CN105624358B - 一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,采用单个顶底复吹转炉为处理容器,脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪先后喷吹,中途倒渣操作,用于解决转炉炼钢过程脱磷效果不稳定的问题。其中,脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道,脱磷喷粉氧枪主氧流通道保持超音速射流,副氧流通道道输送粉剂,进行快速化渣;脱碳双流氧枪主氧流通道保持超音速射流,副氧流通道进行流量调节,以适应各阶段供氧强度。与传统工艺相比,本发明脱磷效果稳定、脱磷率高,有利于转炉采用中高磷铁水进行冶炼,可稳定生产低磷、超低磷钢等高等级品种钢。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业中炼钢领域,特别涉及一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法。
背景技术
随着铁水预处理喷吹及搅拌法的出现,高效低成本脱硫工艺逐渐成熟。但对于如何经济有效地将高磷(初始磷含量≥0.15%)铁水中的磷脱到极低(终点磷含量≤0.01%,甚至更低),生产出高附加值的产品,是目前钢铁冶炼流程的难题。目前,转炉工序生产低磷钢(终点磷含量≤0.01%)常常采用的脱磷技术有转炉双渣法和转炉双联法。
转炉双渣法是指转炉吹炼中途倒出或扒除约1/2~2/3炉渣,然后加入渣料重新造渣。其基本工艺思想是依据脱磷的有利热力学条件,在炉渣碱度一定的情况下(R≥2.0),在吹炼前期提高渣中(FeO)的含量,在前期化好渣(约6~9min),钢水温度较低的时候摇炉倒渣,然后继续造渣吹炼。现有双渣法通常采用在单一普通转炉中加入块状石灰等脱磷剂,用普通氧枪吹炼,由于需要减小供氧量导致氧枪喷头不能实现超音速吹氧,弱化了氧流对熔池的搅拌作用,而且由于熔池温度上升很快,致使块状脱磷剂尚未完全熔化时已发生剧烈的碳氧反应,因此现有双渣法难于推广应用,并且,对停吹碳有下限限制的钢种来说,双渣法的脱磷显然能力不足。
转炉双联法是20世纪90年代在日本出现的一种转炉脱磷技术,它是将脱磷和脱碳工序分开在两座转炉中独立进行,可充分利用脱磷炉内低温、高氧势的热力学和强搅拌的动力学优势进行脱磷,脱碳炉还可以实现少渣冶炼。特别是将氧枪喷粉技术引入转炉双联脱磷工艺后,在脱磷转炉中使用低氧流量的喷粉氧枪进行吹炼,在脱碳转炉中采用普通氧枪吹炼,对于铁水初始磷含量≤0.12%,转炉终点磷含量可稳定控制在0.01%以下;但由于脱磷炉和脱碳炉配合使用,影响钢厂产能,且该工艺转兑热损失大、煤气回收量降低,国内钢企尚不愿采用。
中国发明《采用超音速氧枪喷粉脱磷的转炉炼钢方法及超音速氧枪》(公开号:CN102643946)和《处理中高磷铁水的转炉喷粉、吹气复合喷枪及使用方法》(公开号:CN104263877)等旨在解决转炉炼钢过程成渣慢和脱磷效率低的问题,但是均为单枪喷粉吹炼,从其所述的氧枪结构来看很难获得稳定的超音速射流,冶金效果无法保证。
申请号为200510011201.2的发明专利公开了一种转炉炼钢双流道集束射流氧枪冶炼工艺及喷头,其氧气导流管将氧气分为中心氧射流及外层环形氧射流,中心氧通过1~8个拉瓦尔喷头射出超音速氧流,每个拉瓦尔喷头均环绕外层环形射流且与转炉CO燃烧产生高温稀薄气体,包裹中心射流形成集束氧流。本技术氧气流量及压力可根据冶炼过程进行调整,化渣阶段中心主氧为设计供氧量的70%,环形氧为设计氧量的100%;脱碳阶段中心主氧为设计氧量的100%,环形氧为设计氧量的50%;炉渣及温度调整阶段中心主氧为设计氧量的50%,环形氧为设计氧量的50%。实际上,仿真和实践均说明:当中心主氧供氧流量开始小于超音速设计流量时,射流的马赫数迅速降低,其射流冲击和搅拌能力迅速下降,以致不降低枪位就无法使氧流穿透泡沫渣到达熔池表面。
对于转炉常规冶炼来说,目前转炉吹炼更适合于冶炼磷含量0.15%以下的铁水,对于冶炼磷含量大于0.15%甚至高达0.2%的铁水,意味着要进一步提高转炉炼钢过程的脱磷率,以满足成品钢水磷含量的要求。根据以往经验,在转炉吹炼过程中增加喷粉功能可实现中高磷铁水的冶炼。此外,向转炉喷吹煤粉可以获得热补偿,1kg煤粉可多熔化7kg废钢。但目前钢厂转炉的大多数喷粉装置,如专利申请号201210123055.2、201220155429.4、201410542384.X等所公布的技术方案,直接在现有的氧枪系统引入顶吹喷粉功能,没有对喷头和供氧系统进行合理化设计。一类方案是将粉剂混入主氧流从拉瓦尔孔喷出,随机波动的流体密度破坏了超音速气流的生成条件,无法实现稳定的超音速射流;另一类方案设计有粉剂的专有通道,但喷出的粉剂会被四周超音速氧流产生的负压区气流卷走,严重影响了粉剂的利用率,而降低枪位以便更多粉剂进入熔池又会增加冶炼过程产生的喷溅,造成粘枪甚至导致安全事故的发生,因此现有转炉喷粉技术难于达成高效脱磷的预期效果,成为转炉处理中高磷铁水工艺面临的难题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,解决转炉炼钢过程脱磷效果不稳定的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明技术方案如下:
一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪,所述处理容器为顶底复吹转炉,两支所述顶吹氧枪分别为脱磷氧枪和脱碳氧枪,所述脱磷氧枪采用小流量供氧,所述脱碳氧枪采用大流量供氧,所述脱碳氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2~5倍。
根据脱磷和脱碳的热力学条件要求脱磷需要小流量供氧,可以保证渣中高的FeO含量,有利于脱磷;脱碳采用大流量供氧,有利于提高脱碳速度,缩短冶炼周期。
进一步地,所述脱磷氧枪具有喷粉功能的双流通道,所述脱碳氧枪具有可调节供氧流量的双流通道。
进一步地,上述方法采用脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪进行喷吹,中途倒渣,所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道,包括如下步骤:
(1)处理开始前一炉次采用留渣操作,向转炉内加入稠渣剂进行液态稀渣的稠化;待炉内无稀渣后,将废钢加入转炉,废钢比控制在15%以内,之后缓慢兑入铁水;
(2)装料结束后开始脱磷期吹炼,脱磷喷粉氧枪通过其主氧流通道供氧的同时还通过副氧流通道输送粉剂,进行快速化渣;其主氧流通道保持超音速射流;
(3)脱磷期吹炼结束后倒出前期脱磷渣;
(4)倒渣结束后更换为脱碳双流氧枪进行脱碳期吹炼,其主氧流通道保持超音速射流,根据脱碳前期、中期、末期需氧量不同,通过副氧流通道调节脱碳双流氧枪的氧气流量。
(5)脱碳结束后进行取样测温,待温度及成分合格后进行出钢操作。
所述铁水中磷含量(重量百分比)小于等于0.25%,铁水中硅含量(重量百分比)小于等于0.8%,铁水温度大于等于1280℃。传统的工艺只能适应磷含量0.15%以下的铁水,本工艺能够适应磷含量0.25%以下的铁水,使用范围更广。
进一步地,所述脱磷喷粉氧枪的供氧强度为0.8~2.5Nm3/(min·t),以超音速喷入熔池,供氧时间为8~12min;粉剂以亚音速喷入熔池,其流量为0~1500kg/min;控制熔池温度在1330℃~1380℃,避免碳剧烈反应。
进一步地,所述脱碳双流氧枪的总供氧强度为2.0~4.5Nm3/(min·t),主氧流供氧强度恒定,以超音速吹入熔池,副氧流根据各个阶段不同流量逐步连续调节供氧强度,控制化渣、喷溅、返干程度,每个阶段的供氧强度都可以单独连续调节,适应工艺需求,供氧时间为8~15min。
进一步地,在脱磷期,保持脱磷喷粉氧枪枪位不变,副氧流通道的氧流或粉剂被主氧流通道射出的超音速气流环绕包裹进入炼钢熔池。
进一步地,在脱碳期,保持脱碳双流氧枪枪位不变,主氧流通道保持超音速射流,通过调节副氧流通道的氧流量,改变脱碳双流氧枪的供氧量。
进一步地,所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪结构一致,均包括喷头和中心管,所述喷头具有中心孔,所述中心管伸入喷头中心孔内,中心管外壁与喷头内壁之间沿喷射方向形成先收缩后扩张的喷射通道,且所述中心管外壁与喷头喉口处内壁之间形成环槽缝喷口,所述中心孔四周的喷头上倾斜设置有多个拉瓦尔型喷口。
采用上述结构,在转炉吹炼过程中,主氧流通过喷头上的拉瓦尔型喷口和环槽缝喷口以超音速射入转炉,副氧流及粉剂通过中心管直接射入转炉。主氧流维持在超音速射流,保持对熔池的搅拌和冲击力恒定,可在枪位恒定并维持超音速射流的情况下,通过中心管内副氧流流量的调节实现供氧量的调节,以适应工艺需求。
进一步地,还包括由内至外依次设置的主氧管、隔水管和水冷管,所述主氧管和水冷管分别与喷头焊接,所述主氧管与隔水管之间构成冷却水进水通道,所述隔水管与水冷管之间构成冷却水回水通道,所述中心管内构成副氧流通道,所述主氧管与中心管之间形成主氧流通道。主氧流经环槽缝喷口和拉瓦尔型喷口喷入转炉。
进一步地,所述中心管插入喷头中心孔,中心管外壁与喷头喉口段内壁通过棱脊定位,形成所述环槽缝喷口。
进一步地,所述中心管为直管,所述喷头中心孔沿喷射方向依次形成变径收缩段、等径喉口段和变径扩张段。
采用双路氧流通道,主氧流保证氧枪的超音速射流,副氧流保证在一定范围内连续调节供氧量。主氧流通过喷头上的拉瓦尔型喷口和环槽缝喷口以超音速恒流量射入转炉,副氧流通过的中心管穿过喷头中心直接将氧气以亚音速变流量送入转炉,副氧流还可以携带转炉炼钢用粉剂在环槽缝氧流的裹挟下送入转炉而不影响主氧流的马赫数,并且获得较高的粉剂利用率。所述中心管喷射的氧流或粉剂被环槽缝喷口射出的超音速气流环绕包裹进入炼钢熔池。
进一步地,在转炉吹炼过程中,通过调节副氧流实现供氧量的连续调节直至关闭,所述主氧流与副氧流的氧流量总和等于转炉吹炼所需的氧流量,所述主氧流与副氧流的最大流量总和等于转炉吹炼的最大设计流量。
进一步地,所述副氧流通道用作转炉炼钢用粉剂的输入通道时,输送粉剂的载气为氧气或惰性气体,所述转炉炼钢用粉剂为石灰粉、轻烧白云石粉、石灰石粉、萤石粉、铁矿石粉、锰矿石粉、除尘灰中的一种或多种。
如上所述,本发明的有益效果是:
1、根据吹炼进程可在较大范围内及时连续调节氧枪总流量,调节范围为副氧流的最小值至最大值;在调节氧枪总流量时,超音速拉瓦尔型喷口和环槽缝喷口的氧气射流流量和流速在吹炼过程中保持恒定,保持对熔池的搅拌和冲击力恒定。
2、主氧流超音速吹炼的同时,可以由中心管喷粉,提高脱磷、脱硫、脱碳等冶金效果。
3、环槽缝喷口的超音速射流环绕裹挟粉剂喷入熔池,提高粉剂利用率。副氧流在环槽缝喷口的超音速射流裹挟下射入熔池,得到集束射流注入钢液的效果。斜置拉瓦尔型喷口可以提高熔池搅拌效果。
4、副氧流通道通入CO2可以降低过高的转炉温度,防止炉渣“返干”或炉渣过度泡沫化,从而减少转炉发生喷溅。
5、脱磷效率高,可达95%以上,可用于中高磷铁水的冶炼,可用于生产终点磷含量在0.01%以下的超低磷钢。脱磷效果稳定、,有利于转炉采用中高磷铁水进行冶炼,可稳定生产低磷超低磷钢等高等级品种钢。
6、可以实现氧枪恒枪位变流量操作,而不破坏射流的超音速状态,从而提高可以提高氧气利用率,降低氧气消耗。
7、可降低转炉冶炼过程辅料消耗,从而降低过程总渣量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图;
图2为本发明氧枪结构轴线剖面示意图;
图3为本发明氧枪结构底面喷口示意图;
图4为本发明氧枪结构3D剖面示意图。
零件标号说明
1 主氧流通道
2 副氧流通道
3 拉瓦尔型喷口
4 环槽缝喷口
5 冷却水进水通道
6 冷却水回水通道
7 喷头
8 中心管
9 主氧管
10 隔水管
11 水冷管
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1所示,一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪,处理容器为顶底复吹转炉,两支所述顶吹氧枪分别为脱磷氧枪和脱碳氧枪,所述脱磷氧枪采用小流量供氧,所述脱碳氧枪采用大流量供氧,所述脱碳氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2~5倍。所述脱磷氧枪具有喷粉功能的双流通道,所述脱碳氧枪具有可调节供氧流量的双流通道。
本例中,采用单个顶底复吹转炉为处理容器,脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪先后进行喷吹,中途倒渣,脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪结构相同,均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道,具体步骤如下:
(1)处理开始前一炉次采用留渣操作,向转炉内加入稠渣剂进行液态稀渣的稠化;待炉内无稀渣后,将废钢加入转炉,废钢比控制在15%以内,之后缓慢兑入铁水;
(2)装料结束后开始脱磷期吹炼,脱磷喷粉氧枪通过其主氧流通道供氧的同时还通过副氧流通道输送粉剂,进行快速化渣;其主氧流通道保持超音速射流;
(3)脱磷期吹炼结束后倒出前期脱磷渣;
(4)倒渣结束后更换为脱碳双流氧枪进行脱碳期吹炼,其主氧流通道保持超音速射流,根据脱碳前期、中期、末期需氧量不同,通过副氧流通道调节脱碳双流氧枪的氧气流量。
(5)脱碳结束后进行取样测温,待温度及成分合格后进行出钢操作。
上述方法中,铁水中磷含量比小于等于0.25%,铁水中硅含量小于等于0.8%,铁水温度大于等于1280℃。脱磷喷粉氧枪的供氧强度为0.8~2.5Nm3/(min·t),以超音速喷入熔池,供氧时间为8~12min;粉剂以亚音速喷入熔池,其流量为0~1500kg/min;控制熔池温度在1330℃~1380℃,避免碳剧烈反应。脱碳双流氧枪的总供氧强度为2.0~4.5Nm3/(min·t),主氧流供氧强度恒定,以超音速吹入熔池,副氧流根据各个阶段不同流量逐步连续调节供氧强度,控制化渣、喷溅、返干程度,供氧时间为8~15min。
上述方法中的脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪结构如图2至图4所示,包括喷头7和中心管8,所述喷头7具有中心孔,中心管8伸入喷头7中心孔内,中心管8外壁与喷头7内壁之间沿喷射方向形成先收缩后扩张的喷射通道,且所述中心管8外壁与喷头7喉口处内壁之间形成环槽缝喷口4,所述中心孔四周的喷头7上倾斜设置有多个拉瓦尔型喷口3。还包括由内至外依次设置的主氧管9、隔水管10和水冷管11,主氧管9和水冷管11分别与喷头7焊接,主氧管9与隔水管10之间构成冷却水进水通道5,隔水管10与水冷管11之间构成冷却水回水通道6,中心管8内形成副氧流通道2,可通入氧流,中心管8与主氧管9之间构成主氧流通道1,拉瓦尔型喷口3和环槽缝喷口4为主氧流喷射通道。在转炉吹炼过程中,主氧流通过拉瓦尔型喷口3和环槽缝喷口4以恒定超音速射入转炉,副氧流通过中心管8以亚音速可变流量射入转炉。
其中中心管8外壁与喷头7喉口段内壁通过棱脊定位,形成所述环槽缝喷口4,本例中的定位棱脊由设置在中心孔内壁的弧形突起形成,相邻突起和中心管8外壁构成环槽缝结构,其他实施例中,定位棱脊可以设在中心管8外壁上。
本例中,中心管8为直管,所述喷头7中心孔沿喷射方向依次形成直径逐渐减小的变径收缩段、等径喉口段和直径逐渐增大的变径扩张段。其他实施例中中心管8外壁也可以为变径结构等。
本发明在脱磷期间,环槽缝喷口4的超音速射流环绕裹挟中心管8喷出的粉剂射入熔池,避免粉剂被圆孔拉瓦尔型喷口3超音速氧流产生的负压区气流卷吸,保证粉剂利用率。在转炉吹炼过程中,主氧流的流量和压力始终保证拉瓦尔型喷口3及环槽缝喷口4产生超音速射流,副氧流则根据冶炼工艺过程的需要在一定范围内连续调节供氧量直至关闭。中心管8作为副氧流的通道同时用作粉剂输入通道,输送粉剂为石灰粉、轻烧白云石粉、石灰石粉、萤石粉、铁矿石粉、锰矿石粉、除尘灰等转炉冶炼工艺所需的各种粉剂中的一种或多种。
脱碳期间,主氧流为超音速射流,在转炉吹炼过程中其流量和压力始终保证转炉氧枪枪头的拉瓦尔型喷口3与环槽缝喷口4产生超音速射流,其中副氧流为亚音速射流,根据冶炼工艺过程的需要保证在一定范围内连续调节供氧量直至关闭;主氧流等于转炉吹炼的最小设计流量,副氧流等于调节流量,主氧流与副氧流的最大流量总和等于转炉吹炼的最大设计流量。
实施例1
本实施例中,以中高磷铁水和轻薄废钢为原料,铁水的主要成分为:C 4.2%、Si0.42%、Mn 0.38%、P 0.146%、S 0.008%。铁水温度为1327℃。废钢比为7.1%。将废钢和铁水依次加入顶底复吹转炉。按终渣碱度2.0配加渣料。之后下脱磷喷粉氧枪进行冶炼操作,氧枪供氧强度2.0Nm3/(min·t),吹氧时间8min,供氧的同时喷吹石灰粉剂,粉剂喷吹速度为300kg/min。平均底吹强度0.1Nm3/(min·t)。脱磷期冶炼结束后取样分析,半钢[P]含量0.027%,半钢[C]含量3.08%,半钢温度1380℃。倒渣结束后下脱碳双流氧枪进行脱碳操作,根据炉况实时调整脱碳期副氧流的流量,实现恒枪位操作;脱碳期平均供氧强度3.2Nm3/(min·t),吹氧时间9min。底部供气按常规冶炼模式进行。脱碳期出钢温度1638℃,钢水[P]含量0.005%。中高磷铁水经过上述两阶段的脱磷,脱磷率达到96.6%。
实施例2
本实施例中,以中高磷铁水和轻薄废钢为原料,铁水的主要成分为:C 4.2%、Si0.30%、Mn 0.33%、P 0.131%、S 0.005%。铁水温度为1329℃。废钢比为6.2%。将废钢和铁水依次加入顶底复吹转炉。按终渣碱度2.2配加渣料。之后下脱磷氧枪进行冶炼操作,氧枪供氧强度2.2Nm3/(min·t),吹氧时间8.5min,供氧的同时喷吹石灰粉剂,粉剂喷吹速度为600kg/min。平均底吹强度0.1Nm3/(min·t)。脱磷期冶炼结束后取样分析,半钢[P]含量0.023%,半钢[C]含量2.98%,半钢温度1400℃。倒渣结束后下脱碳双流氧枪进行脱碳操作,根据炉况实时调整脱碳期副氧流的流量,实现恒枪位操作;脱碳期平均供氧强度3.2Nm3/(min·t),吹氧时间8.5min。底部供气按常规冶炼模式进行。脱碳期出钢温度1621℃,钢水[P]含量0.006%。中高磷铁水经过上述两阶段的脱磷,脱磷率达到95.4%。
实施例3
本实施例中,以中高磷铁水和轻薄废钢为原料,铁水的主要成分为:C 4.2%、Si0.64%、Mn 0.20%、P 0.18%、S 0.006%。铁水温度为1337℃。废钢比为10.7%。将废钢和铁水依次加入顶底复吹转炉。按终渣碱度2.5配加渣料。之后下脱磷氧枪进行冶炼操作,氧枪供氧强度2.2Nm3/(min·t),吹氧时间9.2min,供氧的同时喷吹石灰粉剂,粉剂喷吹速度为800kg/min。平均底吹强度0.1Nm3/(min·t)。脱磷期冶炼结束后取样分析,半钢[P]含量0.028%,半钢[C]含量3.2%,半钢温度1370℃。倒渣结束后下脱碳双流氧枪进行脱碳操作,根据炉况实时调整脱碳期副氧流的流量,实现恒枪位操作;脱碳期平均供氧强度3.2Nm3/(min·t),吹氧时间10min。底部供气按常规冶炼模式进行。脱碳期出钢温度1613℃,钢水[P]含量0.007%。中高磷铁水经过上述两阶段的脱磷,脱磷率达到96.1%。
本发明取得了如下效果:
1)吹炼过程中可在枪位保持不变的情况下,实现总氧流量的调节,根据可吹炼进程在较大范围内连续调节氧枪总流量,调节范围为副氧流的最小值至最大值。同时不破坏射流的超音速状态,从而提高可以提高氧气利用率,降低氧气消耗。
2)在调节氧枪总流量时,拉瓦尔型喷口3和环槽缝喷口4的氧气射流流量和流速保持恒定,在吹炼过程中保持对熔池的搅拌和冲击力恒定。斜置拉瓦尔型喷口3可以提高熔池搅拌效果。
3)副氧流在环槽缝喷口4的超音速射流裹挟下射入熔池,得到集束射流注入钢液的效果。
4)主氧流超音速吹炼的同时,可以由中心管8喷粉,提高脱磷、脱硫、脱碳等冶金效果。
5)环槽缝喷口4的超音速射流裹挟粉剂喷入熔池,避免了卷吸效应,提高粉剂利用率。
6)副氧流通道2通入CO2可以降低过高的转炉温度,防止炉渣“返干”或炉渣过度泡沫化,从而减少转炉发生喷溅。
7)延伸的超音速射流提高了工作枪位,降低了冷却水耗量,延长了顶枪喷头寿命。
8)脱磷效率高,可达95%以上,可用于中高磷铁水的冶炼,可用于生产终点磷含量在0.01%以下的超低磷钢;可降低转炉冶炼过程辅料消耗,从而降低过程总渣量。
任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪,其特征在于:所述处理容器为顶底复吹转炉,两支所述顶吹氧枪为脱磷氧枪和脱碳氧枪,所述脱碳氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2~5倍;采用脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪进行喷吹,中途倒渣,所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道,包括如下步骤:
(1)处理开始前一炉次采用留渣操作,向转炉内加入稠渣剂进行液态稀渣的稠化;待炉内无稀渣后,将废钢加入转炉,废钢比控制在15%以内,之后缓慢兑入铁水;
(2)装料结束后开始脱磷期吹炼,脱磷喷粉氧枪通过其主氧流通道供氧的同时还通过副氧流通道输送粉剂,进行快速化渣;其主氧流通道保持超音速射流;
(3)脱磷期吹炼结束后倒出前期脱磷渣;
(4)倒渣结束后更换为脱碳双流氧枪进行脱碳期吹炼,其主氧流通道保持超音速射流,根据脱碳前期、中期、末期需氧量不同,通过副氧流通道调节脱碳双流氧枪的氧气流量;
(5)脱碳结束后进行取样测温,待温度及成分合格后进行出钢操作。
2.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:所述铁水中磷含量小于等于0.25%,铁水中硅含量小于等于0.8%,铁水温度大于等于1280℃。
3.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:所述脱磷喷粉氧枪的供氧强度为0.8~2.5Nm3/(min·t),以超音速喷入熔池,供氧时间为8~12min;粉剂以亚音速喷入熔池,其流量为0~1500kg/min;控制熔池温度在1330℃~1380℃,避免碳剧烈反应。
4.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:所述脱碳双流氧枪的总供氧强度为2.0~4.5Nm3/(min·t),主氧流供氧强度恒定,以超音速吹入熔池,副氧流根据各个阶段不同流量逐步连续调节供氧强度,控制化渣、喷溅、返干程度,供氧时间为8~15min。
5.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:在脱磷期,保持脱磷喷粉氧枪枪位不变,副氧流通道的氧流或粉剂被主氧流通道射出的超音速气流环绕包裹进入炼钢熔池。
6.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:在脱碳期,保持脱碳双流氧枪枪位不变,主氧流通道保持超音速射流,通过调节副氧流通道的氧流量,改变脱碳双流氧枪的供氧量。
7.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪结构一致,均包括喷头、中心管、主氧管、隔水管和水冷管,所述喷头具有中心孔,所述中心孔四周的喷头上倾斜设置有多个拉瓦尔型喷口,所述中心管伸入所述喷头中心孔内,中心管外壁与喷头内壁之间沿喷射方向形成先收缩后扩张的喷射通道,且所述中心管外壁与喷头喉口处内壁之间形成环槽缝喷口,所述中心管内构成副氧流通道,所述主氧管与中心管之间形成主氧流通道。
8.根据权利要求7所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法,其特征在于:所述中心管插入喷头中心孔,中心管外壁与喷头喉口段内壁通过棱脊定位,形成所述环槽缝喷口。
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