專利名稱：小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，具體地說(shuō)是一種小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法。
背景技術(shù)：
用純氧從轉(zhuǎn)爐頂部吹煉鐵水成鋼的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，自20世紀(jì)50年代初投入工業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，在世界范圍內(nèi)得到迅速推廣，并逐步取代空氣轉(zhuǎn)爐法和平爐煉鋼法，成為現(xiàn)代煉 鋼的主要方法之一。轉(zhuǎn)爐煉鋼法同其他煉鋼法的主要區(qū)別是不外加熱源，僅靠吹入熔池的 氧氣與鐵水中各種元素氧化所產(chǎn)生的熱量，完成脫碳和去除雜質(zhì)的任務(wù)，加熱熔池中的液 態(tài)金屬(從鐵到鋼)，使鋼水達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和溫度(不小于1600°C )。轉(zhuǎn)爐煉鋼法一般是在上爐鋼出完后，堵出鋼口、倒凈爐渣、加廢鋼、兌鐵水，降槍供 氧，開始新一爐鋼的吹煉。在供氧開吹的同時(shí)，加入第一批造渣材料，加入量相當(dāng)于全爐造 渣材料的三分之二 ；開吹3-5分鐘后，第一批造渣材料化好，再加入第二批造渣材料。如果 爐內(nèi)化渣不好，還需加入第三批螢石造渣材料。開吹時(shí)，氧槍一般采用高槍位，為的是早化 渣，多去磷，保護(hù)爐襯。在吹煉過(guò)程中適當(dāng)改變槍位，達(dá)到快速脫碳與脫硫，熔池升溫均勻。 吹煉末期要降槍，以使熔池中的鋼水成分和溫度均勻，穩(wěn)定火焰，便于判斷終點(diǎn)，同時(shí)還可 降低渣中鐵含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。當(dāng)吹煉到所煉鋼種要求的終點(diǎn)成分范圍時(shí)， 即停吹，倒?fàn)t取樣，測(cè)定鋼水溫度，取樣快速分析碳、硫和磷的含量，當(dāng)溫度和成分符合要求 時(shí)就出鋼。當(dāng)鋼水流出達(dá)總量的1/4時(shí)，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合金，進(jìn)行脫氧合金化， 由此一爐鋼冶煉完畢。但是轉(zhuǎn)爐煉鋼法存在的缺點(diǎn)就是石灰消耗量大，一般每噸鋼消耗達(dá)45_75Kg。而世 界上目前只有日本人使用的轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)法”實(shí)現(xiàn)了小渣量煉鋼。轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)法”就是使用兩 座轉(zhuǎn)爐冶煉，一座用于對(duì)鐵水進(jìn)行“三脫(脫硫、磷、硅)”操作，另一座對(duì)“三脫”后的鐵水 進(jìn)行小渣量煉鋼。這種轉(zhuǎn)爐“雙聯(lián)法”的煉鋼工藝，其石灰耗用量可下降到20Kg/T，但這種 工藝的設(shè)備用量大，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，以降低轉(zhuǎn)爐煉鋼的石灰耗用 量，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，按以下步驟進(jìn)行a、上爐出鋼后在轉(zhuǎn)爐中保留至少80%以上的爐渣；b、傾下轉(zhuǎn)爐爐口，加廢鋼，兌鐵水，然后搖正爐體；C、降槍供氧，開始吹煉；d、待硅錳氧化反應(yīng)結(jié)束、爐口有小塊渣片拋出時(shí)起槍倒渣，倒渣量為爐內(nèi)總渣量 的 60-80% ；e、按普通吹煉所加渣料總量的48-54%，向爐內(nèi)加入造渣材料，進(jìn)行造渣并繼續(xù)吹 煉；
f、當(dāng)吹煉達(dá)到所煉鋼種要求的終點(diǎn)成分范圍時(shí)，停止供氧，倒?fàn)t取樣并測(cè)溫，再利 用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的成分含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規(guī)定要求，就倒?fàn)t出鋼；如果不符合要求，就補(bǔ)吹到 規(guī)定要求后出鋼；h、在倒?fàn)t出鋼過(guò)程中，當(dāng)鋼水流出達(dá)總量的1/4時(shí)，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合 金，進(jìn)行脫氧合金化，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐中保留80-100%的爐渣量，準(zhǔn)備下一爐鋼的吹煉。
本發(fā)明小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法的最大特點(diǎn)，一是留渣操作，二是前期倒渣。所謂“留渣操作”就是將上爐出鋼后的爐渣留在轉(zhuǎn)爐中與下爐鐵水一起吹煉，開吹 后不加造渣材料供氧。所謂“前期倒渣”就是在加料造渣之前將轉(zhuǎn)爐中的爐渣倒出。通過(guò)分析可知，冶煉后期的爐渣是具有高堿度、高氧化鐵和高溫度的“三高”爐渣， 而傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼由于渣量大，為便于出鋼，在冶煉后期都是將爐渣全部倒出之后再出鋼，所 倒出的爐渣也不再加以利用。這樣既造成很大的資源和能源浪費(fèi)，而且又造成較大的環(huán)境 污染。而本發(fā)明的“留渣操作”，一是可將上爐終渣中所含有的大量CaO留下，由此既降低了 下爐鋼的石灰加入量，又相應(yīng)減少了出渣量；二是可使下爐鋼的冶煉提前形成高溫初期渣， 容易形成流動(dòng)性良好的爐渣，利于硫、磷元素的去除；三是可縮短吹煉進(jìn)程，提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明留渣操作的經(jīng)濟(jì)效益，以50T轉(zhuǎn)爐為例，分析如下1、回收渣中鐵留渣量按2000Kg計(jì)算，渣中TFe 15%，其中FeO 10%, Fe2O3 5%, 可回收鐵2000X10% X56(56+16)+2000X5% X 112+(112+48) = 225. 56Kg ；2、回收渣中鋼珠渣中鋼珠為渣量的5-8%，按5%計(jì)，回收鐵2000X5%= IOOKg ； 影響鋼鐵料消耗合計(jì)(225. 56+100) +50 = 6. 51Kg/T ；3、減少石灰用量渣量一般為石灰用量的兩倍，留渣2000Kg，可減少石灰用量 lOOOKg，石灰消耗量降低1000+ 50 = 20Kg/T4、減少鐵水消耗石灰的冷卻效果與廢鋼基本相同，少加IOOOKg石灰就可多加 IOOOKg廢鋼，由此提高了每爐吹煉的鋼產(chǎn)量。因此，綜合經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。本發(fā)明在加料造渣之前進(jìn)行的“前期倒渣”操作，所倒出的是吹煉利用后的爐渣， 是一種“渣滓”，其二氧化硅含量高，呈酸性，腐蝕爐襯，并增加石灰的消耗，這與吹煉后期所 產(chǎn)生的爐渣的性質(zhì)是完全不同的，而且前期爐渣的溫度比后期爐渣的溫度要低約200°C，因 此本發(fā)明的“前期倒渣”是轉(zhuǎn)爐煉鋼倒渣的一個(gè)最佳時(shí)機(jī)。本發(fā)明“前期倒渣”的意義1、降低鋼中的磷元素含量。轉(zhuǎn)爐煉鋼去磷的化學(xué)反應(yīng)式為4Ca0+2P+5Fe0 — 4CaO · P205+5Fe ；其中，平衡常數(shù)為lgKp = 51875/T-33. 16 (此反應(yīng)為放熱反應(yīng))。由上述反應(yīng)式可以看出，上爐終渣的高堿度、高氧化鐵和低溫度正是下爐鋼去磷 可加以利用的一個(gè)理想條件。因此，“前期倒渣”是降低鋼中磷含量的一個(gè)有效方法。2、降低渣中P2O5和SiO2的含量。由于轉(zhuǎn)爐的爐襯為堿性，如果采用前期倒渣，就 可降低爐渣中的酸性物質(zhì)P2O5和SiO2，這樣就消除了前期爐渣中的酸性物質(zhì)P2O5和SiOji 爐襯的侵蝕，起到了保護(hù)爐襯的作用，相應(yīng)提高了轉(zhuǎn)爐爐齡。而爐襯的正常使用和轉(zhuǎn)爐爐齡的相應(yīng)提高，都可對(duì)應(yīng)于連續(xù)生產(chǎn)化的鋼產(chǎn)量的提高，因而可獲得經(jīng)濟(jì)效益的相應(yīng)提高。 3、“前期倒渣”是實(shí)現(xiàn)小渣量煉鋼的關(guān)鍵。采用前期倒渣，就可將爐渣中的SiO2 — 同去除，這樣，在保持后期渣堿度不變的情況下，若倒渣量為40 %，石灰加入量就可相應(yīng)減 少40%。因此，“前期倒渣”是實(shí)現(xiàn)小渣量煉鋼的關(guān)鍵。但是，“前期倒渣”又不同于“雙渣法”煉鋼。因?yàn)榍捌诘乖窃诹粼那闆r下實(shí)施 的，對(duì)鐵水無(wú)條件要求，而且只造一次渣，工藝步驟少。而“雙渣法”則是在鐵水中的硅、硫、 磷含量較高時(shí)方予實(shí)施，并且前后要造兩次渣，工藝步驟多。本發(fā)明小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法的石灰用量計(jì)算以50T轉(zhuǎn)爐為例，目前的石灰用量 是每爐2. 3T，單耗46Kg/T，留渣2000Kg，可減少石灰用量lOOOKg，石灰加入量可降到26Kg/ Τ。由此可見，轉(zhuǎn)爐倒渣時(shí)間由傳統(tǒng)的冶煉后期改為前期是本發(fā)明對(duì)煉鋼工藝的一個(gè) 有益創(chuàng)新。而且，實(shí)行“留渣操作”和“前期倒渣”，可有效降低石灰消耗量，并且，由于冶煉 過(guò)程中渣量的減少，轉(zhuǎn)爐冶煉后期拉碳時(shí)可做到不倒渣或少倒渣出鋼，冶煉后期爐渣留在 爐內(nèi)，濺渣護(hù)爐后還可留作下爐吹煉時(shí)使用，可謂一舉兩得。本發(fā)明有益效果分析以50Τ轉(zhuǎn)爐為例，目前石灰用量46Kg/T，渣量一般為石灰用量的兩倍，渣量為 92Kg/T。實(shí)行本發(fā)明小渣量煉鋼，則石灰用量可降到26Kg/T以下，渣量減少20Kg/T。其他 效果還包括1、提高轉(zhuǎn)爐爐齡?！扒捌诘乖睂⒑兴嵝缘腜2O5和SiO2爐渣倒掉，保護(hù)了爐襯， 提高了轉(zhuǎn)爐爐齡。2、減少石灰用量。石灰消耗由46Kg/T降到26Kg/T，石灰消耗量降低20Kg/T。3、渣量減少，降低鋼鐵料的消耗。(1)渣中的鐵的減少渣量減少20Kg/T，則鋼鐵料的消耗可降低20X10% X56+(56+16)+20X5% X 112+(112+48) = 2. 26Kg/T ；(2)渣量減少，渣中的鋼珠的減少渣中鋼珠5-8%，按5%計(jì)，則鋼鐵料的消耗下 降20X5%= 1. OOKg/Τ ；再加上留渣操作鋼鐵料消耗下降的6. 51Kg/T，則鋼鐵料的消耗下降總計(jì)2. 26+1. 0+6. 51 = 9. 77Kg/T ；4、成本下降。按石灰價(jià)格450元/噸、鋼鐵料價(jià)格3780元/噸計(jì)，則成本下降450X20/1000+3780X9. 77/1000 = 45. 93 元 / 噸。本發(fā)明通過(guò)改變傳統(tǒng)煉鋼造渣工藝，在不增加設(shè)備、不增加原料成本和不增加操 作難度的情況下，實(shí)現(xiàn)了石灰用量和生產(chǎn)成本的降低。其優(yōu)點(diǎn)是石灰消耗降低20Kg/T，鋼 鐵料消耗降低9. 77Kg/T，生產(chǎn)成本降低45. 93元/噸，供氧強(qiáng)度大，熱效率高，爐齡提高，原 材料消耗低，終點(diǎn)易于控制。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法的操作流程是留渣一加廢鋼、兌鐵水一開吹后不加渣料供氧(硅錳氧化結(jié)束)一前期倒渣一加造渣材料為原來(lái)的50% —拉碳取樣測(cè)溫一不倒或少倒渣一出鋼。具體是按以下步驟進(jìn)行a、在上爐出鋼后不倒渣，即在轉(zhuǎn)爐中保留100%的爐渣。b、傾下轉(zhuǎn)爐爐口，按常規(guī)方式加廢鋼、兌鐵水，然后搖正轉(zhuǎn)爐爐體。C、將氧槍從轉(zhuǎn)爐的頂部下降，開始吹氧冶煉。氧槍的槍位設(shè)置一般是在開吹時(shí)采用高位，以早化渣，多去磷，保護(hù)爐襯。在吹煉過(guò)程中槍位適當(dāng)降低，達(dá)到快速脫碳和脫硫， 且熔池升溫均勻。吹煉末期要降槍，以使熔池中的鋼水成分和溫度均勻，穩(wěn)定火焰，有利于 判斷終點(diǎn)，同時(shí)還可降低渣中鐵含量，減少鐵損，達(dá)到濺渣的要求。d、待硅錳氧化結(jié)束、碳焰上來(lái)、爐口有小塊渣片拋出時(shí)，起槍倒渣，倒渣量為爐內(nèi) 總渣量的65%。e、按普通吹煉所加造渣材料總量的50%，向爐內(nèi)加入造渣材料，進(jìn)行造渣并繼續(xù) 吹煉。f、當(dāng)吹煉達(dá)到所煉鋼種要求的終點(diǎn)成分范圍時(shí)，停止供氧，倒?fàn)t取樣并測(cè)溫，在利 用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規(guī)定要求，就倒?fàn)t出鋼；如果不符合要求，就補(bǔ)吹到 規(guī)定要求后出鋼；h、在倒?fàn)t出鋼過(guò)程中，當(dāng)鋼水流出達(dá)總量的1/4時(shí)，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合 金，進(jìn)行脫氧合金化，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐中保留全部爐渣，準(zhǔn)備下一爐鋼的吹煉。
權(quán)利要求
一種小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行a、上爐出鋼后在轉(zhuǎn)爐中保留至少80％以上的爐渣；b、傾下轉(zhuǎn)爐爐口，加廢鋼，兌鐵水，然后搖正爐體；c、降槍供氧，開始吹煉；d、待硅錳氧化反應(yīng)結(jié)束、爐口有小塊渣片拋出時(shí)起槍倒渣，倒渣量為爐內(nèi)總渣量的60-80％；e、按普通吹煉所加渣料總量的48-54％，向爐內(nèi)加入造渣材料，進(jìn)行造渣并繼續(xù)吹煉；f、當(dāng)吹煉達(dá)到所煉鋼種要求的終點(diǎn)成分范圍時(shí)，停止供氧，倒?fàn)t取樣并測(cè)溫，再利用快速成分分析儀分析所取鋼水樣中的碳、硫和磷元素的成分含量；g、如果鋼水的成分和溫度符合規(guī)定要求，就倒?fàn)t出鋼；如果不符合要求，就補(bǔ)吹到規(guī)定要求后出鋼；h、在倒?fàn)t出鋼過(guò)程中，當(dāng)鋼水流出達(dá)總量的1/4時(shí)，向鋼包中加入脫氧劑與鐵合金，進(jìn)行脫氧合金化，同時(shí)在轉(zhuǎn)爐中保留80-100％的爐渣量，準(zhǔn)備下一爐鋼的吹煉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小渣量轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，該方法是按以下步驟進(jìn)行a、上爐出鋼后保留80％以上的爐渣；b、傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體；c、降槍供氧，開始吹煉；d、待硅錳氧化結(jié)束時(shí)起槍倒渣；e、按普通渣料加入總量的48-54％，加料造渣并繼續(xù)吹煉；f、當(dāng)吹煉達(dá)到終點(diǎn)成分范圍時(shí)，停止供氧，倒?fàn)t取樣并測(cè)溫，快速分析碳、硫和磷含量；g、當(dāng)成分和溫度符合規(guī)定要求時(shí)，倒?fàn)t出鋼；h、出鋼時(shí)進(jìn)行脫氧合金化處理，同時(shí)保留80-100％的爐渣量，準(zhǔn)備下一爐鋼的吹煉。本發(fā)明通過(guò)改變傳統(tǒng)煉鋼造渣工藝，在不增加設(shè)備、不增加原料成本和不增加操作難度的情況下，實(shí)現(xiàn)了石灰用量和生產(chǎn)成本的降低。
文檔編號(hào)C21C5/30GK101864508SQ20101021532
公開日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者吳立國(guó), 張覺(jué)靈, 張青剛, 楊海西 申請(qǐng)人:張覺(jué)靈;楊海西