提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法及炼钢方法

摘要

本发明提供了一种提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法及炼钢方法。所述方法包括：在向钢包中出半钢的过程中或将半钢兑入炼钢转炉后，将3.0～8.0kg/(t半钢)的硅铁加入到半钢中；下氧枪吹氧冶炼并按吹炼要求加入相关造渣材料及合金；拉碳倒渣后，加入10.0～30.0kg/(t半钢)的锰铁，补吹，将钢水终点碳含量控制在0.30%～0.50%，提出氧枪，停止吹炼，所述半钢为含钒铁水经提钒转炉或脱磷转炉吹炼结束后的钢水，其含有3.20%～3.80%的C、0.001%～0.05%的Si，半钢的温度为1320℃～1380℃。本发明的优点包括：缩短初期渣形成时间，提高炼钢造渣速度；在保证出钢时钢水温度的情况下，提高终点碳含量；有效地控制炼钢过程钢铁料消耗；避免碳质增碳材料利用率低的问题。

说明书

技术领域

本发明属于半钢炼钢技术领域，具体来讲，涉及一种提高冶炼高碳高锰 钢转炉终点碳含量的方法以及采用该方法的炼钢方法。

背景技术

通常来讲，由含钒铁矿（例如，钒钛磁铁矿）经高炉冶炼后得到的含钒 铁水经过提钒转炉或脱磷转炉冶炼后，得到半钢，该半钢的特点是碳低（平 均在3.6%左右）、硅低（0.01%以下）、锰低（0.05%以下），热源不足、成渣 元素含量低，温度较铁水高，炉渣前期氧化性较低以及初期成渣较困难。在 采用该半钢进行冶炼时，由于半钢中发热元素比铁水要少，为了保证冶炼的 顺利进行，还需加入提温剂补充热焓。另外，铁水温度的提高，还可以增加 废钢量的加入，减少炼钢工序钢铁料消耗量，从而减少转炉能耗。

现有技术基本上主要集中在四个方面，一是在半钢出炉或半钢生产过程 中加入增碳剂，以提高钢水碳含量，从而减少半钢热源不足的问题，但此方 法的碳收得率较低；二是通过在吹炼过程中加入增碳剂，通过增碳剂氧化来 提高钢水温度，同样的，本方法碳的收得率也低；三是通过将钢水进行深吹 提温，再根据钢种要求配加增碳剂，此方法会造成钢水终点氧活度高、脱氧 合金消耗大、钢铁料消耗增加；四是吹炼钢水至要求成份，通过LF炉加热来 提高钢水温度，此方法电耗高、工序流程加长。

申请号为CN93107206.9的专利文献公开了一种炼钢方法，该方法使用固 态铁类金属材料作为金属加料的主要部分并利用两种不同类型的含碳物料和 废钢燃烧所放出的热。含碳物料之一的可挥发碳氢化合物含量高，其作用是 使铁类物料预热并部分熔化，另一含碳物料可挥发碳氢化合物含量低并为熔 体增碳提供还原能力，并通过燃烧提供附加热量，用于增强固态铁类物料的 加热和熔化。本方法也包括吹入富氧氧化气体，用于含碳物料中碳氢化合物 的燃烧以熔化并精炼所形成的熔化物料。申请号为CN201110427130.X的专 利文献公开了一种炼钢方法及其应用以及一种连铸方法，(1)使用转炉进行初 炼，然后将初炼得到的钢水出钢到钢包中；(2)在出钢过程中，在进行合金化 之前对钢水进行增碳并进行选择性脱氧，使以钢水的总重量为基准，钢水的 活度氧含量为≤100ppm。申请号为CN200910211433.0的专利文献公开了一种 钢水脱氧增碳方法和炼钢方法，该炼钢方法包括将冶炼得到的钢水出钢到钢 包中，并在出钢过程中对钢水进行脱氧增碳，然后再对脱氧增碳后得到的钢 水进行炉外精炼，其中，所述对钢水进行脱氧增碳的方法为本发明的钢水脱 氧增碳方法。所述脱氧增碳方法中，首先加入增碳剂，在调整碳含量的同时 使增碳剂与钢水中的氧反应产生自发搅拌气体。随后加入的脱氧剂在自发搅 拌气体的搅拌作用下可以与钢水充分、均匀地混合，从而得到温度、成分均 匀且满足精炼要求的钢水，为下一步工序创造了良好的条件。申请号为 CN02122532.X的专利文献公开了一种用铁水作增碳剂的炼钢方法，该方法是 利用带计量和烘烤、保温设施的在线兑铁水装置，将预先计算好用量的铁水 兑入钢包，然后出钢的钢包增碳的方法。申请号为CN201010215297.5的专利 文献公开了一种碳锰合金材料及其制备方法和应用该材料的炼钢方法，该方 法采用其碳锰合金材料能稳定地对钢水进行增碳或增锰，解决了冶炼钢种成 分不稳定、合格率低的问题，碳和锰的回收率高而且稳定，碳和锰的回收率 均能稳定地控制在90-96重量%之间。

从上述已有技术看，本发明还未见报导，尚属先例。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足中的至少一项。

例如，本发明的目的之一在于解决炼钢厂采用半钢炼钢时，因半钢炼钢 物理温度较差造成的终点碳含量低的问题，提供了一种提高冶炼高碳高锰钢 时转炉终点碳含量的方法。

本发明的一方面提供了一种提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方 法。所述方法包括以下步骤：在向钢包中出半钢的过程中，将3.0～8.0kg/(t 半钢)的硅铁加入到钢包中；然后将半钢兑入炼钢炉中，下氧枪吹氧冶炼并按 吹炼要求加入相关造渣材料及合金；拉碳倒渣后，加入10.0～30.0kg/(t半钢) 的锰铁，根据碳含量补吹，以将钢水终点碳含量控制在0.30%～0.50%，提出 氧枪，停止吹炼，其中，所述半钢为含钒铁水经提钒转炉或脱磷转炉吹炼结 束后的钢水，且其中含有按重量百分比计3.20%～3.80%的C、0.001%～0.05% 的Si，所述出半钢的步骤中半钢的温度为1320℃～1380℃。

本发明的另一方面提供了一种提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方 法。所述方法包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉后，将3.0～8.0kg/(t半钢) 的硅铁加入到炼钢转炉内；然后下氧枪吹氧冶炼并按吹炼要求加入相关造渣 材料及合金；拉碳倒渣后，加入10.0～30.0kg/(t半钢)的锰铁，根据碳含量补 吹，以将钢水终点碳含量控制在0.30%～0.50%，提出氧枪，停止吹炼，其中， 所述兑入炼钢转炉的半钢为含钒铁水经提钒后得到的铁水，且其中含有按重 量百分比计3.20%～3.80%的C、0.001%～0.05%的Si，所述出半钢的步骤中 半钢的温度为1320℃～1380℃。

本发明的另一方面提供了一种炼钢方法。所述炼钢方法包括采用如上所 述的提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法来控制钢水的碳含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够缩短初期渣形成时间， 提高炼钢造渣速度；能够在保证出钢时钢水温度的情况下，提高终点碳含量； 能够有效地控制炼钢过程钢铁料消耗；能够避免碳质增碳材料利用率低的问 题。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的提高冶炼高碳高锰 钢转炉终点碳含量的方法及炼钢方法。

在本发明的一个示例性实施例中，提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量 的方法可以包括以下步骤：在向钢包中出半钢的过程中，根据半钢温度将 3.0～8.0kg/(t半钢)的硅铁加入到钢包中，半钢的温度为1320℃～1380℃，温 度越低硅铁加入量也就越少；然后将半钢兑入炼钢炉中，下氧枪吹氧冶炼并 按吹炼要求加入相关造渣材料及合金；拉碳倒渣后，加入10.0～30.0kg/(t半 钢)的锰铁，根据碳含量补吹预定时间（例如，0.5～2min），以将钢水终点碳 含量控制在0.30%～0.50%，提出氧枪，停止吹炼，其中，所述半钢为含钒铁 水经提钒转炉或脱磷转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有按重量百分比计 3.20%～3.80%的C、0.001%～0.05%的Si。优选地，在本示例性实施例的方 法中，硅铁的加入量可以为3.8～7.0kg/(t半钢)的硅铁，锰铁的加入量可以为 15.0～24.0kg/(t半钢)。

在本发明的另一个示例性实施例中，提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含 量的方法可以包括以下步骤：将半钢兑入炼钢转炉后，根据半钢温度将3.0～ 8.0kg/(t半钢)的硅铁加入到炼钢转炉内，半钢的温度为1320℃～1380℃，温 度越低硅铁加入量也就越少；然后将半钢兑入炼钢炉中，下氧枪吹氧冶炼并 按吹炼要求加入相关造渣材料及合金；拉碳倒渣后，加入10.0～30.0kg/(t半 钢)的锰铁，根据碳含量补吹预定时间（例如，1～2min），以将钢水终点碳含 量控制在0.30%～0.50%，提出氧枪，停止吹炼，其中，所述半钢为含钒铁水 经提钒转炉或脱磷转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有按重量百分比计 3.20%～3.80%的C、0.001%～0.05%的Si。优选地，在本示例性实施例的方 法中，硅铁的加入量可以为3.8～7.0kg/(t半钢)的硅铁，锰铁的加入量可以为 15.0～24.0kg/(t半钢)。

在本发明的提高冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法中，相关造渣材 料及合金可以为石灰、高镁石灰、复合造渣剂以及炼钢用合金，其中，复合 造渣剂中含有SiO216%～20%、Mn10%～15%以及余量的CaO。相关造渣材 料及合金的加入量可以根据炼钢要求进行加入。在本发明的提高冶炼高碳高 锰钢转炉终点碳含量的方法中，硅铁可以含有按重量百分比计75%以上的Si； 锰铁可以含有按重量百分比计75%以上的Mn。

在本发明的另一个示例性实施例中，炼钢方法包括采用如上所述的提高 冶炼高碳高锰钢转炉终点碳含量的方法来控制钢水的碳含量。

下面结合具体示例来示出性的描述本发明的示例性实施例。

示例1

本示例中，半钢为含钒铁水经提钒转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有 按重量百分比计3.52%的C、0.01%的Si，半钢的温度为1360℃。

在向钢包中出半钢的过程中，将6kg/(t半钢)的硅铁加入到钢包中；然后 将半钢兑入炼钢炉中，下氧枪吹氧冶炼并按吹炼加入35kg/(t半钢)的石灰、 15kg/(t半钢)高镁石灰、1kg/(t半钢)复合造渣剂，初期渣形成时间2.2min；拉 碳倒渣后，加入30kg/(t半钢)的锰铁，补吹1min，提出氧枪，停止吹炼。得 到钢水的碳含量为0.30%，吨钢钢铁料消耗为1050kg。

示例2

本示例中，半钢为含钒铁水经提钒转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有 按重量百分比计3.47%的C、0.01%的Si，半钢的温度为1380℃。

在向钢包中出半钢的过程中，将7kg/(t半钢)的硅铁加入到钢包中；然后 将半钢兑入炼钢炉中，下氧枪吹氧冶炼并按吹炼加入36kg/(t半钢)的石灰、 10kg/(t半钢)高镁石灰，初期渣形成时间2.6min；拉碳倒渣后，加入10kg/(t 半钢)的锰铁，补吹0.5min，提出氧枪，停止吹炼。得到钢水的碳含量为0.45%， 吨钢钢铁料消耗为1047kg。

示例3

本示例中，半钢为含钒铁水经提钒转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有 按重量百分比计3.55%的C、0.02%的Si，半钢的温度为1340℃。

将半钢兑入炼钢转炉后，将5kg/(t半钢)的硅铁加入到炼钢转炉内；然后 下氧枪吹氧冶炼并加入32kg/(t半钢)的石灰、13kg/(t半钢)高镁石灰，初期渣 形成时间3.1min；拉碳倒渣后，加入30kg/(t半钢)的锰铁，补吹1min，提出 氧枪，停止吹炼。得到钢水的碳含量为0.46%，吨钢钢铁料消耗为1049kg。

示例4

本示例中，半钢为含钒铁水经提钒转炉吹炼结束后的钢水，且其中含有 按重量百分比计3.72%的C、0.03%的Si，半钢的温度为1320℃。

将半钢兑入炼钢转炉后，将3kg/(t半钢)的硅铁加入到炼钢转炉内；然后 下氧枪吹氧冶炼并加入41kg/(t半钢)的石灰、16kg/(t半钢)高镁石灰，初期渣 形成时间3.5min；拉碳倒渣后，加入10kg/(t半钢)的锰铁，补吹0.5min，提 出氧枪，停止吹炼。得到钢水的碳含量为0.32%，吨钢钢铁料消耗为1053kg。

本发明能够有效解决炼钢厂采用半钢炼钢时，因半钢炼钢物理温度较差 造成的终点碳含量低的问题；能够增加炼钢过程元素氧化热，将钢水温度控 制在要求范围内，同时减少钢中碳和铁的氧化，拉碳倒渣后加入锰铁继续吹 炼，提高钢水终点碳含量，降低钢铁料消耗；能够在保证出钢温度的情况下， 提高转炉钢水终点碳含量，有利于提高半钢炼钢控制水平。

尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人 员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例 进行各种修改。