CN114717375B - 一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，主要改进了造渣制度，使用石灰石代替部分石灰进行造渣，控制石灰的加入量为22‑32 kg/t钢，且石灰石的加入量为8‑15 kg/t钢，由于石灰石分解成石灰是吸热反应，吸收了大量的热量，且对装入制度、供氧制度、温度制度以及终点控制进行了适应性改进，优化了转炉炼钢的工艺步骤与工艺参数，从而保证了冶炼初期升温速度平稳，防止了碳氧反应期提前到来，保证了充分足够的转炉脱磷期时间，保证了脱磷率，成功地实现了在留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水，避免了冶炼初期升温速度过快进而缩短转炉脱磷期降低脱磷率的问题。
Description
技术领域
本发明涉及转炉炼钢技术领域，尤其是涉及一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法。
背景技术
目前，转炉炼钢采用了转炉留渣工艺，转炉留渣工艺是将上炉终渣的一部分留给下炉使用，转炉留渣具有热量大、含TFe高、能使下炉初期迅速成渣的特点，转炉留渣具有降低造渣料消耗、提高脱磷率、降低钢铁料消耗、减少炉衬侵蚀、提高炉龄等优点。目前，转炉炼钢所使用的铁水温度较高，入炉平均铁水温度为1378℃，最高铁水温度在1450℃，较高的铁水温度有利于快速成渣，有利于降低铁水消耗。目前，转炉炼钢采用干法除尘工艺，为防止吹炼过程中69交叉发生泄爆，开吹后采用半氧模式，即开吹氧压控制在0.45MPa-0.6MPa，90s内逐步将氧压调整到正常氧压，当半氧期结束后开始加入第一批造渣料。转炉脱磷反应是放热反应，脱磷的基本条件为：高(FeO)、高（CaO）、高碱度、大渣量、较低温度、良好搅拌的动力学条件。
留渣操作工艺留下的炉渣温度高，加上入炉铁水温度较高，虽然有利于快速成渣，但也存在不足之处：
1）留渣温度高加上入炉铁水温度较高，且半氧期不能加造渣料，导致初期熔池升温速度较快，碳氧反应期提前到来，缩短了转炉脱磷反应期时间，降低了脱磷率；
经计算，转炉脱磷反应和脱碳反应的转变温度为1470℃，当熔池温度＜1470℃时以脱磷反应为主，当熔池温度＞1470℃时碳氧反应速度加快，抑制了脱磷反应的进行；
2）导致冶炼过程中升温速率波动大，冶炼过程不好控制，容易出现返干或喷溅；
3）为了抑制炼钢过程中喷溅，冶炼过程中加入更多量的石灰。
发明内容
本发明的目的是提供一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，造渣制度的改进：
以石灰石代替部分石灰，控制石灰的加入量为22-32 kg/t钢，且石灰石的加入量为8-15 kg/t钢；
半氧期过后，氧压升至正常时开始加入第一批造渣料，加入石灰总量的1/2-2/3、石灰石总量的2/3、全部的粒钢，第一批造渣料在2.5分钟之内加入完毕，加料过程要连续、均匀；
进入冶炼中期后，采用多批次小批量的方式，加入剩余造渣料，每批次加入300-500kg造渣料，在8min内加完；
冶炼中期升温快出现喷溅迹象时，提枪缓解碳氧反应，同时分批次加入500-700kg的石灰石。
优选的，装入制度的改进：
入炉铁水的成分：4.15%-4.85%的C，0.30%-0.60%的Si，0.35%-0.50%的Mn，0.095%-0.120%的P，0.012%-0.040%的S，余量为Fe元素以及不可避免的杂质；
入炉铁水的温度为1350℃-1450℃；
装入量控制方面，铁水控制在110-120t，废钢控制在40-50t，总装入量控制在155-160t，控制炉容比不低于0.9，废钢比不低于25%；
留渣量控制：每炉留渣2-3t。
优选的，供氧制度的改进，按照时间的先后顺序依次为：
3.1) 设定半氧模式的氧压为0.45-0.60MPa，风机处于高速状态；
3.2）氧枪下降至2m-3m区域，开氮气10-20s；
3.3）氧枪下降至2.0m位置开氧气，降枪至1.5m观察点火情况；
3.4）如果下枪没有点着火，等待10-20s 观察是否有起火迹象，若20s后仍没有起火迹象，下降氧枪300-500mm 等待3-5s ，再提升300-500mm 观察起火迹象，若仍没有起火迹象继续重复串枪动作；
3.5）30s内点不着火，必须立即提枪，前后摇炉后再下枪点火，再次下枪吹炼前先向炉内吹正常溅渣压力的氮气，保证氧气浓度降至15%以内，2000-2500mm低枪位后再切换至氧气点火开吹；
3.6）再次点火30s内仍不着火，提枪观察枪头无漏水，向前摇炉倒出少量炉渣再次下枪点火，点火过程中一旦点着立即提升氧枪500-800mm；
3.7）点火成功后，开吹氧气压力在0.40-0.50MPa，开吹90s内氧气压力逐步升高，90s后自动调至开度75%，恢复手动调节氧气压力；
3.8) 加完第一批造渣料后，当CO浓度＞10%后，提枪200mm-300mm化渣，降低氧压至0.8MPa-0.85MPa；
3.9) 初期渣化好后，当观察炉口火焰收缩打晃并甩出渣片后，逐步降枪至距液面1.2m-1.4m；
3.10) 吹炼过程中参考CO浓度变化、音频化渣曲线以及炉口火焰变化调整枪位，当 CO浓度持续上升、音频化渣曲线向下走、炉口火焰变硬时及时提枪100-300mm或降低氧压至0.8MPa，反之降枪100-300mm或升高氧压至0.85-0.88MPa，吹炼过程中最低枪位距液面＞1.2m-1.3m；
3.11）吹炼过程中枪位距液面1.2-1.5m时，当出现返干情况时，提枪至收火缩短返干时间，收火后及时降枪至距液面1.3-1.5m防止出现喷溅；
3.12) 出现喷溅时，提高枪位200-400m，降压至0.75-0.80MPa，缓解熔池反应，并同时分批加入500-700kg石灰石或白云石；
3.13）终点前1.5-2min提枪至距液面2.0-2.5m，化渣不透炉次提枪至收火并将活动烟罩提至上限位，停留20-50s 确保炉渣化透；
3.14）化透后分4阶段降至拉碳枪位：第一阶段降枪400mm停留20s，第二阶段降枪200mm停留10s，第三阶段降枪150mm停留10s，第四阶段降枪100mm停留10-20s，终点拉碳枪位距液面1.0m；
3.15）终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa。
优选的，终点控制的改进：
终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa，终点钢水温度控制在1610℃-1660℃，终点C含量控制在0.07%-0.13%，终点P控制在≤0.037%。
优选的，造渣制度中，冶炼中期内，选择在炉内渣况良好时加入造渣料，在炉口火焰打晃、CO浓度平稳或有下降趋势、音频化渣曲线处于红区内偏向上时加入造渣料。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
1).本申请，主要改进了造渣制度，使用石灰石代替部分石灰进行造渣，控制石灰的加入量为22-32 kg/t钢，且石灰石的加入量为8-15 kg/t钢，由于石灰石分解成石灰是吸热反应，吸收了大量的热量，且对装入制度、供氧制度、温度制度以及终点控制进行了适应性改进，优化了转炉炼钢的工艺步骤与工艺参数，从而保证了冶炼初期升温速度平稳，防止了碳氧反应期提前到来，保证了充分足够的转炉脱磷期时间，保证了脱磷率，成功地实现了在留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水，避免了冶炼初期升温速度过快进而缩短转炉脱磷期降低脱磷率的问题。
2).本申请中，石灰石在转炉内分解，产生的CO2气体对熔池起到一定的搅拌作用，加快了造渣料熔化。
3).本申请中，使用石灰石替代部分石灰进行造渣，能够降低石灰消耗5-10Kg/吨钢，降低了生产成本。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，造渣制度的改进：
以石灰石代替部分石灰，控制石灰的加入量为22-32 kg/t钢，且石灰石的加入量为8-15 kg/t钢；
半氧期过后，氧压升至正常时开始加入第一批造渣料，加入石灰总量的1/2-2/3、石灰石总量的2/3、全部的粒钢，第一批造渣料在2.5分钟之内加入完毕，加料过程要连续、均匀；
进入冶炼中期后，根据过程温度情况和化渣情况，采用多批次小批量的方式，加入剩余造渣料，每批次加入300-500kg造渣料，在8min内加完；
冶炼中期升温快出现喷溅迹象时，提枪缓解碳氧反应，同时分批次加入500-700kg的石灰石。
在本申请的一个实施例中，装入制度的改进：
入炉铁水的成分：4.15%-4.85%的C，0.30%-0.60%的Si，0.35%-0.50%的Mn，0.095%-0.120%的P，0.012%-0.040%的S，余量为Fe元素以及不可避免的杂质；
入炉铁水的温度为1350℃-1450℃；
装入量控制方面，铁水控制在110-120t，废钢控制在40-50t，总装入量控制在155-160t，控制炉容比不低于0.9，废钢比不低于25%；
留渣量控制：每炉留渣2-3t。
在本申请的一个实施例中，供氧制度的改进，按照时间的先后顺序依次为：
3.1) 设定半氧模式的氧压为0.45-0.60MPa，风机处于高速状态；
3.2）氧枪下降至3m-2m区域，开氮气10-20s；
3.3）氧枪下降至2.0m位置开氧气，降枪至1.5m观察点火情况；
3.4）如果下枪没有点着火，等待10-20s 观察是否有起火迹象，若20s后仍没有起火迹象，下降氧枪300-500mm 等待3-5s ，再提升300-500mm 观察起火迹象，若仍没有起火迹象继续重复串枪动作；
3.5）30s内点不着火，必须立即提枪，前后摇炉后再下枪点火，再次下枪吹炼前先向炉内吹正常溅渣压力的氮气，保证氧气浓度降至15%以内，2000-2500mm低枪位后再切换至氧气点火开吹；
3.6）再次点火30s内仍不着火，提枪观察枪头无漏水，向前摇炉倒出少量炉渣再次下枪点火，点火过程中一旦点着立即提升氧枪500-800mm；
3.7）点火成功后，开吹氧气压力在0.40-0.50MPa，开吹90s内氧气压力逐步升高，90s后自动调至开度75%，恢复手动调节氧气压力；
3.8) 加完第一批造渣料后，当CO浓度＞10%后，提枪200mm-300mm化渣，降低氧压至0.8MPa-0.85MPa；
3.9) 初期渣化好后，当观察炉口火焰收缩打晃并甩出渣片后，逐步降枪至距液面1.2m-1.4m；
3.10) 吹炼过程中参考CO浓度变化、音频化渣曲线以及炉口火焰变化调整枪位，当 CO浓度持续上升、音频化渣曲线向下走、炉口火焰变硬时及时提枪100-300mm或降低氧压至0.8MPa，反之降枪100-300mm或升高氧压至0.85-0.88MPa，吹炼过程中最低枪位距液面＞1.2m-1.3m；
3.11）吹炼过程中枪位距液面1.2-1.5m时，当出现返干情况时，提枪至收火缩短返干时间，收火后及时降枪至距液面1.3-1.5m防止出现喷溅；
3.12) 出现喷溅时，提高枪位200-400m，降压至0.75-0.80MPa，缓解熔池反应，并同时分批加入500-700kg石灰石或白云石；
3.13）终点前1.5-2min提枪至距液面2.0-2.5m，化渣不透炉次提枪至收火并将活动烟罩提至上限位，停留20-50s 确保炉渣化透；
3.14）化透后分4阶段降至拉碳枪位：第一阶段降枪400mm停留20s，第二阶段降枪200mm停留10s，第三阶段降枪150mm停留10s，第四阶段降枪100mm停留10-20s，终点拉碳枪位距液面1.0m；
3.15）终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa。
在本申请的一个实施例中，终点控制的改进：
终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa，终点钢水温度控制在1610℃-1660℃，终点C含量控制在0.07%-0.13%，终点P控制在≤0.037%。
在本申请的一个实施例中，造渣制度中，冶炼中期内，选择在炉内渣况良好时加入造渣料，在炉口火焰打晃、CO浓度平稳或有下降趋势、音频化渣曲线处于红区内偏向上时加入造渣料。
本申请中，温度制度的改进：针对铁水温度高，留渣操作的实际情况，第一批造渣料加入全部粒钢、石灰石总量的2/3，防止熔池升温速度过快碳氧反应提前进行。
本申请中，上述干法除尘是指转炉一次烟气的干法除尘；转炉一次烟气是指转炉吹氧吹炼过程里直接从烟道出来的烟气，污染比较严重，转炉一次烟气中含有大量煤气，具有高温、有毒、易燃易爆、含尘量高等特点；转炉二次烟气是转炉吹氧期从烟罩口溢出的烟气以及在兑钢、出钢等活动中所产生的烟气；目前，转炉一次烟气的除尘方法主要有干法除尘(LT)、OG湿法除尘以及半干法除尘。
本申请中的含量(%)均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
实施例1提供了一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，包括以下步骤：
1) 装入制度：
铁水温度1413℃，铁水成分C 4.68%，Si 0.41%，Mn 0.46%，P 0.101%，S 0.018%。装入量铁水116.13t，废钢41.70t，总装入量157.83t；
该炉次有上一炉留下的炉渣约2t；
2) 造渣制度：
3.1）半氧期结束后，加入石灰2005kg，石灰石1306kg，全部的粒钢，轻烧白云石2195kg；
3.2）进入冶炼中期后，分四次加入石灰1106kg，共计加入石灰3111kg，折合21.16kg/t钢；
3.3）吹炼至6分钟，分两次加入石灰石440kg，该炉次一共加入石灰石1746kg，折合11.88kg/t钢；
3) 供氧制度：
3.1）所使用的氧枪喷头为五孔拉瓦尔喷头，喉口直径40.8mm；
3.2）氧枪下降至2m-3m区域，开氮气15s；
3.3）氧枪下降至2.0m位置开氧气，降枪至1.5m观察点火情况，点火正常，逐步降枪到1.2m；
3.4）点火成功后，开吹90s内氧气压力逐步升高到0.92MPa；
3.5) 加完第一批造渣料后，当CO浓度为13%后，提枪200mm化渣，降低氧压至0.82MPa；
3.6) 初期渣化好后，当观察炉口火焰收缩打晃并甩出渣片后，降枪至距液面1.3m；
3.7) 过程参考CO浓度变化及音频化渣曲线结合炉口火焰变化灵活调整枪位，过程枪位距液面控制在1.3-1.5m，冶炼过程至8分钟时提枪至1.7m约15s预防返干，冶炼过程无喷溅；
3.8）终点压枪时间21s ，氧压0.95MPa；
4) 温度制度：冶炼过程中升温正常，无喷溅、无返干；
5) 终点控制：终点成分 C 0.067%，Mn 0.209%，P 0.0287%，S 0.0179%，拉碳温度1621℃。
实施例2
实施例2提供了一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，包括以下步骤：
1) 装入制度：
铁水温度1447℃，铁水成分C 4.58%，Si 0.41%，Mn 0.77%，P 0.106%，S 0.025%。装入量铁水114.58t，废钢41.65t，总装入量156.23t；
该炉次有上一炉留下的炉渣约2t；
2）造渣制度：
2.1）半氧期结束后，加入石灰2315kg，石灰石1213kg，全部的粒钢，轻烧白云石2075kg；
2.2）进入冶炼中期后，分四次加入石灰1144kg，共计加入石灰3459kg，折合23.37kg/t钢；
2.3）吹炼至6.5分钟，分两次加入石灰石597kg，该炉次一共加入石灰石1810kg，折合12.23kg/t钢；
3) 供氧制度：
3.1）所使用的氧枪喷头为五孔拉瓦尔喷头，喉口直径40.8mm；
3.2）氧枪下降至2m-3m区域，开氮气18s；
3.3）氧枪下降至2.0m位置开氧气，降枪至1.5m观察点火情况，点火正常，逐步降枪到1.3m；
3.4）点火成功后，开吹90s内氧气压力逐步升高到0.91MPa；
3.5) 加完第一批造渣料后，当CO浓度为12%后，提枪200mm化渣，降低氧压至0.84MPa；
3.6) 初期渣化好后，当观察炉口火焰收缩打晃并甩出渣片后，降枪至距液面1.3m；
3.7) 过程参考CO浓度变化及音频化渣曲线结合炉口火焰变化灵活调整枪位，过程枪位距液面控制在1.3-1.5m，冶炼过程无返干、无喷溅；
4) 温度制度：该炉次过程升温正常，无返干，无喷溅；
5) 终点控制：终点成分 C 0.089%，Mn 0.279%，P 0.0306%，S 0.0227%，拉碳温度1639℃。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，其特征在于，造渣制度的改进：
以石灰石代替部分石灰，控制石灰的加入量为22-32 kg/t钢，且石灰石的加入量为8-15 kg/t钢；
半氧期过后，氧压升至正常时开始加入第一批造渣料，加入石灰总量的1/2-2/3、石灰石总量的2/3、全部的粒钢，第一批造渣料在2.5分钟之内加入完毕，加料过程要连续、均匀；
进入冶炼中期后，采用多批次小批量的方式，加入剩余造渣料，每批次加入300-500kg造渣料，在8min内加完；
冶炼中期升温快出现喷溅迹象时，提枪缓解碳氧反应，同时分批次加入500-700kg的石灰石；
装入制度的改进：
入炉铁水的成分：4.15%-4.85%的C，0.30%-0.60%的Si，0.35%-0.50%的Mn，0.095%-0.120%的P，0.012%-0.040%的S，余量为Fe元素以及不可避免的杂质；
入炉铁水的温度为1350℃-1450℃；
装入量控制方面，铁水控制在110-120t，废钢控制在40-50t，总装入量控制在155-160t，控制炉容比不低于0.9，废钢比不低于25%；
留渣量控制：每炉留渣2-3t；
供氧制度的改进，按照时间的先后顺序依次为：
3.1) 设定半氧模式的氧压为0.45-0.60MPa，风机处于高速状态；
3.2）氧枪下降至2m-3m区域，开氮气10-20s；
3.3）氧枪下降至2.0m位置开氧气，降枪至1.5m观察点火情况；
3.4）如果下枪没有点着火，等待10-20s 观察是否有起火迹象，若20s后仍没有起火迹象，下降氧枪300-500mm 等待3-5s ，再提升300-500mm 观察起火迹象，若仍没有起火迹象继续重复串枪动作；
3.5）30s内点不着火，必须立即提枪，前后摇炉后再下枪点火，再次下枪吹炼前先向炉内吹正常溅渣压力的氮气，保证氧气浓度降至15%以内，2000-2500mm低枪位后再切换至氧气点火开吹；
3.6）再次点火30s内仍不着火，提枪观察枪头无漏水，向前摇炉倒出少量炉渣再次下枪点火，点火过程中一旦点着立即提升氧枪500-800mm；
3.7）点火成功后，开吹氧气压力在0.40-0.50MPa，开吹90s内氧气压力逐步升高，90s后自动调至开度75%，恢复手动调节氧气压力；
3.8) 加完第一批造渣料后，当CO浓度＞10%后，提枪200mm-300mm化渣，降低氧压至0.8MPa-0.85MPa；
3.9) 初期渣化好后，当观察炉口火焰收缩打晃并甩出渣片后，逐步降枪至距液面1.2m-1.4m；
3.10) 吹炼过程中参考CO浓度变化、音频化渣曲线以及炉口火焰变化调整枪位，当 CO浓度持续上升、音频化渣曲线向下走、炉口火焰变硬时及时提枪100-300mm或降低氧压至0.8MPa，反之降枪100-300mm或升高氧压至0.85-0.88MPa，吹炼过程中最低枪位距液面大于1.2m且小于等于1.3m；
3.11）吹炼过程中枪位距液面1.2-1.5m时，当出现返干情况时，提枪至收火缩短返干时间，收火后及时降枪至距液面1.3-1.5m防止出现喷溅；
3.12) 出现喷溅时，提高枪位200-400m，降压至0.75-0.80MPa，缓解熔池反应，并同时分批加入500-700kg石灰石；
3.13）终点前1.5-2min提枪至距液面2.0-2.5m，化渣不透炉次提枪至收火并将活动烟罩提至上限位，停留20-50s 确保炉渣化透；
3.14）化透后分4阶段降至拉碳枪位：第一阶段降枪400mm停留20s，第二阶段降枪200mm停留10s，第三阶段降枪150mm停留10s，第四阶段降枪100mm停留10-20s，终点拉碳枪位距液面1.0m；
3.15）终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa；
终点控制的改进：
终点压枪时间大于15s ，氧压0.9-1.0MPa，终点钢水温度控制在1610℃-1660℃，终点C含量控制在0.07%-0.13%，终点P控制在≤0.037%。
2.根据权利要求1所述的一种留渣且干法除尘条件下转炉冶炼高温铁水的方法，其特征在于，造渣制度中，冶炼中期内，选择在炉内渣况良好时加入造渣料，在炉口火焰打晃、CO浓度平稳或有下降趋势、音频化渣曲线处于红区内偏向上时加入造渣料。
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