一种利用CAS-OB精炼炉铁水预脱硅的方法

摘要

本发明公开一种利用CAS-OB精炼炉铁水预脱硅的方法，利用炼钢厂现有的CAS-OB精炼炉对铁水进行脱硅处理，为转炉或电炉提供低硅铁水，具体工艺如下：采用脱硅专用的耐高温的镁碳砖铁水罐，先对铁水进行扒渣处理，利用精炼炉浸渍罩上方的喷枪吹入氧气或空气，流量控制在5-10Nm

说明书

技术领域

本发明属于炼钢铁水预处理技术领域，特别是提供了一种利用CAS-OB 精炼炉生产低硅铁水的方法。

背景技术

铁水脱硅处理是铁水预处理的一个重要环节，铁水硅含量高将给转炉 的正常操作带来不良后果，增加炼钢成本。降低铁水中硅含量可以减 轻转炉的冶炼负担，降低石灰消耗，实现少渣炼钢；促进脱磷反应在 吹炼初期提前进行，有助于转炉脱磷率的提高，为实现高效炼钢创造 条件。实践证明，当铁水预脱硅处理使铁水含硅量由0.6％以上脱除到 0.2％以下，炼钢过程石灰消耗可由40～50kg/吨钢下降到15～20kg/吨 钢，耐火材料消耗减少30～40％，可见经济效益显著。转炉采用低硅 铁水冶炼，能给转炉操作带来一系列好处，减少造渣材料消耗，减少 炉渣外溢和喷溅，减少炉渣对炉衬的侵蚀，炉龄提高，并且提高了钢 水收得率和钢水余锰量，转炉的吹炼时间缩短，生产率和钢水质量提 高；向自然界的排放物减少，环境质量改善。因此铁水预脱硅具有巨 大的经济意义和社会意义。

铁水脱硅方法主要有一下几种方法：文献1（“铁水脱磷工艺分析研究 ”，张飞虎等，工业加热，第41卷第4期，第55-51页），公开了一种 铁水脱硅方法，文中列举国内“太钢”建立了铁水 “三脱站”可对 铁水进行脱硅、脱磷、脱硫处理。“三脱站”尽管可以实现铁水脱硅 ，但其不足是需用设备多，投资大、占地面积大、工艺复杂、热损大 。如文献2（“渣洗法铁水脱硅的工业试验”，张杰新等，炼钢，第 28卷第2期，第44-47页），公开了一种渣洗铁水脱硅方法，该方法无 需额外设备投入，通过出铁过程投入脱硅剂即可实现铁水脱硅，但其 不足之处在于，脱硅率低，脱硅率仅为52.69%；脱硅剂耗量高，脱硅 剂耗量在30kg/t以上；脱硅过程易产生泡沫渣，控制不好泡沫渣易溢 出。如文献3（“铁水预处理技术发展现状与展望”，潘秀兰等，世界 钢铁，2010年第6期，第34-36页），公开了一些铁水脱硅的方法：高 炉出铁场出铁沟、鱼雷罐和铁水罐预脱硅采用喷吹Fe₂O₃，和少量CaO 熔剂的方法进行铁水脱硅，可起到一定的脱硅效果，但是都存在一些 问题，如需要投入喷吹装置，带来成本和空间布置问题，另外加脱硅 剂还会带来铁水温降大的问题，给下道工艺带来不良后果。因此上述 脱硅方法还存在相应的问题，已经不能满足高效、低成本炼钢的需求 ，所以有待研究新的铁水脱硅方法。

CAS-OB精炼炉的基本原理是在钢包底吹氢气搅拌钢液的条件下，在浸 渍罩内部完成钢液的脱氧、合金化以及升温等操作，解决了传统吹氩 搅拌引起钢水裸露、卷渣造成的钢水过氧化问题，在钢水升温、合金 化以及去除夹杂物方面具有独特的优势。但是，由于铁水碳含量较高 ，CAS-OB精炼炉吹氧脱硅时，不采用一套特殊的工艺流程，易产生喷 溅事故，因此，至今无人采用CAS-OB精炼炉进行铁水脱硅处理技术。 另外，普通铁水罐通常采用耐火度较低的耐火砖，吹氧脱硅时产生的 高温将严重侵蚀耐火砖，这也是限制CAS-OB精炼炉进行铁水脱硅处理 的一个因素。

发明内容

本发明的目的在于，公开一种利用CAS-OB精炼炉铁水预脱硅的方法， 应用CAS-OB精炼炉对铁水进行脱硅处理，克服目前铁水脱硅方法所存 在的问题。避免建铁水“三脱站”等额外附属装置即可实现 铁水脱硅。通过底吹气体排渣，降罩后进行吹氧或空气对铁水进行脱 硅处理，由于不需外加脱硅剂，即可避免铁水温降问题又可以防止泡 沫渣的形成所造成喷溅溢渣问题。因此可以节约大量设备投入成本和 避免复杂的工艺操作过程，实现高效、低成本生产低硅铁水。

本发明基于常规冶炼工艺，对正常生产影响较小，在不增加设备投入 的情况下，利用炼钢厂现有的CAS-OB精炼炉对铁水进行脱硅处理，为 转炉或电炉提供低硅铁水。

具体工艺如下：

1）采用脱硅专用的耐高温的镁碳砖铁水罐，将铁水运至扒渣位，先对 铁水进行扒渣处理。扒渣完成后，对铁水进行测温取样。

2）将铁水运至CAS-OB精炼炉工位，利用CAS-OB精炼炉浸渍罩上方的喷 枪吹入氧气或空气的一种，气体流量控制在5-10Nm³/h?t。

3）由于铁水中硅氧化后在铁水表面会形成渣层，当渣层达到30-80mm 时，停止顶部喷枪吹气，打开底吹气体阀门进行吹气搅拌，气体流量 ：80-100 Nm³/h。

4）渣层排开后降罩，此时浸罩内无渣或少渣，继续采用浸渍罩上方的 喷枪吹入氧气或空气的一种，气体流量控制在5-10Nm³/h?t。

5）脱硅处理完成后，升起浸渍罩和喷枪，将铁水运至扒渣位，对铁水 进行扒渣处理。

6）扒渣完成后，进行测温取样，如果脱硅量达到要求，可用天车将合 格铁水吊至下一道工序。

如果脱硅量未达到要求可重复步骤2-6重复进行脱硅操作。

上述步骤1中的扒渣处理是为了保证喷枪吹入氧气或空气的一种能与铁 水中的硅充分反应，提高脱硅效率。

步骤3中，当渣层达到30-80mm时，停止喷枪吹气，是为了防止 喷溅和溢渣。底吹气体可以是氩气或氮气的一种。

步骤4中，降罩是为了保证氧气或空气在无渣环境与铁水中硅反应，既 可以保证脱硅效率又可以避免喷溅和溢渣产生。

步骤5中，进行扒渣操作，目的是为了避免脱硅渣被带入下道工序，给 下道工序带来不良后果。

本发明由于采用CAS-OB精炼炉对铁水进行脱硅处理，可以在不增加设 备投入的情况下，利用工厂原有精炼炉对铁水进行脱硅，节约了大量 的设备投入成本和场地占用的问题。通过底吹气体排渣，降罩后进行 吹氧气或空气对铁水进行脱硅处理，由于不需外加脱硅剂，即可避免 铁水温降问题又可以防止泡沫渣的形成所造成喷溅溢渣问题，实现高 效、低成本生产低硅铁水。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

1）采用脱硅专用铁水罐，将铁水运至扒渣位，先对铁水进行扒渣处理 。扒渣完成后，对铁水进行测温取样。实测铁水温度为1313℃，硅含 量为0.67%。

2）将铁水运至CAS-OB精炼炉工位，利用CAS-OB精炼炉浸渍罩上方的喷 枪吹入氧气，气体流量控制在6Nm³/h?t。

3）当渣层达到40mm时，停止喷枪吹气，打开底吹气体阀门进行吹氮气 搅拌，气体流量：90 Nm³/h。

4）渣层排开后降罩，继续采用浸渍罩上方的喷枪吹入氧气，气体流量 控制在5Nm³/h?t。

5）脱硅处理完成后，升起浸渍罩和喷枪，将铁水运至扒渣位，对铁水 进行扒渣处理。

6）扒渣完成后，进行测温取样，实测铁水温度为1346℃，硅含量为0 .19%。脱硅量符合要求，用天车将合格铁水吊至下一道工序。

结果可见不仅脱硅效果明显，而且铁水温度没下降反而上升33℃。实 现脱硅的同时又避免了铁水温度损失。

实施例2：

1）采用脱硅专用铁水罐，将铁水运至扒渣位，先对铁水进行扒渣处理 。扒渣完成后，对铁水进行测温取样。实测铁水温度为1345℃，硅含 量为0.64%。

2）将铁水运至CAS-OB精炼炉工位，利用CAS-OB精炼炉浸渍罩上方的喷 枪吹入空气，气体流量控制在8Nm³/h?t。

3）当渣层达到50mm时，停止喷枪吹气，打开底吹气体阀门进行吹氩气 搅拌，气体流量：95 Nm³/h。

4）渣层排开后降罩，继续采用浸渍罩上方的喷枪吹入空气，气体流量 控制在9Nm³/h?t。

5）脱硅处理完成后，升起浸渍罩和喷枪，将铁水运至扒渣位，对铁水 进行扒渣处理。

6）扒渣完成后，进行测温取样，实测铁水温度为1369℃，硅含量为0 .21%。脱硅量符合要求，用天车将合格铁水吊至下一道工序。

结果可见不仅脱硅效果明显，而且铁水温度没下降反而上升24℃。实 现脱硅的同时又避免了铁水温度损失。