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CN107299182A - 一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法 - Google Patents

一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，所述方法包括入炉原料控制、吹炼控制及半钢出钢控制；所述入炉原料控制，采用高位料仓加入硅质、碳质补热增碳剂。在转炉熔池顶部加入硅质和碳质原料并吹入氧气实现废钢升温和增碳，实现转炉利用废钢冶炼半钢。冶炼过程连续加入废钢并定期排放部分半钢实现连续冶炼。本发明解决了通过熔池上部加入碳质材料时，碳在熔池熔解速度及效率问题，转炉无需主体设备改造即可实现100%利用废钢连续冶炼半钢。转炉利用废钢冶炼半钢进而双联炼钢的工艺较好的解决了转炉使用碳质材料升温造成的钢水增氮、增氢问题，本发明方法在炼钢生产中有较高推广应用价值。

Description

一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域,具体涉及一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法。
背景技术
随着经济社会发展，废钢的产生量将不断增加，其做为一种可循环利用材料，如何进行有效利用成为摆在冶金工作者面前的难题。采用转炉系统熔化废钢，常用的技术有二次燃烧，废钢预热熔池底部喷煤粉等技术。该类技术废钢使用比例及冶炼周期受到较大限制，使用煤粉等补热材料造成的钢水增氮、增氢问题难以解决。采用底喷煤粉工艺，设备投资大，维护复杂，炉龄受到较大影响。
本发明涉及在装有一部分铁水或半钢的转炉中连续加入废钢冶炼半钢的方法。熔池顶部加入硅质和碳质原料并吹入氧气实现废钢升温和增碳。冶炼过程连续加入废钢并定期排放部分半钢实现连续冶炼。利用另一座转炉将半钢冶炼成为合格钢水进而实现转炉100%使用废钢炼钢。
本发明实现转炉利用废钢冶炼半钢，由于半钢碳含量＞3.0%，在后续半钢冶炼过程中消除了钢水增氮、增氢问题。采用硅质原料+碳质原料配合使用，及合理的加料方式，成功的解决了废钢快速熔化及顶部加碳质材料的增碳效率问题，实现高效稳定的半钢冶炼。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，所述方法包括入炉原料控制、吹炼控制及半钢出钢控制；所述入炉原料控制，采用高位料仓加入硅质、碳质补热增碳剂。
本发明所述入炉原料控制，先由高位料仓加入硅质、碳质补热增碳剂，转炉倾斜使用料槽加入废钢，摇炉至吹炼位置开始吹氧。此方法可大幅度提高碳质材料在熔池的熔解增碳，确保半钢碳含量＞3.0%。
本发明所述入炉原料控制，硅质、碳质补热增碳剂使用比例为1:0.8-1:1.5；所述硅质补热剂主要化学成分为Si：55-95%；所述碳质补热增碳剂主要化学成分为C≥80%。
本发明所述入炉原料控制，初始及冶炼过程中，熔池内铁水或半钢总量占转炉炉容的30-90%，之后用料斗连续加入废钢，每次废钢加入量不大于转炉公称容量的30%。废钢种类限定使用破碎料废钢及轻质压块型废钢。
本发明所述硅质补热剂主要化学成分为Si：75%；所述碳质补热增碳剂主要化学成分为C：85%。
本发明所述吹炼控制，炉渣碱度R≤2.0。主要使用石灰造渣，形成50-100kg/t的渣量以实现转炉造渣要求。由于使用大量硅质材料碱度难以提高，熔池温度低对炉衬影响小，造渣仅保证渣量即可。
本发明所述吹炼控制，底吹强度0.05-0.40Nm3/t·min，通过底吹促进废钢熔化，底吹气体优选氮气。
本发明所述吹炼控制，顶吹氧气实现升温及熔池搅拌，较佳的顶吹氧气强度为3.2-3.8Nm3/t·min。
本发明所述半钢出钢控制，停吹时半钢:C：3.0-3.5%、温度1300-1500℃。每次熔化废钢时间为3-10min。
本发明所述半钢出钢结束后熔池内剩余半钢不小于转炉公称容量的30%，之后不断补加废钢，重复上述操作，实现连续冶炼。
本发明所述废钢技术指标参考GB 4223-2004 废钢铁中的相关内容。
本发明所述半钢出钢结束后，熔池内剩余半钢大于转炉公称容量的30%，之后不断补加废钢，重复上述操作，实现连续冶炼。
本发明上述技术方案，配合另一座转炉常规冶炼，可实现转炉系统100%使用废钢炼钢。“另一座转炉常规冶炼”的具体工艺为本领域常规技术方案，可参考如下工艺（不限于本工艺）：将半钢及一定比例的废钢再次装入转炉，废钢比例为炉容的0%-15%。使用石灰及白云石等渣料造渣，吹氧气脱碳升温。为了达到合理的目标碱度和温度要求，可适当加入含硅物料配碱度，使用硅铁补热。达到终点目标碳、温度等目标要求时停止吹氧，出钢。能够实现的转炉终点如下：
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明一种在转炉中连续使用废钢冶炼半钢的方法，配合另一座转炉常规冶炼，可实现转炉系统100%使用废钢炼钢。2、本发明普通顶底复吹炼钢转炉主体设备无需进行改造，采用硅质原料+碳质原料配合使用，及合理的加料方式，成功的解决了废钢快速熔化及顶部加碳质材料的增碳效率问题，实现高效稳定的半钢冶炼。3、本发明实现转炉利用废钢冶炼半钢，由于半钢碳含量＞3.0%，在后续半钢冶炼过程中消除了钢水增氮、增氢问题。4、本发明具有高度灵活性和可变性的特征，同时先进的计算机控制系统的应用，使此发明具有较高可靠性及可重复性。5、本发明的转炉冶炼半钢法得以在适宜的装备条件下极为有利的和高效的生产半钢，同时有利于在普通钢厂中大量对废钢进行工业化回收处理。6、本发明方法在炼钢生产中有较高推广应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
化废钢工艺：（由于采用的是废钢增碳技术，增碳量和吹损持平，即装入废钢量和半钢出钢量相当）
100t转炉冶炼，入炉铁水：C：4.22%，Si：0.80%，P：0.129%，铁水温度1226℃。使用硅质补热剂Si：95%；使用碳质补热增碳剂C：80%。
铁水重量90t，连续加入废钢。第一次加废钢10吨，硅质补热剂660kg，使用碳质补热增碳剂990kg；出半钢70吨，炉内剩余半钢30吨；第二次加废钢10吨，硅质补热剂663kg，使用碳质补热增碳剂991kg；第三次加废钢10吨，硅质补热剂663kg，使用碳质补热增碳剂991kg；第四次加废钢30吨，硅质补热剂1989kg，使用碳质补热增碳剂2973kg；出半钢40吨，炉内剩余半钢40吨，继续加废钢连续冶炼。
主吹过程参数：炉渣碱度2.0，顶吹氧气强度3.8Nm3/t·min，底吹氮气供气强度0.08Nm3/t·min；每次熔化废钢时间为3-6min。
半钢出钢结束后熔池内剩余半钢大于转炉公称容量的30%，之后不断补加废钢，重复上述操作，实现连续冶炼。
铁包内半钢出钢量110t，C：3.5%，温度1500℃。
半钢冶炼工艺：
100t转炉冶炼，半钢全部入炉，加入15吨废钢。使用石灰及硅石造渣，吹氧脱碳升温。终点情况如下：
实施例2
化废钢工艺：（由于采用的是废钢增碳技术，增碳量和吹损持平，即装入废钢量和半钢出钢量相当）
100t转炉冶炼，入炉铁水：C：4.22%，Si：0.80%，P：0.129%，铁水温度1226℃。使用硅质补热剂Si：55%；使用碳质补热增碳剂C：90%。
铁水重量30t，连续加入废钢。第一次加废钢10吨，硅质补热剂1140kg，使用碳质补热增碳剂912kg；第二次加废钢10吨，硅质补热剂1140kg，使用碳质补热增碳剂912kg；第三次加废钢10吨，硅质补热剂1140kg，使用碳质补热增碳剂912kg；第四次加废钢30吨，硅质补热剂3420kg，使用碳质补热增碳剂2736kg；出半钢50吨，炉内剩余半钢40吨；第五次加废钢30吨，硅质补热剂3420kg，使用碳质补热增碳剂2736kg；第六次加废钢30吨，硅质补热剂3420kg，使用碳质补热增碳剂2736kg；出半钢60吨，炉内剩余半钢40吨，继续加废钢连续冶炼。
主吹过程参数：炉渣碱度1.0，顶吹氧气强度3.2Nm3/t·min，底吹氮气供气强度0.4Nm3/t·min；每次熔化废钢时间为4-10min。
铁包内半钢出钢量110t，C：3.0%，温度1300℃。
半钢冶炼工艺：
100t转炉冶炼，半钢全部入炉，不使用废钢。使用石灰及硅铁造渣，吹氧脱碳升温。终点情况如下：
实施例3
化废钢工艺：（由于采用的是废钢增碳技术，增碳量和吹损持平，即装入废钢量和半钢出钢量相当）
100t转炉冶炼，入炉铁水：C：4.36%，Si：0.55%，P：0.112%，铁水温度1277℃。使用硅质补热剂Si：75%；使用碳质补热增碳剂C：85%。
铁水重量50t，连续加入废钢。第一次加废钢10吨，硅质补热剂1200kg，使用碳质补热增碳剂1200kg；第二次加废钢10吨，硅质补热剂1200kg，使用碳质补热增碳剂1200kg；第三次加废钢10吨，硅质补热剂1200kg，使用碳质补热增碳剂1200kg；第四次加废钢30吨，硅质补热剂3600kg，使用碳质补热增碳剂3600kg；出半钢50吨，炉内剩余半钢40吨；第五次加废钢30吨，硅质补热剂3600kg，使用碳质补热增碳剂3600kg，出半钢60吨，炉内剩余半钢30吨，继续加废钢连续冶炼。
主吹过程参数：炉渣碱度1.5，顶吹氧气强度3.5Nm3/t·min，底吹氮气供气强度0.05Nm3/t·min；每次熔化废钢时间为5-10min。
铁包内半钢出钢量110t，C：3.27%，温度1420℃。
半钢冶炼工艺：
100t转炉冶炼，半钢全部入炉，加入10吨废钢。使用石灰及硅石造渣，吹氧脱碳升温。终点情况如下：
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述方法包括入炉原料控制、吹炼控制及半钢出钢控制；所述入炉原料控制，采用高位料仓加入硅质、碳质补热增碳剂。
2.根据权利要求1所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述入炉原料控制，先由高位料仓加入硅质、碳质补热增碳剂，转炉倾斜使用料槽加入废钢，摇炉至吹炼位置开始吹氧。
3.根据权利要求1所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述入炉原料控制，硅质、碳质补热增碳剂使用比例为1:0.8-1:1.5；所述硅质补热剂主要化学成分为Si：55-95%；所述碳质补热增碳剂主要化学成分为C≥80%。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述入炉原料控制，初始及冶炼过程中，熔池内铁水或半钢总量占转炉炉容的30-90%，之后用料斗连续加入废钢，每次废钢加入量不大于转炉公称容量的30%。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述硅质补热剂主要化学成分为Si：75%；所述碳质补热增碳剂主要化学成分为C：85%。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述吹炼控制，炉渣碱度R≤2.0。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述吹炼控制，底吹强度0.05-0.40Nm3/t·min，通过底吹促进废钢熔化，底吹气体优选氮气。
8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述吹炼控制，顶吹氧气实现升温及熔池搅拌，顶吹氧气强度为3.2-3.8Nm3/t·min。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述半钢出钢控制，停吹时半钢:C：3.0-3.5%、温度1300-1500℃，所述半钢出钢控制，每次熔化废钢时间为3-10min。
10.根据权利要求1-3任意一项所述的一种转炉利用废钢冶炼半钢的方法，其特征在于，所述半钢出钢结束后熔池内剩余半钢不小于转炉公称容量的30%，之后不断补加废钢，重复上述操作，实现连续冶炼。
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