一种转炉低磷钢的冶炼工艺的制作方法

    专利2022-07-08  111

    本申请涉及炼钢技术领域,特别是涉及一种利用转炉烟气数据冶炼低磷钢的冶炼工艺。



    背景技术:

    转炉是长流程钢铁生产的核心,担负着为整个冶炼过程提供温度和成分合格钢水的任务。对于传统大中型转炉来说,主要采用副枪来获取冶炼过程温度和成分信息,但是在85%左右的冶炼时间转炉内反应情况是不明的,导致转炉脱磷效果不稳定,转炉终点存在过吹现象,造成产品质量下降,生产成本增加。近年来随着技术的进步,烟气分析技术在转炉冶炼上得到越来越广泛的应用,通过分析转炉烟气中co和co2等成分的变化来定量分析转炉内的反应情况,预报喷溅和返干等。例如专利cn105755199a公开一种转炉冶炼高硅铁水的防喷溅控制方法,在该方法中依据转炉冶过程中烟气中co含量的变化情况,确定倒渣时机,从而防止转炉高硅铁水冶炼时可能出现的喷溅问题。专利cn103388042a公开一种转炉吹炼一氧化碳枪位操作方法,该方法依据冶炼过程一氧化碳的波动情况,结合火焰变化调整枪位,从而改善转炉冶炼过程中的返干和喷溅情况。

    然而除了依据转炉冶炼过程烟气数据优化操作改善喷溅返干外,很少有研究关注烟气数据在优化冶炼操作,改善转炉脱磷效果方面的作用。本发明依据转炉冶炼过程脱硅、脱磷和脱碳等化学反应,以及温度变化与烟气成分之间变化关系,优化冶炼过程氧枪枪位、底吹模式和加料制度,改善转炉冶炼前期的化渣效果,控制前期熔池的升温速度,同时防止高速脱碳期熔渣的返干,从而提高转炉单渣冶炼过程的脱磷效果。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于提供一种转炉低磷钢的冶炼工艺,以克服现有技术中的不足。

    为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种转炉低磷钢的冶炼工艺,根据实时监测的转炉烟气数据,由依次进行的转炉放渣阶段控制步骤、转炉正常冶炼阶段控制步骤构成,包括:

    s1转炉装入脱硫铁水为主的物料;

    s2转炉开始吹练作业时,氧枪开吹枪位控制在钢液上方2000~1900mm,氧枪流量为28000~29000m3/h,向转炉中投入2000~2500kg石灰,400~500kg氧化铁球,并观察转炉烟气中co含量的变化趋势;

    s3转炉冶炼过程中,当转炉烟气中co含量低于10%时,则随后每间隔1min均匀加入300~400kg氧化铁球和200~300kg石灰,直至烟气中co含量开始逐渐增加;当转炉烟气中co含量增加后,氧枪枪位控制在钢液上方1800~1700mm处,并向转炉中加入800~1000kg轻烧白云石;当转炉烟气中co含量增加到30%~35%,向转炉中后加入300~500kg石灰;当烟气中co含量升至45%~50%后,向转炉中加入300~500kg石灰,并控制炉渣碱度为3.2左右;

    s4转炉正常吹炼作业至终点,转炉烟气含量下降至50%,并逐渐下降时,氧枪枪位控制在钢液上方1500~1450mm,钢水温度在1630~1645℃,钢水成分:c≥0.08%、p≤0.008%,提枪停吹。

    优选的,当冶炼结束后,将炉渣留在转炉内进行固渣固磷,采用高低枪位进行溅渣,溅渣后将炉中全部或部分炉渣留在炉内用于下一炉次的冶炼。

    优选的,转炉开始吹练作业时,氩气底吹强度为0.08~0.1m3/t﹒min。

    优选的,当转炉烟气中co含量达到45%~50%后,氩气底吹强度为0.05~0.06m3/t﹒min。

    优选的,当转炉烟气中co含量下降到40%以下后,氩气底吹强度控制在0.08~0.1m3/t﹒min。

    本发明依据转炉冶炼过程脱硅、脱磷和脱碳等化学反应,以及温度变化与烟气成分之间关系,优化冶炼过程氧枪枪位、加料制度和底吹模式,改善转炉冶炼前期的化渣效果,控制前期熔池的升温速度,同时防止高速脱碳期熔渣的返干,从而提高转炉单渣冶炼过程的脱磷效果;

    具体实施方式

    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详细的描述,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。

    实施例1

    s1:采用120t顶底复吹转炉,上炉出钢后留渣量为5t,清洁废钢加入量为27t,兑入脱硫后铁水108t,铁水主要成分为c:4.57%、si:0.30%、p:0.105%、s:0.002%,铁水温度:1350℃。

    s2:开吹后氧枪枪位设置为1900mm,氧枪流量设置为28500m3/h,氩气底吹强度设置为0.1m3/t﹒min,点火后加入石灰2200kg,氧化铁球300kg,此时炉气中co含量保持在15%以上,并且随着吹炼的进行变化不大,而烟气中co2含量则逐渐增加。

    s3:当烟气中co含量开始增加后,枪位控制在1800mm,加入800kg轻烧白云石,当烟气中co含量增加到30%后加入300kg石灰,当烟气中co含量达到45%后继续加入300kg石灰,控制炉渣碱度3.2左右。

    s4:当烟气中co含量大于50%以后,枪位控制在1600mm,氩气底吹强度设置为0.05m3/t﹒min;当烟气中co含量低于50%,并且开始逐渐降低时,控制枪位在1500mm,氩气底吹强度设置为0.1m3/t﹒min。当烟气中co含量低于5%时,提枪停吹。该炉次终点成分的为c:0.09%,p:0.007%,温度为1632℃实施例2:

    s1:采用120t顶底复吹转炉,上炉出钢后留渣量为4.5t,清洁废钢加入量为25t,兑入脱硫后铁水111t,铁水主要成分为c:4.57%、si:0.55%、p:0.105%、s:0.002%,铁水温度:1320℃。

    s2:开吹后氧枪枪位设置为1950mm,氧枪流量设置为28500m3/h,氩气底吹强度设置为0.1m3/t﹒min,点火后加入石灰2500kg,氧化铁球500kg,此时炉气中co含量接近0,并且随着吹炼的进行变化不大,而烟气中co2含量则逐渐增加。开吹后1min加入300kg氧化铁球和300kg石灰,开吹2min后继续加入300kg氧化铁球和300kg石灰。

    s3:当烟气中co含量开始增加后,枪位控制在1750mm,加入800kg轻烧白云石,当烟气中co含量增加到30%后加入500石灰,当烟气中co含量达到45%后继续加入500kg石灰,控制炉渣碱度3.2左右。

    s4:当烟气中co含量大于50%以后,枪位控制在1600mm,氩气底吹强度设置为0.05m3/t﹒min,并且在3min内加入不超过500kg氧化铁球,每次加入量不超过200kg。当烟气中co含量低于50%,并且开始逐渐降低时,控制枪位在1500mm,氩气底吹强度设置为0.05m3/t﹒min,当烟气中co含量低于5%市,提枪停吹。该炉次终点成分的为c:0.08%,p:0.008%,温度为1640℃本发明充分利用转炉冶炼过程烟气中co含量变化情况与脱硅、脱磷和脱碳反应之间的关系,优化氧枪枪位、加料制度和底吹模式,改善转炉冶炼前期的化渣效果,控制前期熔池的升温速度,同时防止高速脱碳期熔渣的返干,从而提高转炉单渣冶炼过程的脱磷效果,实现低磷钢种转炉高效低成本的生产。

    需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

    以上仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。


    技术特征:

    1.一种转炉低磷钢的冶炼工艺,根据实时监测的转炉烟气数据,由依次进行的转炉放渣阶段控制步骤、转炉正常冶炼阶段控制步骤构成,其特征在于;包括:s1转炉装入脱硫铁水为主的物料;

    s2转炉开始吹练作业时,氧枪枪位控制在钢液上方2000~1900mm,氧枪流量为28000~29000m3/h,向转炉中投入2000~2500kg石灰,400~500kg氧化铁球,并观察转炉烟气中co含量的变化趋势;

    s3转炉冶炼过程中,当转炉烟气中co含量低于10%时,则随后每间隔1min均匀加入300~400kg氧化铁球和200~300kg石灰,直至烟气中co含量开始逐渐增加;当转炉烟气中co含量增加后,氧枪枪位控制在钢液上方1800~1700mm,并向转炉中加入800~1000kg轻烧白云石;当转炉烟气中co含量增加到30%~35%,向转炉中后加入300~500kg石灰;当烟气中co含量升至45%~50%后,向转炉中加入300~500kg石灰,并控制炉渣碱度为3.2左右;

    s4转炉正常吹炼作业至终点,转炉烟气含量下降至50%,并逐渐下降时,氧枪枪位控制在钢液上方1500~1450mm处,钢水温度在1630~1645℃,钢水成分:c≥0.08%、p≤0.008%,提枪停吹。

    2.根据权利要求1所述的一种转炉低磷钢的冶炼工艺,其特征在于:当冶炼结束后,将炉渣留在转炉炉内进行固渣固磷,采用高低枪位进行溅渣,溅渣后将炉中全部或部分炉渣留在炉内用于下一炉次的冶炼。

    3.根据权利要求1所述的一种转炉低磷钢的冶炼工艺,其特征在于:所述步骤s2中,转炉开始吹练作业时,氩气底吹强度为0.08~0.1m3/t﹒min。

    4.根据权利要求1所述的一种转炉低磷钢的冶炼工艺,其特征在于:所述步骤s3中,当转炉烟气中co含量达到45%~50%后,氩气底吹强度为0.05~0.06m3/t﹒min。

    5.根据权利要求1所述的一种转炉低磷钢的冶炼工艺,其特征在于:所述步骤s4中,当转炉烟气中co含量下降到40%以下后,氩气底吹强度控制在0.08~0.1m3/t﹒min。

    技术总结
    本申请公开了一种转炉低磷钢的冶炼工艺,根据实时监测的转炉烟气数据,由依次进行的转炉放渣阶段控制步骤、转炉正常冶炼阶段控制步骤构成。控制转炉前期炉渣碱度和熔池升温速度,当脱碳速度达到最大值后依据转炉烟气中CO含量的变化分阶段加入适量氧化性球团控制炉渣的返干程度,最后倒炉出钢。本发明依据转炉冶炼过程烟气中CO含量的变化情况,控制氧枪枪位、底吹模式以及石灰和氧化铁球的加入方式,改善转炉冶炼过程的脱磷效果,终点出钢条件能够同时满足C≥0.08%,P≤0.008%,T≥1630℃的高洁净度低磷钢转炉终点控制条件。

    技术研发人员:王耀;刘飞;马建超;邹长东;耿涛
    受保护的技术使用者:江苏省沙钢钢铁研究院有限公司;张家港荣盛特钢有限公司;江苏沙钢集团有限公司
    技术研发日:2020.11.10
    技术公布日:2021.03.12

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