CN115786628B - 一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金技术领域，公开了一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法，本发明包括测定氧枪零位确定基准枪位、确定转炉的实际吹炼枪位、将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用枪位置、将氧枪下降至炉口下方设定的氧枪开氧点时，打开CO2及O2调节阀，并反复上下滑动氧枪混合顶吹CO2‑O2涮洗炉底、混合顶吹洗炉底2～5min后，提出氧枪并关闭CO2及O2流量调节阀并根据炉底、渣线、耳轴侵蚀状况重复涮洗炉底等步骤。本发明增加了炼钢过程CO2资源化应用的新途径，还充分利用CO2弱氧化性及具有冷却效应的特点，提高洗炉底的效果。简便易行、成本低，有效解决现有技术由于洗炉渣温度高、氧化性强，操作不当造成氧枪漏水、烧漏渣罐的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法。
背景技术
近年来，溅渣护炉以及“留渣+双渣”技术在转炉得到广泛推广应用，大幅提高了转炉炉龄，降低了炼钢成本，但同时带来了炉底上涨过快的问题。转炉炉底的上涨造成冶炼中一系列问题，如：喷溅、粘氧枪、粘烟罩等。最终导致氧枪损耗增加、转炉金属收得率降低等，甚至会引发生产及安全事故。
现有技术中，为了消除炉底上涨过快造成的不利影响，采用氧枪纯吹氧洗炉底的方式。
专利号：CN 102994687 B的发明公开了一种降低炉底厚度的方法，该方法根据转炉炉底的渣层厚度，在转炉出钢过程中预留能够将所述渣层完全反应掉的钢水，向转炉中滑动吹氧进行吹炼，对转炉中的熔池进行冷却降温，最后倒掉炉渣，具有操作简单、节奏快、成本低的优点。
专利号：CN 110512045 A的发明公开了一种控制转炉炉底上涨的方法，该方法在转炉出钢完成后进行倒终渣操作，炉内留渣，往炉内加入焦炭，同时调整氧气流量进行供氧操作，供氧完成后，提出氧枪加入返矿降低洗炉渣温度及体积，将洗炉渣倒出到连铸罐，具有清洗效果好、减弱熔池侵蚀、安全性高等优点。
专利号：CN 108950126 B的发明公开了一种快速降低转炉炉底高度的方法，该方法通过氧枪向炉内吹入高压氧气，借助氧气流股对炉底钢渣进行冲刷搅拌的良好动力学条件，有利于炉底残余钢渣侵蚀剥落，具有效率高、成本低和安全可靠的特点。
专利号：CN 111154939 B公开了一种降低转炉炉底高度的方法，该方法将转炉钢水终点碳控制在0.06％以下，终点炉渣TFe控制在15％以上，出钢完毕后，倒出部分炉渣进行吹氧操作，确认氧枪无漏水后将炉渣从炉口倒出，具有对炉底处理效率高，且效果明显的特点。
专利号：CN 111500817 A公开了一种转炉洗炉底的方法，该方法通过实时监控炉底厚度，当达到预设炉底厚度后，采用向炉内留钢并加入硅铁吹氧，从而达到洗炉底的目的，该方法能有效控制炉底厚度，防止炉底继续上涨带来的一系列问题，操作简单，成本低的特点。
专利号：CN113151632 A公开了一种能精确控制液面高度的洗炉底方法，该方法通过合理控制留渣量、氧压、枪位、供氧时间、浸泡时间，加入生白云石对炉渣降温等，能精准控制需要下降的液面值，节约铁水消耗。
以上技术中转炉洗炉底，均是转炉出钢后留渣，通过氧枪向转炉供氧洗炉底，纯吹氧气由于炉渣温度高、氧化性强，操作不当往往出现氧枪漏水、烧漏渣罐，或者炉底溅渣层不能得到有效去除而损坏炉衬其它部位，甚至导致炉衬渣线及耳轴两侧洗漏的恶性事故。为降低炉渣温度及氧化性，通过添加焦炭、铁水、硅铁、生白云石等方式，但其效果有限，增加成本，且无法从根本上消除问题。
近年来,作为温室气体的主要气体CO2因排放量巨大而受到重视。CO2气体属弱氧化性气体，在炼钢温度下同样进行高速脱碳等氧化反应，其次CO2的大量回收处理技术已成熟、回收成本低于制氧成本。以“CO2资源利用-炼钢节能减排-钢质深度洁净”为目标，国内外研究已形成了CO2-O2混合喷吹炼钢降尘、CO2高效脱磷、CO2脱氮/控氧、CO2长寿底吹等炼钢过程CO2资源化应用的关键技术，但现阶段还没有CO2与O2混合顶吹洗炉底的技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术转炉洗炉底中存在的技术问题，提供了一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种转炉利用CO2-O2混合顶吹洗炉底的方法，在氧枪架使用枪位置安装有正常冶炼用氧枪，备用枪位置安装有洗炉用氧枪，洗炉用氧枪连接CO2流量调节阀、O2流量调节阀和氧枪控制***，具体包括步骤如下：
步骤1：转炉开新炉测定氧枪零位确定基准枪位，根据转炉公称容量及不同炉龄阶段制定装入制度；
步骤2：根据转炉每班测液面情况，确定转炉的实际吹炼枪位，若转炉的实际吹炼枪位高于基准枪位 300～600mm以上，且持续班次在3个班次以上，进行洗炉底作业；
步骤3：确定洗炉底炉次后按装入量要求加废钢并兑入铁水冶炼低碳钢，出钢温度≥1700℃，终点C≤0.05%，出钢完成后不进行溅渣护炉，炉内留炉渣2/3以上；
步骤4：留炉渣完成后，开动氧枪横移小车将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用枪位置；
步骤5：将氧枪下降至炉口下方设定的氧枪开氧点时，打开CO2流量调节阀、O2流量调节阀，并反复上下滑动氧枪混合顶吹CO2-O2涮洗炉底；
步骤6：混合顶吹洗炉底 2～5min后，提出氧枪并关闭CO2流量调节阀、O2流量调节阀，将部分洗炉渣倒出到渣罐，炉内留部分洗炉渣，观察炉底、渣线、耳轴侵蚀状况；步骤7：根据炉底、渣线、耳轴侵蚀状况，重复步骤5与步骤6，反复涮洗炉底3～5次，直到观察炉底粘渣层已涮洗尽，倒尽炉渣后，开动氧枪横移小车将冶炼用氧枪从备用枪位置横移到使用位置；
步骤8：按分阶段定量装入制度加废钢并兑入铁水，测量液面，确认洗炉底后实际吹炼枪位后正常冶炼。
进一步地，所述洗炉用氧枪尾部为双流道结构，包括主氧流道、二氧化碳副流道、冷却水进水通道、冷却水回水通道，在洗炉作业时，将CO2和O2按5%～90%的比例混合顶吹到转炉内。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明增加了炼钢过程CO2资源化应用的新途径，还充分利用CO2弱氧化性及具有冷却效应的特点，提高洗炉底的效果。与现有技术相比，不消耗焦炭、铁水、硅铁、生白云石等原材料，简便易行、成本低；洗炉底能够降低洗炉渣的温度及体积、降低炉渣氧化性，有效解决现有技术由于洗炉渣温度高、氧化性强，操作不当造成氧枪漏水、烧漏渣罐的问题；避免炉底溅渣层不能得到有效去除而损坏炉衬其它部位，甚至导致炉衬渣线及耳轴两侧洗漏的恶性事故。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
某炼钢厂50吨转炉使用φ168氧枪，在氧枪架使用枪位置安装有正常冶炼用氧枪，备用枪位置安装有洗炉用氧枪，洗炉用氧枪连接CO2流量调节阀、O2流量调节阀和氧枪控制***；转炉开新炉测定氧枪零位后，根据转炉 50吨公称容量及炉型确定分阶段定量装入制度见下表：
转炉测零位，确定转炉的基准枪位为 900mm。
之后根据转炉每班测液面情况，发现转炉的实际吹炼枪位达到1200mm，出现炉底上涨现象，且持续班次在3个班次以上，确定进行洗炉底作业。
按装入量要求加废钢9.3t .并兑入铁水47.8t，冶炼钢种为Q195，转炉终点钢液的温度1702℃，终点C含量为0.04%，P含量为0.021%，S含量为0.024%，达到规定要求后出钢，出钢完成后不进行溅渣护炉，炉内留炉渣2/3以上。
留炉渣完成后，开动氧枪横移小车将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。
将氧枪的开氧点设置在氧枪标尺2200mm处，下降氧枪到开氧点，打开CO2流量调节阀、O2流量调节阀，CO2与O2混合比例调节CO2占15%，供气流量控制在6500m3/h～12500m3/h，并在氧枪标尺枪位为 200～700mmm范围内上下滑动氧枪混合顶吹CO2-O2涮洗炉底。由于CO2的冷却效应与弱氧化性，转炉洗炉底时，能够降低洗炉渣的温度及体积、降低炉渣氧化性，洗炉底作业时无须加入焦炭、铁水、硅铁、生白云石等材料调整。
第一次混合顶吹洗炉底 2min后，提出氧枪并关闭CO2流量调节阀、O2流量调节阀，将部分洗炉渣倒出到渣罐，炉内留部分洗炉渣，观察炉底、渣线、耳轴侵蚀状况，未见大面积侵蚀现象。
重复上述操作，反复涮洗炉底3次，每次混合顶吹洗炉底时间延长到 3min，之后观察炉底粘渣层已涮洗尽，渣线、耳轴部位有轻微侵蚀状况，倒尽炉渣后，开动氧枪横移小车将冶炼用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。整个洗炉作业过程，未出现氧枪漏水、烧漏渣罐的问题，炉底溅渣层能得到有效去除而未损坏炉衬渣线、耳轴等其它部位。
按装入量要求加入废钢9.5t并兑入铁水48t，测量液面后确定转炉的实际吹炼枪位恢复到950mm，接近基本枪位，洗炉效果良好。
实施例2：
某炼钢厂120吨转炉使用φ245氧枪，在氧枪架使用枪位置安装有正常冶炼用氧枪，备用枪位置安装有洗炉用氧枪，洗炉用氧枪连接CO2流量调节阀、O2流量调节阀和氧枪控制***；转炉开新炉测定氧枪零位后，根据转炉 120吨公称容量及炉型确定分阶段定量装入制度见下表：
转炉测零位，确定转炉的基准枪位为 1400mm。
根据转炉每班测液面情况，发现转炉的实际吹炼枪位达到1800mm，出现炉底上涨现象，且持续班次在3个班次以上，确定进行洗炉底作业。
按装入量要求加废钢19.8t，并兑入铁水115.2t，冶炼钢种为Q215，转炉终点钢液的温度1710℃，终点C含量为0.05%，P含量为0.023%，S含量为0.028%，达到规定要求后出钢，出钢完成后不进行溅渣护炉，炉内留炉渣2/3以上。
留炉渣完成后，开动氧枪横移小车将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。
将氧枪的开氧点设置在氧枪标尺3000mm处，下降氧枪到开氧点，打开CO2流量调节阀、O2流量调节阀，调CO2与O2混合比例调节为CO2占45%，供气流量控制在20000m3/h～32000m3/h，并在标尺枪位为 400～1000mmm范围内上下滑动氧枪混合顶吹CO2-O2涮洗炉底。由于CO2的冷却效应与弱氧化性，转炉洗炉底时，能够降低洗炉渣的温度及体积、降低洗炉渣氧化性，洗炉底作业时无须加入焦炭、铁水、硅铁、生白云石等材料调整。
第一次混合顶吹洗炉底 2.5min后，提出氧枪并关闭CO2流量调节阀、O2流量调节阀，将部分洗炉渣倒出到渣罐，炉内留部分洗炉渣，观察炉底、渣线、耳轴侵蚀状况，未见大面积侵蚀现象。
重复上述操作，反复涮洗炉底4次，每次混合顶吹洗炉底时间延长到 4min，之后观察炉底粘渣层已涮洗尽，渣线、耳轴部位有轻微侵蚀状况，倒尽炉渣后，开动氧枪横移小车将冶炼用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。整个洗炉作业过程，未出现氧枪漏水、烧漏渣罐的问题，炉底溅渣层能得到有效去除而未损坏炉衬渣线、耳轴等其它部位。
按装入量要求加入废钢20.3t并兑入铁水114.8t，测量液面后确定转炉的实际吹炼枪位恢复到1500mm，接近基本枪位，洗炉效果良好。
实施例3：
某炼钢厂250吨转炉使用φ355氧枪，在氧枪架使用枪位置安装有正常冶炼用氧枪，备用枪位置安装有洗炉用氧枪，洗炉用氧枪连接CO2流量调节阀、O2流量调节阀和氧枪控制***；转炉开新炉测定氧枪零位后，根据转炉 250吨公称容量及炉型确定采取定量装入制度见下表：
转炉测零位，确定转炉的基准枪位为 1800mm。
根据转炉每班测液面情况，发现转炉的实际吹炼枪位达到2400mm，出现炉底上涨现象，且持续班次在3个班次以上，确定进行洗炉底作业。
按装入量要求加废钢35.2t ，并兑入铁水220t，冶炼钢种为LQ195，转炉终点钢液的温度1713℃，终点C含量为0.03%，P含量为0.020%，S含量为0.015%，达到规定要求后出钢，出钢完成后不进行溅渣护炉，炉内留炉渣2/3以上。
留炉渣完成后，开动氧枪横移小车将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。
将氧枪的开氧点设置在氧枪标尺3500mm处，下降氧枪到开氧点，打开CO2流量调节阀、O2流量调节阀，将CO2与O2混合比例调节为CO2占80%，供气流量控制在45000m3/h～60000m3/h，并在标尺枪位为 600～1400mmm范围内上下滑动氧枪混合顶吹CO2-O2涮洗炉底。由于CO2的冷却效应与弱氧化性，转炉洗炉底时，能够降低洗炉渣的温度及体积、降低洗炉渣氧化性，洗炉底作业时无须加入焦炭、铁水、硅铁、生白云石等材料调整。
第一次混合顶吹洗炉底4min后，提出氧枪并关闭CO2流量调节阀、O2流量调节阀，将部分洗炉渣倒出到渣罐，炉内留部分洗炉渣，观察炉底、渣线、耳轴侵蚀状况，未见大面积侵蚀现象。
重复上述操作，反复涮洗炉底5次，每次混合顶吹洗炉底时间延长到 5min，之后观察炉底粘渣层已涮洗尽，渣线、耳轴部位有轻微侵蚀状况，倒尽炉渣后，开动氧枪横移小车将冶炼用氧枪从备用枪位置横移到使用位置。整个洗炉作业过程，未出现氧枪漏水、烧漏渣罐的问题，炉底溅渣层能得到有效去除而未损坏炉衬渣线、耳轴等其它部位。
按装入量要求加入废钢24.3t并兑入铁水243.8t，测量液面后确定转炉的实际吹炼枪位恢复到1850mm，接近基准枪位，洗炉效果良好。
Claims (2)
1.一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1：转炉开新炉，测定氧枪零位确定基准枪位，根据转炉公称容量及不同炉龄阶段制定装入制度；
步骤2：根据转炉每班测液面情况，确定转炉的实际吹炼枪位，若转炉的实际吹炼枪位高于基准枪位 300～600mm以上，且持续班次在3个班次以上，进行洗炉底作业；
步骤3：确定洗炉底炉次后按装入量要求加废钢并兑入铁水冶炼低碳钢，出钢温度≥1700℃，终点C≤0.05%，出钢完成后不进行溅渣护炉，炉内留炉渣2/3以上；
步骤4：留炉渣完成后，开动氧枪横移小车将洗炉用氧枪从备用枪位置横移到使用枪位置；
步骤5：将氧枪下降至炉口下方设定的氧枪开氧点时，打开CO2及O2调节阀，CO2与O2按CO2占5%～90%的比例混合顶吹，并反复上下滑动氧枪混合顶吹CO2-O2涮洗炉底；
步骤6：混合顶吹洗炉底 2～5min后，提出氧枪并关闭CO2及O2调节阀，将部分洗炉渣倒出到渣罐，炉内留部分洗炉渣，观察炉底、渣线、耳轴侵蚀状况；
步骤7：根据炉底、渣线、耳轴侵蚀状况，重复步骤5与步骤6，反复涮洗炉底3～5次，直到观察炉底粘渣层已涮洗尽，倒尽炉渣后，开动氧枪横移小车将冶炼用氧枪从备用枪位置横移到使用位置；
步骤8：按分阶段定量装入制度加废钢并兑入铁水，测量液面，确认洗炉底后实际吹炼枪位后正常冶炼。
2.根据权利要求1所述的一种利用二氧化碳与氧气混合顶吹洗炉底的方法，其特征是：所述洗炉用氧枪尾部为双流道结构，包括主氧流道、二氧化碳副流道、冷却水进水通道、冷却水回水通道。
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