專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煉鋼是把鐵水中雜質(zhì)元素氧化除去、精煉提純的過(guò)程，需要往爐內(nèi)加入堿性氧化物并使其熔化入渣，與鐵水中氧化出來(lái)的酸性組分尤其是P2O5反應(yīng)，生成穩(wěn)定的化合物，而確保磷不再還原到鐵水中，迄今為止，煉鋼一直使用石灰作為造渣用的堿性氧化物。1952年，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼方法問(wèn)世，在轉(zhuǎn)爐內(nèi)用垂直插入的、底端裝有拉瓦爾噴嘴、能夠噴出高速氧氣的噴槍向鐵水中吹氧，以進(jìn)行快速冶煉。為適應(yīng)石灰造渣、避免噴濺和完成脫磷脫碳的任務(wù)，轉(zhuǎn)爐煉鋼一般要采用多孔拉瓦爾噴嘴氧槍?zhuān)诒ＷC氧槍具有合適的出口馬赫數(shù)條件下，每一爐都要按照高-低-高(_低一)的模式調(diào)整氧氣噴槍的槍位，即調(diào)整噴嘴至 熔池平靜液面的垂直距離進(jìn)行吹煉，而毫無(wú)例外在吹煉初期都要實(shí)施高槍位(吊吹或軟吹、淺吹)吹氧操作。之所以在吹煉初期要把氧氣噴槍放在比較高的位置上吹氧，是由于頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉前期的特點(diǎn)和任務(wù)決定的，吹煉前期硅元素迅速氧化，渣中SiO2的濃度大且熔池的溫度不高，此時(shí)要求快速熔化加入的石灰，盡快形成堿度高一些的熔化良好的爐渣，避免酸性渣嚴(yán)重侵蝕爐襯和盡量增加前期的脫磷效果，因此此時(shí)需少擾動(dòng)鐵水熔池，在鐵水中存在大量碳、硅的條件下，使其表面能夠遠(yuǎn)離碳-氧平衡，使鐵元素在某種程度上過(guò)氧化，生成大量有利于溶解石灰的FetO,以形成能夠固定渣中P2O5的高堿性、高氧化性的熔渣，達(dá)到早期脫磷的目的。實(shí)際操作已經(jīng)確認(rèn)，如果不能在前期階段完成這個(gè)任務(wù)，則其后的脫碳期中石灰將更難以熔化，及至終點(diǎn)都可能不熔，爐渣中缺少堿性氧化物，表現(xiàn)為脫磷困難。所以，無(wú)論爐子噸位大小，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼操作都十分重視吹煉初期的高槍位吹氧，當(dāng)需要前期快速成渣時(shí)，除適當(dāng)加入礦石類(lèi)助熔劑以外，前期一般都采用高槍位操作。衡量槍位的高低，理論上以氧氣流股在鐵水熔池中的穿透深度與鐵水熔池深度的比值來(lái)表示，如果以A熔表示鐵水熔池深度、A穿表示氧氣流股在鐵水熔池中的穿透深度，氧氣噴槍吹煉時(shí)，A穿/ A熔< O. 24 O. 40，在吹煉初期，A穿/ A熔應(yīng)該取下限。而操作上則可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式H= (2(T44) d g，在H值的變化范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整(H :噴嘴至熔池平靜液面的垂直距離，一般稱(chēng)氧槍噴頭距熔池液面高度)。采用石灰石代替石灰造渣煉鋼的方法以后，例如“一種在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼的方法”，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利ZL200910082071. X，吹煉前期產(chǎn)生的重要變化是，在鐵水面上石灰石分解產(chǎn)生的大量CO2能夠起到氧化劑的作用。熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明，這種條件下CO2幾乎全都可以與鐵及鐵水中的硅、錳、碳元素反應(yīng)，生成氧化物和CO。因此在吹氧量不變的條件下，石灰石分解出CO2就等于強(qiáng)化了供氧。特別是由于石灰石在鐵水面上分解出氧化性氣體，對(duì)于鐵水的攪動(dòng)極小，相當(dāng)于比吊吹還要“軟、淺”的一種吹氧方式，所以鐵水表面能夠產(chǎn)生比石灰造渣法多得多的FetO,使新生的石灰熔化加速。工業(yè)試驗(yàn)的結(jié)果已經(jīng)證明，吹煉前期添加石灰石比添加石灰化渣要快，其表現(xiàn)是，投料2 3分鐘后爐口就溢出了大量的具有一定堿度和高氧化性的泡沫渣，這是石灰造渣法操作所難于見(jiàn)到的，表明此時(shí)爐內(nèi)已經(jīng)被這種有利于脫磷的渣充滿(mǎn)，可見(jiàn)石灰石化渣速度非?？?。但是，這樣一來(lái)也出現(xiàn)了令人擔(dān)心的問(wèn)題如果繼續(xù)按照石灰造渣的模式在煉鋼前期采用高槍位吹氧，溢渣就從2 3分鐘開(kāi)始一直進(jìn)行到脫碳期為止，會(huì)延續(xù)3 4分鐘之久，從而使大量的熔渣在還沒(méi)有參與固定渣中P2O5的時(shí)候就流失掉，不僅造成了有用爐渣的浪費(fèi)，不能進(jìn)一步提高脫磷效率，而且需要不停地清理爐殼、操作平臺(tái)和爐下，增大了爐前工操作的危險(xiǎn)程度和工作量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，適當(dāng)減少渣中FetO量，提高鐵水溫度，氧利用率提高、生成CO比率增加，控制泡沫渣的溢出，解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明技術(shù)方案是
一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中造渣時(shí)，直接加入石灰石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石灰后，在保持槍前壓力的條件下，在吹煉前期就把氧槍位置下降到石灰造渣吹煉法的脫碳期槍位吹氧，吹煉中后期把槍位提高；接近吹煉終點(diǎn)時(shí)，將槍位降到最低；相對(duì)于石灰造渣吹煉法，把最初的高槍位改變?yōu)榈蜆屛?。轉(zhuǎn)爐裝入的造渣料中，石灰石代替石灰質(zhì)量百分比例為30% 100% ;裝入金屬料中，鐵水的質(zhì)量百分比例為80% 100%，其余為廢鋼或生鐵塊；吹煉前期氧槍的槍位在H= (20^34) d范圍內(nèi)，式中H代表噴嘴至熔池平靜液面的垂直距離，一般稱(chēng)氧槍噴頭距熔池液面高度；d代表氧槍喉口直徑。本發(fā)明不需顧慮石灰石在轉(zhuǎn)爐內(nèi)是否會(huì)渣化，在保持槍前壓力的條件下，在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉前期，一開(kāi)吹就把氧槍位置下降到石灰造渣吹煉法槍位控制時(shí)的脫碳期槍位吹氧，并且在脫碳期繼續(xù)維持這個(gè)槍位進(jìn)行吹氧，待吹煉中后期再把槍位略微提高，以改變脫碳期爐渣的返干狀態(tài)，接近吹煉終點(diǎn)時(shí)，將槍位降到最低，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢杈鶆虺煞趾蜏囟?。即相?duì)于石灰造渣吹煉法的高-低-高的槍位控制模式，本發(fā)明采用低-低-高的槍位控制模式進(jìn)行一爐的吹煉。
背景技術(shù)：
中泡沫渣溢出維持長(zhǎng)時(shí)間不停的主要原因是產(chǎn)生了一種泡沫渣過(guò)度生成的條件，即渣中FeO量過(guò)多，和由于大量石灰石在渣-鐵界面分解造成熔渣溫度過(guò)低，要改變這種狀態(tài)，就要設(shè)法適當(dāng)減少渣中FetO量，提高鐵水溫度。而為完成這兩個(gè)目的，采用適當(dāng)降低槍位的方法應(yīng)該是有效的。通過(guò)多次試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，這種操作方法是有效的，可以控制泡沫渣的溢出。本發(fā)明的有益效果是不僅可以抑制轉(zhuǎn)爐爐口的溢渣，而且可以從吹氧一開(kāi)始就盡可能地增加鐵水中碳-氧反應(yīng)的比例，相當(dāng)于使脫碳期提前，可收到爐內(nèi)升溫加快、氧利用率提高、生成CO比率增加等效果。


附圖I為背景技術(shù)的石灰造渣吹氧模式示意圖；附圖2為本發(fā)明的石灰石造渣吹氧模式示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明不需顧慮石灰石在轉(zhuǎn)爐內(nèi)是否會(huì)渣化，在保持槍前壓力的條件下，在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉前期，一開(kāi)吹就把氧槍位置下降到石灰造渣吹煉法槍位控制時(shí)的脫碳期槍位吹氧，并且在脫碳期繼續(xù)維持這個(gè)槍位進(jìn)行吹氧，待吹煉中后期再把槍位略微提高，以改變脫碳期爐渣的返干狀態(tài)，接近吹煉終點(diǎn)時(shí)，將槍位降到最低，以加強(qiáng)熔池?cái)嚢杈鶆虺煞趾蜏囟?。即相?duì)于石灰造渣吹煉法，把最初的高槍位改變?yōu)榈蜆屛?。槍位控制模式，參照?。按照低-低-高(_低)的槍位控制模式進(jìn)行一爐的吹煉，主要是在吹煉的前期把槍位降低到吹煉中期的位置，因此根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，在吹煉前期可以把H控制在(20-34) d范圍內(nèi)。

實(shí)施例I
在出鋼量為60噸的轉(zhuǎn)爐上，采用全石灰石全鐵水煉鋼，入爐鐵水溫度為1296°C，石灰石按照90kg/t鋼的量加入，從吹煉一開(kāi)始，就把氧槍下降到脫碳期的硬吹位置進(jìn)行吹氧，然后根據(jù)產(chǎn)生噴濺的情況適當(dāng)?shù)厣舷抡{(diào)整槍位，氧槍槍位H= (24-30) d范圍內(nèi)，吹氧13分鐘后降槍到吹煉終點(diǎn)的最低位置，繼續(xù)吹氧20秒后倒?fàn)t測(cè)溫取樣，溫度達(dá)到1654°C，碳、磷、硫符合成分要求，而后出鋼。實(shí)施例2
在出鋼量為60噸的轉(zhuǎn)爐上，造渣料采用全石灰石，金屬料為95%鐵水+5%廢鋼，入爐鐵水溫度為1308°C，石灰石按照90kg/t鋼的量加入，從吹煉一開(kāi)始，就把氧槍下降到脫碳期的硬吹位置進(jìn)行吹氧，然后根據(jù)產(chǎn)生噴濺的情況適當(dāng)?shù)厣舷抡{(diào)整槍位，氧槍槍位H= (22-28)d范圍內(nèi)，吹氧10. 5分鐘后提槍到吹煉后期的軟吹位置，繼續(xù)吹氧I分鐘并在終點(diǎn)前將氧槍降低到最低位置15秒后倒?fàn)t測(cè)溫取樣，溫度達(dá)到1642°C，碳、磷、硫符合成分要求，而后出鋼。實(shí)施例3
在出鋼量為60噸的轉(zhuǎn)爐上，造渣料的50%為石灰，其余部分按照CaO需要量加入石灰石，金屬料為85%鐵水+15%生鐵塊，入爐鐵水溫度為1322°C，石灰石折合石灰按照50kg/t鋼的量加入，從吹煉一開(kāi)始，就把氧槍下降到脫碳期的硬吹位置進(jìn)行吹氧，然后根據(jù)產(chǎn)生噴濺的情況適當(dāng)?shù)厣舷抡{(diào)整槍位，氧槍槍位H= (26^32) d范圍內(nèi)，吹氧10分鐘后提槍到吹煉后期的軟吹位置，繼續(xù)吹氧I分鐘并在終點(diǎn)前將氧槍降低到最低位置20秒后倒?fàn)t測(cè)溫取樣，溫度達(dá)到1638°C，碳、磷、硫符合成分要求，而后出鋼。
權(quán)利要求
1.一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，其特征是在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中造渣時(shí)，直接加入石灰石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石灰后，在保持槍前壓力的條件下，在吹煉前期就把氧槍位置下降到石灰造渣吹煉法的脫碳期槍位吹氧，吹煉中后期把槍位提高；接近吹煉終點(diǎn)時(shí)，將槍位降到最低；相對(duì)于石灰造渣吹煉法，把最初的高槍位改變?yōu)榈蜆屛弧?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，其特征在于轉(zhuǎn)爐裝入的造渣料中，石灰石代替石灰質(zhì)量百分比例為30% 100% ;裝入金屬料中，鐵水的質(zhì)量百分比例為80% 100%，其余為廢鋼或生鐵塊；吹煉前期氧槍的槍位在H=(2(T34)d范圍內(nèi)，式中H代表噴嘴至熔池平靜液面的垂直距離，d代表氧槍喉口直徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐用石灰石造渣煉鋼槍位控制方法，屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中造渣時(shí)，直接加入石灰石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石灰后，在保持槍前壓力的條件下，在吹煉前期就把氧槍位置下降到石灰造渣吹煉法的脫碳期槍位吹氧，吹煉中后期把槍位提高；接近吹煉終點(diǎn)時(shí)，將槍位降到最低；相對(duì)于石灰造渣吹煉法，把最初的高槍位改變?yōu)榈蜆屛弧１景l(fā)明的有益效果是不僅可以抑制轉(zhuǎn)爐爐口的溢渣，而且可以從吹氧一開(kāi)始就盡可能地增加鐵水中碳-氧反應(yīng)的比例，相當(dāng)于使脫碳期提前，可收到爐內(nèi)升溫加快、氧利用率提高、生成CO比率增加等效果。
文檔編號(hào)C21C5/32GK102766723SQ20121022079
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者嚴(yán)國(guó)安, 劉瑞寧, 容晨光, 張紅衛(wèi), 曲均志, 李宏, 李勝利, 楊峰功, 梁玫, 王恭亮, 葛永肖, 董大西 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué), 河北鋼鐵集團(tuán)有限公司, 石家莊鋼鐵有限責(zé)任公司