CN114657314B - 一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，包括如下步骤：(1)分别选择颗粒状石灰石A、石灰石B，石灰石A的粒径大于石灰石B的粒径；(2)转炉上一炉溅渣完毕后，倒净炉内残渣；(3)向炉内加入废钢，然后再加入石灰石A，前后摇炉，然后兑入铁水，开吹打火；(4)吹炼中期，分批次加入石灰石B和铁矿石的组合物；(5)吹炼后期，在副枪测量完毕到吹炼终点时间内加入石灰石B。本发明通过实施细分石灰石粒度、采用不留渣操作、优化石灰石加料方式工艺的改进，提高了石灰石的造渣效果和脱硫效率，进而实现了将石灰石造渣工艺应用于极低硫钢开发和生产。

Description

一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法。

背景技术

为了降低生产成本，目前很多炼钢厂都开发应用了石灰石炼钢工艺，有效地降低了石灰消耗，带来了较好的经济效益。相较于石灰，石灰石的活性度较低且含硫量偏高，如果替代全部石灰，实际冶炼时存在化渣和脱硫困难现象。为了既降低成本又使炉渣具备良好的脱硫效果，一般是采用石灰石替代部分石灰。但是用石灰石炼钢毕竟存在如上所述的弊端，即使是部分替代，如果使用不当，也易造成炉渣化渣不良，恶化造渣效果，影响炉渣脱硫及吸附夹杂的能力。据统计，使用石灰石炼钢，终点钢水平均硫含量较全石灰炼钢时高0.005％左右，不仅影响了转炉钢水质量，还带来了因钢水硫含量超标而导致的改判率增加，造成了质量损失，并且对低硫钢的生产也带来了较大挑战。因此，在采用石灰石替代部分石灰进行炼钢时，研究如何提高石灰石利用效率和造渣效果，提高其脱硫能力，进而促进石灰石在极低硫钢生产上的应用是很有必要的。CN201811322103.4主张在供氧量达到50％之前投完，因加入过于集中，在实际操作时易导致前期溢渣，降低了石灰石利用效率；CN200910082071.x和201710842712.1是用石灰石代替全部石灰，在实际操作中存在化渣困难，很难推广；CN 102766723A主要涉及石灰石造渣的枪位控制；在采用石灰石炼钢时，未见通过优化加料方式提高石灰石脱硫效果工艺的公开。

发明内容

针对现有技术存在的石灰石化渣不良、脱硫效率低等问题，本发明提供一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，通过实施细分石灰石粒度、采用不留渣操作、优化石灰石加料方式工艺的改进，提高了石灰石的造渣效果和脱硫效率，进而实现了将石灰石造渣工艺应用于极低硫钢开发和生产。

本发明提供一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，包括如下步骤：

(1)分别选择颗粒状石灰石A、石灰石B，石灰石A的粒径大于石灰石B的粒径；

(2)转炉上一炉溅渣完毕后，转炉上一炉溅渣完毕后，倒净炉内残渣；

(3)向炉内加入废钢，然后再加入石灰石A，前后摇炉，然后兑入铁水，开吹打火；本发明是先向炉内加入废钢，然后再加入大颗粒石灰石A，可避免加入的石灰石被砸成粉末状，降低石灰石的利用效率。加入石灰石后进行前后摇炉操作，既延长了利用转炉炉膛余热对石灰石实现预焙烧的时间，又使石灰石在炉内均匀散布，实现对其均匀焙烧。然后兑入铁水，在兑铁过程中利用铁水物理热对石灰石进一步焙烧，以达到增加石灰石活性度、促进其快速溶化、提高前期炉渣的冶金功效的目的；

(4)吹炼中期是指供氧量为20％～85％时期，实际吹炼时一般是指转炉来渣后到进行第一次副枪测量时。此时开吹前、后所加的渣料已完全溶化，炉内温度也达到了脱硫的热力学要求，因此该时期是脱硫的最佳阶段。为了增加渣量和提高炉渣碱度，以达到较好的脱硫效果，需要补加一定量的造渣料，但是因该时期碳氧反应剧烈，渣中(FeO)被大量消耗，炉渣容易出现“返干”，如果此时再加入石灰或石灰石等造渣料，将使炉渣溶点升高，加剧炉渣的“返干”程度，使炉渣变得更加黏稠，降低了冶金效果。为了使此时期渣中有合适的(FeO)含量，以确保补加的石灰石能够快速溶解，尽可能发挥其冶金功效，采用“小颗粒石灰石+铁矿石”组合的加入方式，在加入小颗粒石灰石的同时配加一定量的铁矿石；

(5)吹炼后期，在副枪测量完毕到吹炼终点时间内加入石灰石B，因该时期金属熔液中碳含量较低，碳氧反应减弱，渣中(FeO)消耗较慢，导致炉渣的氧化性增加，不利于脱硫反应的进行。此时，加入适量石灰石不仅起到稀释(FeO)的作用，而且增加了炉渣碱度，促进了炉渣进一步脱硫。因该时期持续时间较短，如果石灰石的加入量太多或粒度太大，可能在吹炼结束前来不及完全溶化，降低了其利用效率。

进一步的，石灰石A的粒径为30～40mm，石灰石B的粒径为3～10mm。

进一步的，步骤(3)中，石灰石A的加入量为7～15Kg/吨钢，铁水硅含量低时取下限，硅含量高时取上限。

进一步的，步骤(3)中，摇炉角度为前后±(50～60)°，摇炉次数为2～3次。

进一步的，步骤(4)中，供氧量为20％～85％时，石灰石B和铁矿石的组合物分2～4批加入，石灰石B每批次的加入量为3～5Kg/吨钢，铁矿石每批次的加入量为2～6Kg/吨钢。

进一步的，步骤(5)中，副枪测量完毕到吹炼终点时间为1.5～2.5min。

进一步的，石灰石B的加入量为4～6Kg/吨钢。

进一步的，转炉终点钢水硫含量≤0.005％，成品硫含量≤0.003％。

本发明的有益效果在于，本发明通过在转炉炼钢过程中优化加料方式提高石灰石造渣效果，使石灰石完全能够溶化，提高了石灰石的造渣效果，解决了在转炉炼钢中石灰石化渣不良、脱硫效率不高的问题，成功应用于成品硫含量要求不超过0.003％的极低硫钢的开发和生产，降低了极低硫钢的冶炼成本，成本降低约3.3～3.4元/吨钢。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明所采用的转炉公称容量为210吨，总装入量为240吨，出钢量约224吨，所述低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，包括如下步骤：

(1)分别选择颗粒状石灰石A、石灰石B，石灰石A的粒径为30～40mm，石灰石B的粒径为3～10mm；

(2)转炉上一炉溅渣完毕后，倒净炉内残渣；

(3)向炉内加入废钢，废钢重量为35吨，然后再加入石灰石A 3.1吨，前后摇炉3次，摇炉角度为+50°～-55°，然后兑入铁水，铁水条件见表1，开吹打火；

表1实施例1入炉铁水条件

(4)吹炼中期，在吹氧量达到26％、50％和78％时分批次配加石灰石B和铁矿石组合物，其加入量分别为(石灰石B+铁矿石)：770Kg+650Kg、820Kg+910Kg和720Kg+750Kg；

(5)吹炼后期，副枪测量，副枪1温度1602℃，副枪1碳含量0.54％，副枪测量完毕到吹炼终点时间为2.0min，在副枪测量完毕到吹炼终点时间内加入石灰石B 1060Kg，转炉终点钢水温度和成分控制情况如表2所示。转炉终点钢水硫含量≤0.005％，所得成品硫含量≤0.003％。

表2实施例1转炉终点钢水条件

实际生产中，根据如下公式计算石灰理论用量，理论石灰加入量＝(铁水重量×铁水硅含量×2.14×炉渣碱度×1000)/石灰有效CaO含量。转炉在生产极低硫钢时，炉渣碱度一般不低于3.3；石灰有效CaO含量为87％。

若本实施例全部采用石灰加料时，石灰理论用量＝(205×0.65％×2.14×3.3×1000)/87％＝10816Kg，本炉石灰石累计加入量为6470Kg，替代部分石灰，石灰实际加入量为7720Kg，在加入石灰石作用下，石灰较正常工艺减少了3096Kg。石灰石单价为0.11元/Kg，石灰单价为0.49元/Kg，该炉降低总成本＝石灰单价×石灰消耗减少量-石灰石单价×石灰石加入量＝0.49×3096-0.11×6470＝805.3元，折合吨钢降本为3.36元/吨钢。

实施例2

本发明所采用的转炉公称容量为120吨，总装入量为142吨，出钢量约133吨，所述低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，包括如下步骤：

(1)分别选择颗粒状石灰石A、石灰石B，石灰石A的粒径为30～40mm，石灰石B的粒径为3～10mm；

(2)转炉上一炉溅渣完毕后，倒净炉内残渣；

(3)向炉内加入废钢，废钢重量17吨，然后再加入石灰石A 1000Kg，前后摇炉2次，摇炉角度为+55°～60°，然后兑入铁水，铁水条件见表3，开吹打火；

表3实施例2入炉铁水条件

(4)吹炼中期，在吹氧量达到24％、46％、63％和80％时分批次配加石灰石B和铁矿石组合物，其加入量分别为(石灰石B+铁矿石)：480Kg+400Kg、465Kg+540Kg、420Kg+475Kg和400Kg+360Kg；

(5)吹炼后期，副枪测量，副枪1温度1599℃，副枪1碳含量0.62％，副枪测量完毕到吹炼终点时间为2.2min，在副枪测量完毕到吹炼终点时间内加入石灰石B 630Kg，转炉终点钢水温度和成分控制情况如表4所示。转炉终点钢水硫含量≤0.005％，所得成品硫含量≤0.003％。

表4实施例2转炉终点钢水条件

若本实施例全部采用石灰加料时，石灰理论用量＝(125×0.35％×2.14×3.3×1000)/87％＝3551Kg。本炉石灰石累计加入量为3395Kg，替代部分石灰，石灰实际加入量为1891Kg，在加入石灰石作用下，石灰较正常工艺减少了1660Kg。石灰石单价为0.11元/Kg，石灰单价为0.49元/Kg，该炉降低总成本＝石灰单价×石灰消耗减少量-石灰石单价×石灰石加入量＝0.49×1660-0.11×3395＝439.95元，折合吨钢降低成本为3.31元/吨钢。

本发明通过在转炉炼钢过程中优化加料方式提高石灰石造渣效果，使石灰石完全能够溶化，提高了石灰石的造渣效果，解决了在转炉炼钢中石灰石化渣不良、脱硫效率不高的问题，成功应用于成品硫含量要求不超过0.003％的极低硫钢的开发和生产。

尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）分别选择颗粒状石灰石A、石灰石B，石灰石A的粒径大于石灰石B的粒径；

（2）转炉上一炉溅渣完毕后，倒净炉内残渣；

（3）向炉内加入废钢，然后再加入石灰石A，前后摇炉，兑入铁水，开吹打火；

（4）吹炼中期，分批次加入石灰石B和铁矿石的组合物；

（5）吹炼后期，在副枪测量完毕到吹炼终点时间内加入石灰石B；

石灰石A的粒径为30～40mm，石灰石B的粒径为3～10mm；

转炉终点钢水硫含量≤0.005%，成品硫含量≤0.003%；

步骤（3）中，石灰石A的加入量为7～15kg/吨钢，铁水硅含量低时取下限，硅含量高时取上限；

步骤（4）中，供氧量为20%～85%时，石灰石B和铁矿石的组合物分2~4批加入，石灰石B每批次的加入量为3～5kg/吨钢，铁矿石每批次的加入量为2～6kg/吨钢；

步骤（5）中，石灰石B的加入量为4～6kg/吨钢。

2.如权利要求1所述的低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，其特征在于，步骤（3）中，摇炉角度为前后（50~60）°，摇炉次数为2～3次。

3.如权利要求1所述的低成本冶炼极低硫钢的转炉加料方法，其特征在于，步骤（5）中，副枪测量完毕到吹炼终点时间为1.5~2.5min。