一种中高硅铁水的转炉冶炼方法与流程

本发明涉及一种中高硅铁水的转炉冶炼方法，属于钢铁冶金行业中转炉炼钢技术领域。

背景技术：

硅元素是钢中最常见的五大元素之一，硅与钢液中的氧有较强的化合作用，能使钢中的纯铁体晶粒细小和散布均匀，硅还是冶炼较好性能镇静钢的常用脱氧剂。适量的硅可以提高钢材的强度，而且对其塑性、冷弯性能、冲击韧性和焊接性无显著不良影响。但是过量的硅将降低钢材的塑性和冲击韧性，恶化钢材的抗锈蚀能力和焊接性。

在钢铁炼制过程中，由于铁矿石的多样化以及高炉休风后开炉等原因易导致铁水硅含量偏高。对于高硅铁水冶炼，必须控制入转炉铁水硅含量处于合理范围。否则，硅元素高不仅造成转炉脱磷困难，渣料消耗大，甚至易引起大喷溅。国内大部分钢厂未采取铁水脱硅预处理工艺，这就给转炉冶炼带来了一定的难度。常规冶炼主要存在的问题：一是易造成喷溅冒黄烟现象，不仅影响钢铁料消耗，且易损耗设备、污染环境等；二是需要消耗大量的石灰来进行造渣脱磷；三是终渣量难以控制等。

技术方案

本发明通过提供一种中高硅铁水的转炉冶炼方法，采用留渣双渣工艺，在不影响钢水终点控制情况下的解决中高硅铁水转炉冶炼过程喷溅问题、渣料消耗高以及终渣量高的问题。本发明中高硅铁水中硅的含量为0.50-1.10％。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案，

一种中高硅铁水的转炉冶炼方法，包括以下步骤：

(1)留渣工序：确定炉内留渣量为55～65kg/t，上一炉出钢完毕后根据留渣量从炉前倒出部分红渣后进行溅渣护炉；

(2)装入工序：溅渣完毕后加入废钢和铁水；

(3)倒渣前吹炼工序：

开吹采用枪位：1600～1700mm；

吹炼350nm³时加入石灰12～15kg/t，同时加入部分矿石，加入量为矿石总量的20～30％；

吹炼至800nm³时加入白云石4.0～6.0kg/t，同时加入部分矿石，加入量为矿石总量的20～30％；

吹炼至1200nm³时将氧枪枪位提至1800～1850mm，氧压不变；吹炼4～6min炉口溢出泡沫渣时关氧提枪；

(4)倒渣工序：倒渣前使用氮气吹扫炉内泡沫渣，枪位采用高—低—低，即枪位提至8～9m后降枪，同时开氮气；降枪至6～7m吹氮气20～30s后继续降枪至4～5m，吹氮气20～30s后提枪倒渣；

(5)倒渣后吹炼工序：倒渣后前期枪位采用1500～1550mm恒枪位操作；石灰分3～5批加入，开吹30s后每隔20～30s加入一批，每批石灰加入3～5kg/t，加入总量控制在15～25kg/t之间；开吹30s后一次性加入白云石4.0～6.0kg/t；多批次均匀加入剩余的40～60％矿石，每批加入2.5～4.0kg/t，终点前3min加完；终点2min前将枪位降至1100～1200mm，直至终点提枪。

优选的，步骤(2)中废钢加入量为：废钢比为7.1％～10.7％。(废钢比是指废钢占总装入量的比值)。

优选的，步骤(2)所述铁水温度为1250～1350℃。

优选的，步骤(2)所述铁水成分为：c：4.20％～6.20％，si：0.50％～1.10％，mn：0.15％～0.45％，p：0.110％～0.170％，s：0.001％～0.030％。

矿石加入量，根据钢种终点碳温控制情况、铁水成分、铁水温度以及废钢配比确定。

普碳钢碳控制在0.07～0.10％，温度控制在1630-1655℃，低碳钢碳控制在0.04-0.05％，温度控制在1610-1650℃。

优选的，步骤(3)中开吹氧压控制在0.85～0.88mpa。

优选的，步骤(4)中氮气压力控制在1.3～1.6mpa。

步骤(4)采用高-低-低枪位的目的一是使炉渣中的铁元素下沉，二是使泡沫渣高度降低，利于倒渣。

优选的，步骤(5)中氧压控制在0.85～0.88mpa。

本发明中的百分含量，除有特殊说明外，均指质量百分数。kg/t指每吨钢所需原料的重量。

本发明具体实施方式提供的一个或多个实施例，至少具有以下效果：

1、本发明有效的解决了中高硅铁水的喷溅现象，降低了钢铁料消耗5kg/t。

2、本发明在不影响终点磷控制的情况下降低了渣料消耗，使石灰消耗控制在38kg/t之内，白云石消耗控制在12kg/t之内，与现有技术相比，石灰降低10kg/t，白云石降低3kg/t。

3、本发明利于实现少渣炼钢，钢渣量可控制在80kg/t之内，比现有技术降低20kg/t以上。

具体实施方式

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

实施例1～6

根据本发明所阐述的转炉炼钢方法，在120t顶底复吹转炉冶炼6炉钢。

实施例1～6的炉内留渣量分别为58、56、60、50、63、65kg/t(指每吨钢的留渣量)，进行溅渣护炉。

溅渣完毕后装入废钢和铁水，各实施例加入的废钢重量、铁水重量、留渣量、铁水成分和废钢配比情况见表1。开吹前根据钢种终点碳温控制情况、铁水成分、铁水温度以及废钢配比确定矿石加入量。各实施例的矿石加入量分别为5021kg、5322kg、5622kg、4852kg、5211kg、5622kg。

倒渣前吹炼工序：实施例1～6的开吹枪位分别为1620、1650、1660、1700、1600、1750mm(枪位指氧枪喷头距熔池液面的距离)，开吹氧压控制在0.85～0.88mpa之间，吹炼300～400nm³时各实施例加入石灰分别为12.5、13.0、12.0、13.6、15、15.4kg/t，同时加入矿石1255、1300、1406、1213、1303、1406kg；吹炼至800～900nm³时各实施例加入白云石分别为4.5、5.0、6.0、4.6、5.5、5.2kg/t，同时加入矿石1256、1300、1408、1214、1301、1406kg。吹炼至1200nm³时实施例1～6将氧枪枪位分别提至1800、1850、1820、1850、1820、1830mm，氧压控制在0.85～0.88mpa之间不变，当实施例1～6分别吹炼4.5、5.0、4.2、5.5、4.6、5.7min，炉口溢出泡沫渣时关氧提枪；倒渣前各实施例的具体渣料消耗以及氧枪控制参数见表2。表2中，倒渣前枪位指的是吹炼至1200nm³时的枪位。

倒渣工序：倒渣前使用氮气刺炉渣(用氮气吹扫炉内泡沫渣)，降低炉渣泡沫化程度，枪位采用高—低—低，即实施例1～6枪位分别提至8、8、9、8.5、8、9m(初始枪位)后降枪，同时开氮气(各实施例氮气压力分别为1.52、1.45、1.35、1.56、1.42、1.60mpa之间)；各实施例分别降枪至7、6.5、7、6、6.5、6m(过程枪位)，并且各实施例分别吹氮气26、28、22、30、25、20s(过程控制时间)；然后各实施例继续分别降枪至5、4.5、4、5、4.5、5m，吹氮气28、30、25、26、28、30s(终点控制时间)后提枪倒渣；各实施例的具体工艺参数见表3。

倒渣后吹炼工序：倒渣后前期氧枪枪位采用1500～1550mm恒枪位操作，氧压控制在0.85～0.88mpa之间；石灰分3～5批加入，开吹30s后每隔20～30s加入一批，每批石灰加入3～5kg/t，各实施例的石灰加入总量分别控制在15.6、16、18、20、22、23kg/t之间，白云石开吹30s后各实施例分别一次性加入4.0、4.5、6.0、5.2、5.8、5.2kg/t；各实施例分别多批次均匀加入2510、2722、2808、2425、2607、2810kg的矿石，每批加入300～550kg矿石，终点前3min加完；终点2min前将枪位降至1100～1200mm之间直至终点提枪。各实施例具体倒渣后渣料消耗以及渣料消耗总量、红渣量与终点磷控制情况见表4。

表4中总石灰消耗量指的是倒渣前吹炼工序石灰消耗量和倒渣后吹炼工序的石灰消耗量的总和；总白云石消耗指的是倒渣前吹炼工序白云石消耗量和倒渣后吹炼工序的白云石消耗量的总和。

表1实施例1～6的铁水成分和废钢配比表

表2实施例1～6倒渣前渣料消耗以及氧枪控制参数表

表3实施例1～6氮气刺炉渣控制参数

表4倒渣后渣料消耗以及渣料消耗总量、红渣量与终点磷控制统计表

从上述结果可以看出，本发明有效的解决了中高硅铁水的喷溅现象，与现有方法相比，可降低钢铁料消耗5kg/t。在不影响终点磷控制的情况下降低了渣料消耗，使石灰消耗控制在38kg/t之内，白云石消耗控制在12kg/t之内，与现有方法相比，石灰消耗降低10kg/t，白云石消耗降低3kg/t。本方法有利于实现少渣炼钢，钢渣量可控制在80kg/t之内，比现有方法降低20kg/t以上。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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