一种氧气转炉炼钢渣料的配加方法

摘要

一种氧气转炉炼钢造渣料的配加方法，所选用的原料中石灰石CaO含量53%～55% ，石灰CaO含量90%～92%且SiO2≤2.5%，轻烧白云石MgO含量28%～32%且SiO2≤2.5%，污泥球中T、Fe含量52%～56%，炼钢用铁矿石的T、Fe含量为61～63%。渣料重量百分配比如下：石灰石12%～14%，石灰28%～30%，轻烧白云石26%～28%，污泥球14%～16%，铁矿石15%～17%，分多批次加入。本发明通过优化石灰、白云石等渣料的分批次配加，优化炉渣的过程和终点控制，减少过程喷溅和冒烟现象，并且能显著降低冶炼成本。

说明书

技术领域

本发明属于炼钢技术，具体涉及一种氧气转炉炼钢造渣料的配加方法。

技术背景

转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程中为了去除磷、硫等杂质，控制好炼钢过程的温度而加入的材料，主要有造渣料石灰、白云石等，熔剂萤石、氧化铁皮等，冷却剂铁矿石、废钢等，增碳剂和燃料焦炭、石墨籽、煤块、重油等。

目前已有技术在氧气转炉生产过程中通常采用石灰石、石灰、轻烧白云石、污泥球、铁矿石作为造渣材料，取消萤石等助熔剂材料。这样做存在的问题是：一方面，由于铁矿石的含氧量较高，钢水中的碳氧反应较为活跃，易造成冶炼前期出现较多的溢渣现象；另一方面，铁矿石中带有脉石，而脉石的存在会增加炉渣总用量，且铁矿石的一次加入量过多会引起喷溅和冒烟现象。

发明内容

本发明旨在提供一种氧气转炉炼钢渣料的配加方法，克服上述已有技术存在的缺陷。发明的技术方案：

一种氧气转炉炼钢造渣料的配加方法，所选用的原料中石灰石CaO含量53%～55% ，石灰CaO含量90%～92%且SiO₂≤2.5%，轻烧白云石MgO含量28%～32%且SiO₂≤2.5%，污泥球中T、Fe含量52%～56%，炼钢用铁矿石的T、Fe含量为61～63%。

渣料重量百分配比如下：石灰石12%～14%，石灰28%～30%，轻烧白云石26%～28%，污泥球14%～16%，铁矿石15%～17%。

配加工艺步骤：

（1）往转炉加入第一批造渣材料：石灰石7.8%～10.4%，石灰11.6%～17.4%，      轻烧白云石10.8%～16.2%，污泥球6%～9%，铁矿石6.4%～9.6%；然后进行兑铁水操作，转炉装入制度采用定量装入，铁水90%～94%，废钢6%～10%；

（2）开始供氧吹炼后0～5min,若炉渣泡沫化严重，可加入1.45%～4.35%石灰，以减少溢渣.如果冶炼正常则不加入造渣材料；

（3）开始供氧吹炼后6～8min，往转炉加入第二批造渣材料：石灰石1.3%～3.9%，      石灰5.8%～11.6%，轻烧白云石0%～5.4%，污泥球1.5%～4.5%，铁矿石3.2%～6.4%，

（4）开始供氧吹炼后9～11min，往转炉加入第三批造渣材料：石灰2.9%～8.7%，    铁矿石1.6%～4.7%。

本发明的有益效果：通过优化石灰、白云石等渣料的分批次配加，优化炉渣的过程和终点控制，减少过程喷溅和冒烟现象，并且能显著降低冶炼成本。

发明原理：

转炉装入制度采用定量装入，铁水90%～94%，废钢6%～10%%；供氧制度采用适当的低枪位位置的操作控制，氧气流量和氧气压力不变；通过调整石灰石、石灰、轻烧白云石、污泥球、铁矿石的配加时间，达到调整化渣和温度控制的目的。石灰石在冶炼开始前加入7.8%～10.4%，剩余在吹炼中前期加入。

石灰石的煅烧温度900～1200℃，这个温度低于转炉炉内和铁水的温度。石灰石颗粒投入转炉后，立刻就会由表及里地急剧升温，其中CaCO₃ 很快开始分解。因为热传递是从石灰石颗粒的外面往里面进行的，所以石灰石由表及里地逐层发生分解反应。因此在热量能够保证CaCO₃分解需要的条件下，在投入转炉内的石灰石块还没有升温到化渣温度之前，其与铁水和炉渣接触的部位就已经转变为石灰了, 并直接与炉渣接触,而随着炉内温度的快速上升,表层形成的石灰参与不断参与造渣反应,内部的石灰石也不断裸露出来重复着同样的煅烧和造渣过程。由于参与反应的石灰是刚生成的，且石灰石的分解是固气两相反应，表面层中CO₂的逸出也使得石灰有较高的气孔率，因此，石灰石加入炉内是能快速的得到活性度较高的石灰，迅速参与造渣反应。由于石灰石转炉炉内是在高温下逐层分解，并迅速参与造渣反应，不用担心出现石灰的欠烧或过烧现象。因此，选择石灰石在冶炼开始前加入总用量的7.8%～10.4%，剩余在吹炼中前期加入。

石灰的有效CaO在90%左右，石灰石的有效CaO可以取50%。因此石灰石可以先加入，剩余渣料中需加入的石灰数量可以通过计算替代来确定。开始冶炼前加入石灰总用量的11.6%～17.4%，剩余石灰分多批在冶炼中期加入。

轻烧白云石在冶炼前期加完，并保持渣中MgO为8％～12%，以减少炉衬蚀损。冶炼后期根据渣况和溅渣护炉的要求确定是否补加轻烧白云石。

污泥球和铁矿石的加入数量，则根据铁水的化学热和物理热的收入和支出情况来确定。开吹时加入14%～16%的污泥球和15%～17%的铁矿石，以取代废钢的冷却作用。在硅及锰的氧化基本结束、头批渣料已经化好、碳焰初起的时候开始分批加入剩下的污泥球和铁矿石，以起到化渣和调整熔池温度的作用。吹炼末期不再加入铁矿石，主要进行升温和均匀温度工作。

具体实施方式

实施例一：一种氧气转炉炼钢造渣料配加方法

①　转炉冶炼前进行溅渣护炉，检查炉况。往转炉加入第一批造渣材料，石灰石603kg、石灰945kg、轻烧白云石1505kg、污泥球712kg、铁矿石497kg；

②　开始进行兑铁水操作，转炉装入制度采用定量装入，铁水90.5吨，废钢7.3吨；

③　开始供氧吹炼后0～5min,冶炼平稳，未加入其它渣料；

④　开始供氧吹炼后6～8min，石灰石201kg、石灰450kg、轻烧白云石198kg、污泥球205kg、铁矿石289kg；

⑤　开始供氧吹炼后9～11min，石灰355kg、铁矿石211kg。

吹炼结束取样化验结果见表1。

表1 实施例一终点化学成分表

实施例二：一种氧气转炉炼钢造渣料配加方法

① 转炉冶炼前进行溅渣护炉，检查炉况。往转炉加入第一批造渣材料，石灰石597kg、石灰995kg、轻烧白云石1492kg、污泥球707kg、铁矿石512kg；

②开始进行兑铁水操作，转炉装入制度采用定量装入，铁水90.46吨，废钢7.98吨；

③开始供氧吹炼后0～5min,冶炼平稳，未加入其它渣料；

④开始供氧吹炼后6～8min，石灰石224kg、石灰506kg、轻烧白云石203kg、污泥球213kg、铁矿石306kg；

⑤开始供氧吹炼后9～11min，石灰309kg、铁矿石197kg。

⑥吹炼结束取样化验结果见下表2

表2 实施例二终点化学成分表

为验证采用本发明方法的终渣情况，随机抽取了一些冶炼炉次的终渣样，数据如表3：

表3  转炉终点渣样表

从表3可以看出，终渣碱度控制在3.0～3.5左右,满足转炉脱P、脱S的要求。

各种造渣材料的选用标准如表4～表8。

表4  炼钢用石灰石采购标准

 表5  炼钢用冶金石灰采购标准

表6  炼钢用轻烧白云石采购标准

 表7  炼钢用用污泥球采购标准

 表8  炼钢用用铁矿石采购标准