚集,形成大块的炉料团,覆盖在钢液表面,氧气吹炼时无法有效穿透造成打火失败;
开吹打火失败后,如果处理不当,顶枪持续吹氧,会造成炉内母液温度低进一步降低,需要将炉内钢水倒出重新冶炼,否则会造成侧枪枪头结冷钢堵塞,AOD炉失去侧吹功能,无法继续冶炼。
现有公布的专利中关于改善开吹打火的方法都是针对转炉工艺提出的,对不锈钢工艺适应性差。公布专利中CN111139221 B中提出了一种加入焦炭助燃的方法,提高打火成功率,但焦炭加入成本升高的同时,不锈钢干渣冶炼的模式不可避免的将焦炭裹入炉渣中,在成成本浪费的同时对后续操作带来困难;公布专利中CN107164598 A中提出一种留渣+加焦炭助燃的方法,对于不锈钢冶炼适应性不强;公布专利中CN110527776 A提出打火不成功,进行倒渣兑铁水,现使用氮气吹开钢液面的方法,对于不锈钢冶炼来说,渣中成分损失大,且母液温度低,无法有效解决AOD打火失败的问题。以上已有专利对于合金料加入量大的不锈钢冶炼无法及时处理。不锈钢冶炼因其合金元素复杂,合金量大的特点,打火失败无法简单的通过直接使用兑入铁水或者倒渣等措施进行解决,同时不锈钢冶炼炉底吹或者侧吹的特殊结构处理不当容易造成堵枪等一系列问题,造成事故的扩大;现在需要提出一种不锈钢生产过程中打火失败的处理方法,在避免造成二次事故的前提下,高效起火;还要避免不锈钢母液及渣中的贵重合金的损失。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题,提供一种AOD开吹打火失败的处理方法。
本发明的目的是这样实现的:一种AOD开吹打火失败的处理方法,其特征在于:不锈钢精炼炉需要深度脱碳,因此其顶底复合吹炼的基本结构造成打火失败的方式分两种情况,A)底枪吹炼起火,顶枪吹炼无法起火;B)底枪、顶枪都无法起火;针对这两种情况,具体处置方法如下:A、底枪起火,顶枪不起火:(1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼,顶枪采用逐步降低枪位,同时降低气体流量,保证侧枪的氧气流量,长时间顶枪无法起火时,增大流量;直至顶枪起火;(2)若持续吹氧量达到 3000Nm3,顶枪仍未起火时,提出顶枪仅使用底枪吹炼,底枪吹氧总计2000 Nm3;观察炉口碳氧反应情况及火焰温度情况;(3)底吹吹炼结束后在-20°到20°之间摇炉三次,确保顶枪正下方无冷料堆积;(4)二次下顶枪,顶枪氧气流量250Nm3/min,枪位170cm,底枪氧气流量130Nm3/min,氮气流量35Nm3/min,同时观察炉口火焰判断碳氧反应,火焰明亮且温度上升时,即为打火成功。
B、底枪和顶枪都不起火:1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼执行130/30 Nm3/min的大供气模式,顶枪枪位降低到1.7m,增大氧枪流量至290 Nm3/min,确保顶枪冲击深度,保证钢液表面渣充分吹开; 2)吹炼2分钟后顶枪仍然无法正常起火时,氧枪枪位在1.9-1.6m之间反复升降枪位;3)当持续吹氧量达到 3000 Nm3,顶底枪仍未起火时,执行底***动吹炼模式,使用底吹进行起火;4)切换至手动模式,侧枪执行氧气200Nm3/min,氮气或氩气流量15Nm3/min;要炉至-20°,保证侧枪升温和搅拌效果良好;确认画面中气体流量达到设定值时开始计数底枪吹炼大于2000 Nm3氧气后,根据炉口火焰及碳氧反应情况,判断底吹氧气是否起火;5)若底吹起火则,下顶枪依照A类处置方式进行处置;6)如果炉口无火焰,或者火焰温度低,则停止吹炼,将炉壳在-20到60°范围内摇晃2-3次,再次摇炉至-20°使用底吹吹炼,底枪再次吹氧至1000 Nm3时,摇炉至-3°到-5°之间,下顶枪吹炼,顶枪流量执行320Nm3/min、1.7m,摇炉测温并转入自动吹炼模式,直至起火后正常冶炼。
(1)枪位和流量调整执行如下:持续时间1min,顶枪:氧气流量:290Nm3/min,枪位:280cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间1min,顶枪:氧气流量:280Nm3/min,枪位:270cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间1min,顶枪:氧气流量:270Nm3/min,枪位:200cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间3min,顶枪:氧气流量:270Nm3/min,枪位:170cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间3min,顶枪:氧气流量:250Nm3/min,枪位:170cm,底枪:氧气流量:130Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min。
本发明的有益效果是:本发明充分利用AOD炉顶枪、侧枪复合吹炼的特点,提出了开吹打火失败后的处置方法。本方法未采用传统的加助燃剂,兑铁水等升高预熔液温度的方法,也合理的避开了倒渣、扒渣等造成渣中氧化合金损失的方法进行处理,利用AOD侧吹搅拌功率大、供氧强度大,搅拌效果好的特点,使用底吹吹氧升温,使得炉内预熔液钢液表面裸露的方式,重新起火。对于炉内渣量大或者轻质废钢量大,造成的氧气与预熔液隔离的打火失败清理,利用底吹吹氧升温和大角度吹炼的方式,保证氧枪二次打火的成功。充分结合AOD炉的特点高效的解决了打火失败的事故。
具体实施方式
本发明提出了一种高效处置不锈钢冶炼过程中的打火失败的方法;充分利用AOD独有的结构特点,利用AOD顶底复合吹炼的结构,做好顶底吹炼的气体分配,利用AOD侧枪的搅拌强度大的特点,在不倒渣,不加助燃剂的前提下,处置不锈钢冶炼开吹打火失败的方法。
具体实施步骤如下:
不锈钢精炼炉由于需要深度脱碳,因此其顶底复合吹炼的基本结构造成打火失败的方式分两种情况,A)底枪吹炼起火,顶枪吹炼无法起火;B)底枪、顶枪都无法起火。针对这两种情况,具体处置方法如下:
A、底枪起火,顶枪不起火:
1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼,顶枪采用逐步降低枪位,同时适当降低气体流量,保证侧枪的氧气流量,长时间顶枪无法起火时,适当增大流量。枪位和流量调整执行下表流程,直至顶枪起火。
2)若持续吹氧量达到 3000Nm3,顶枪仍未起火时,提出顶枪仅使用底枪吹炼,底枪吹氧总计2000 Nm3;观察炉口碳氧反应情况及火焰温度情况;
3)底吹吹炼结束后在-20°到20°之间摇炉三次,确保顶枪正下方无冷料堆积;
4)二次下顶枪,气体流量及枪位执行上表最后一步流量,同时观察炉口火焰判断碳氧反应,火焰明亮且温度上升时,即为打火成功。
B、底枪和顶枪都不起火:
1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼执行130/30 Nm3/min的大供气模式,顶枪枪位降低到1.7m,增大氧枪流量至290 Nm3/min,确保顶枪冲击深度,保证钢液表面渣充分吹开;
2)吹炼2分钟后顶枪仍然无法正常起火时,氧枪枪位在1.9-1.6m之间反复升降枪位;
3)当持续吹氧量达到 3000 Nm3,顶底枪仍未起火时,执行底***动吹炼模式,使用底吹进行起火;
4)切换至手动模式,侧枪执行氧气200Nm3/min,氮气(氩气)流量15Nm3/min;要炉至-20°,保证侧枪升温和搅拌效果良好;确认画面中气体流量达到设定值时开始计数底枪吹炼大于2000 Nm3氧气后,根据炉口火焰及碳氧反应情况,判断底吹氧气是否起火;
5)若底吹起火则,下顶枪依照A类处置方式进行处置;
6)如果炉口无火焰,或者火焰温度低,则停止吹炼,将炉壳在-20到60°范围内摇晃2-3次,再次摇炉至-20°使用底吹吹炼,底枪再次吹氧至1000 Nm3时,摇炉至-3°到-5°之间,下顶枪吹炼,顶枪流量执行320Nm3/min、1.7m,摇炉测温并转入自动吹炼模式,直至起火后正常冶炼。
实施例1
150吨AOD使用中频炉+AOD+LF+CC工艺生产SUS304不锈钢,兑钢量107吨,入炉温度1402℃,入炉碳含量3.81%,硅含量2.75%;兑钢完成后摇炉至-4°开始吹炼,底枪开吹后,炉口出现微弱火焰,气体明显增加,底枪打火正常;氧枪进入体后炉口无明显明亮火焰,氧枪吹动炉内炉渣在炉口形成大量黑烟打火失败,属于典型的炉内渣层过厚造成的氧枪打火失败。持续吹炼2分钟后,氧枪仍然未成功打火,降低枪位至2米并在2-1.7米之间上下动枪,氧枪流量降低至250Nm3/min;侧枪执行130/35 Nm3/min的氧氮气体流量;吹炼2分钟后,炉口出现明亮火焰,呈现出明显的强烈硅氧、碳氧反应,打火成功。
实施例2
150吨AOD使用中频炉+AOD+LF+CC工艺生产SUS304不锈钢,兑钢量78吨,入炉温度1310℃,明显低于正常水平。吹炼时顶底吹均无明显起火反应,侧枪气体压力开始上升,典型的温度低导致的起火失败炉次。执行打火失败处理措施,切换至手动模式,摇炉至-20°,侧枪氧气流量200 Nm3/min,氮气流量15 Nm3/min,吹炼三分钟吹氧量700Nm3时炉口出现明显火焰,底枪打火成功。摇炉至-4°下枪吹炼,氧枪流量设定250 Nm3/min,枪位设定1.7米,底枪流量氧气设定未130 Nm3/min,氮气设定为35 Nm3/min,正常下枪吹炼40秒后,炉口出现明亮的火焰,炉内硅氧、碳氧反应趋于正常,打火成功。
实施例3
150吨AOD使用中频炉+AOD+LF+CC工艺生产SUS304不锈钢,兑钢量79t,兑钢温度1426℃,兑钢碳含量3.98%,兑钢硅含量2.78%;开吹打火正常,吹炼800 Nm3氧气后,加入55t冷料料槽,再次下枪吹炼时,氧枪打火无反应,底吹压力上升,流量达不到设定值。本次为典型的冷料中轻料过多,加入后造成上浮的冷料及炉渣阻隔氧气与钢水的接触造成的打火失败案例。依据本炉情况,增大侧枪氧气流量至130 Nm3/min,吹炼3分钟后,二次下枪打火,氧枪流量设定250 Nm3/min,枪位设定1.7米,吹炼2分钟后,炉口仍然无明显起火反应,提枪摇炉至-20°,侧枪流量设定为200 Nm3/min氧气+15 Nm3/min氮气,吹炼5分钟后,摇炉至65°,二次摇炉至-5度时,下洋枪打火,顶枪流量执行320 Nm3/min,枪位执行1.7m,1分钟后打火成功,恢复枪位至2.8米,氧气流量280 Nm3/min,底枪流量分步恢复到95 Nm3/min氧气+35Nm3/min氮气。切换至自动模式,进入正常吹炼模式。
本发明充分利用AOD顶底复合吹炼的结构,做好顶底吹炼的气体分配,利用AOD侧枪的供氧强度大,搅拌强度大的特点,在不倒渣,不加助燃剂的前提下,处置不锈钢冶炼开吹打火失败的方法。
以上所述仅为本发明的具体实施例,但本发明所保护范围的结构特征并不限于此,任何本领域的技术人员在本发明的领域内,所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (2)

1.一种AOD开吹打火失败的处理方法,其特征在于:不锈钢精炼炉需要深度脱碳,因此其顶底复合吹炼的基本结构造成打火失败的方式分两种情况,A)底枪吹炼起火,顶枪吹炼无法起火;B)底枪、顶枪都无法起火;针对这两种情况,具体处置方法如下:
A、底枪起火,顶枪不起火:
(1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼,顶枪采用逐步降低枪位,同时降低气体流量,保证侧枪的氧气流量,长时间顶枪无法起火时,增大流量;直至顶枪起火;
(2)若持续吹氧量达到 3000Nm3,顶枪仍未起火时,提出顶枪仅使用底枪吹炼,底枪吹氧总计2000 Nm3;观察炉口碳氧反应情况及火焰温度情况;
(3)底吹吹炼结束后在-20°到20°之间摇炉三次,确保顶枪正下方无冷料堆积;
(4)二次下顶枪,顶枪氧气流量250Nm3/min,枪位170cm,底枪氧气流量130Nm3/min,氮气流量35Nm3/min,同时观察炉口火焰判断碳氧反应,火焰明亮且温度上升时,即为打火成功;
B、底枪和顶枪都不起火:
1)摇炉至-3°到-5°之间,底枪持续吹炼执行130/30 Nm3/min的大供气模式,顶枪枪位降低到1.7m,增大氧枪流量至290 Nm3/min,确保顶枪冲击深度,保证钢液表面渣充分吹开;
2)吹炼2分钟后顶枪仍然无法正常起火时,氧枪枪位在1.9-1.6m之间反复升降枪位;
3)当持续吹氧量达到 3000 Nm3,顶底枪仍未起火时,执行底***动吹炼模式,使用底吹进行起火;
4)切换至手动模式,侧枪执行氧气200Nm3/min,氮气或氩气流量15Nm3/min;摇炉至-20°,保证侧枪升温和搅拌效果良好;确认画面中气体流量达到设定值时,开始计数底枪吹炼大于2000 Nm3氧气后,根据炉口火焰及碳氧反应情况,判断底吹氧气是否起火;
5)若底吹起火则,下顶枪依照A类处置方式进行处置;
6)如果炉口无火焰,或者火焰温度低,则停止吹炼,将炉壳在-20到60°范围内摇晃2-3次,再次摇炉至-20°使用底吹吹炼,底枪再次吹氧至1000 Nm3时,摇炉至-3°到-5°之间,下顶枪吹炼,顶枪流量执行320Nm3/min、1.7m,摇炉测温并转入自动吹炼模式,直至起火后正常冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种AOD开吹打火失败的处理方法,其特征在于:(1)枪位和流量调整执行如下:持续时间1min,顶枪:氧气流量:290Nm3/min,枪位:280cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间1min,顶枪:氧气流量:280Nm3/min,枪位:270cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间1min,顶枪:氧气流量:270Nm3/min,枪位:200cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间3min,顶枪:氧气流量:270Nm3/min,枪位:170cm,底枪:氧气流量:95Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min;持续时间3min,顶枪:氧气流量:250Nm3/min,枪位:170cm,底枪:氧气流量:130Nm3/min,氮气流量:35Nm3/min。
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