一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法

技术领域

本发明涉及铁水冶炼技术领域，尤其是一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法。

背景技术

转炉冶炼低硅低锰铁水时（硅、锰均低于0.10%，具体成分见附表1），与转炉冶炼正常铁水相比（成分如表），铁水中的硅、锰氧化仅需1-2min，炉内较早进入碳氧反应期，此时脱碳速度很大，吹入的氧和炉渣中的氧化铁都用来参加脱碳反应，使炉渣中氧化铁成分达到最低值，渣中低熔点氧化铁成分降低，致使高熔点的硅酸二钙大量生成并将石灰包裹住，使石灰、轻烧白云石等造渣剂熔化困难，直接影响脱磷效果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法，通过在冶炼操作中的精准参数控制，促进铁水成渣，具体技术方案如下：

一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法，包括以下步骤：

1）连铸准备好干净的装高温渣子的渣罐，置放于中间包排渣口下方，保持干净；

2）根据中间包渣量情况，通过调整中间包钢水量，将中间包渣由排渣口排出，进入渣罐储存；

3）渣罐装满中间包渣后，利用天车将其吊运至翻渣场进行翻罐；

4）对翻出的中间包渣进行破碎、筛分、晾干，形成粒度10-40mm的干燥中间包渣成品；将中间包渣改性，具体操作为：

A、将中间包渣成品浸没到其质量10-20倍的清水中，加入氯化镧，搅拌20-30min，加入氢氧化钠，搅拌20-30min，过滤；

B、将所得滤渣在600-700℃的氢气氛围中反应3-5h，反应产物中加入硼粉，在800-900℃真空下烧结7-9h即可得到改性包渣：

5）利用上料皮带将改性包渣与步骤（4）的中间包渣成品混合，倒运至转炉高位料仓；

6）转炉冶炼低硅铁水时，开吹点火成功后，由高位料仓先加入第一批造渣料，而后加入中间包渣500kg；

7）转炉吹炼过程采取高枪位操作模式，枪位由开吹的1800mm逐步降低至终点拉碳枪位；

8）冶炼终点直接出钢。

进一步的，步骤（1）中，所述渣罐容量超过3吨。

进一步的，步骤（4）中，所述氯化镧的用量为包渣质量的0.22-0.23%。

进一步的，步骤（4）中，氢氧化钠用量为包渣质量的3-5%。

进一步的，步骤（4）中，所述硼粉用量为中间包渣成品质量的0.1-0.3%。

进一步的，步骤（5）中，所述改性包渣与中间包渣成品质量比为1:150-200。

进一步的，步骤（8）中，所述直接出钢方式为一次倒炉或不倒炉中的任意一种。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

本发明连铸中间包钢水在连续浇铸过程中，会利用排渣口将中间包钢水上方渣子进行排出，以控制钢水洁净性。连铸中间包渣的形成主要为：钢水浇铸末期钢包内渣子进入中间包，其次为钢水侵蚀中间包耐火材料形成。通过对中间包渣进行化验分析，其含有大量的快速成渣成分，如SiO2、Al2O3、MnO等，将其回收利用，转炉冶炼低硅铁水时添加中间包渣可促进成渣，解决成渣难的问题。

本发明利用中间包渣高SiO2、Al2O3、MnO特点，将其在转炉冶炼低硅铁水时进行使用，增加渣中SiO2、MnO、Al2O3等促进化渣。

1）使用中间包渣利于转炉吹炼前期快速成渣，利于前期低温高效脱磷；

2）中间包渣为钢厂内部附加产品，无成本影响，与采购使用复合化渣剂具有客观的直接经济效益；

3）本发明通过中间包渣改性，增加稀土镧和硼的使用，使得钢水完整性高，整体更为稳定，容易与杂质脱离，脱渣过程高效快速；

4）中间包渣含有MgO，促进转炉快速成渣的同时，可提高渣中MgO含量，提升护炉效果，可减少轻烧白云石加入量和护炉耐材消耗，创造可观的直接经济效益。

附图说明

图1 枪位控制参数图。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法，包括以下步骤：

1）连铸准备好干净的装高温渣子的渣罐，置放于中间包排渣口下方，保持干净；所述渣罐容量超过3吨；

2）根据中间包渣量情况，通过调整中间包钢水量，将中间包渣由排渣口排出，进入渣罐储存；

3）渣罐装满中间包渣后，利用天车将其吊运至翻渣场进行翻罐；

4）对翻出的中间包渣进行破碎、筛分、晾干，形成粒度10mm的干燥中间包渣成品；将中间包渣改性，具体操作为：

A、将中间包渣成品浸没到其质量20倍的清水中，加入氯化镧，搅拌30min，加入氢氧化钠，搅拌20min，过滤；

B、将所得滤渣在700℃的氢气氛围中反应5h，反应产物中加入硼粉，在900℃真空下烧结7h即可得到改性包渣：

所述氯化镧的用量为包渣质量的0.23%，氢氧化钠用量为包渣质量的3%；所述硼粉用量为中间包渣成品质量的0.3%；

5）利用上料皮带将改性包渣与步骤（4）的中间包渣成品混合，倒运至转炉高位料仓；所述改性包渣与中间包渣成品质量比为1:200；

6）转炉冶炼低硅铁水时，开吹点火成功后，由高位料仓先加入第一批造渣料，而后加入中间包渣500kg；

7）转炉吹炼过程采取高枪位操作模式，枪位由开吹的1800mm逐步降低至终点拉碳枪位；

8）冶炼终点直接出钢；所述直接出钢方式为一次倒炉。

实施例2

一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法，以生产HRB400E钢种为例，包括以下步骤：

生产HRB400E钢种，转炉溅渣护炉完毕后，先后对入废钢、铁水各10.1t、89.5t，其中铁水硅含量为0.065%、磷含量为0.130%、碳含量为3.7%，温度为1330℃，而后下氧枪进行供氧冶炼。开吹枪位控制1800mm进行点火，点火成功后先加入石灰1210kg、轻烧白云石500kg，冶炼20s后加入中间包渣505kg、改性中间包渣1.7kg，供氧流量全程按21000Nm3/h控制。通过转炉炉口火焰和跳渣判断，冶炼至3.1min时起渣，此时加入第二批造渣料，先加入石灰500kg，冶炼20s后加入轻烧白云石295kg，枪位控制为1710mm。冶炼至4.5min，加入石灰和轻烧各200kg，枪位控制1600mm。冶炼至5.5min，枪位开始呈阶梯状逐步降低，冶炼至9.4min时降低至拉碳枪位1.1m，拉碳0.8min时通过观察炉口火焰和利用TCO探头进行在线测温，判断钢水温度和碳含量达到目标要求，此时提出氧枪，直接按不倒炉出钢组织，向炉后摇炉进行出钢，炉后测钢水温度为1637℃，取炉内钢水样分析碳含量为0.10%、磷含量为0.022%，具体见附表2所示。改性中间包渣制作同实施例1。

使用中间包渣后，转炉化渣效果得到较好提升，直接冶炼过程可采取低枪位、大流量操作，转炉纯供氧时间、脱磷率分别完成10.2min、83.1%，整体控制较好，终点实现拉碳出钢，转炉炉况得到维护。其他操作同实施例1。

实施例3

一种解决转炉冶炼超低硅铁水成渣困难的方法，以生产HRB400E钢种为例，包括以下步骤：

生产HRB400E钢种，转炉溅渣护炉完毕后，先后对入废钢、铁水各9.7t、90.2t，其中铁水硅含量为0.058%、磷含量为0.135%、碳含量为3.9%，温度为1325℃，而后下氧枪进行供氧冶炼。开吹枪位控制1820mm进行点火，点火成功后先加入石灰1110kg、轻烧白云石490kg，冶炼18s后加入中间包渣500kg、改性包渣2.3kg，供氧流量全程按21000Nm3/h控制。通过转炉炉口火焰和跳渣判断，冶炼至3.3min时起渣，此时加入第二批造渣料，先加入石灰450kg，冶炼22s后加入轻烧白云石300kg，枪位控制为1700mm。冶炼至4.8min，加入石灰和轻烧各200kg，枪位控制1600mm。冶炼至5.9min，枪位开始呈阶梯状逐步降低，冶炼至9.6min时降低至拉碳枪位1100mm，拉碳0.7min时通过观察炉口火焰，判断钢水温度和碳含量达到目标要求，此时提出氧枪进行倒炉测温取样，测得钢水温度为1643℃，而后组织出钢。取炉内钢水样分析碳含量为0.09%、磷含量为0.020%，具体见附表2所示。改性中间包渣制作同实施例1。

使用中间包渣后，转炉化渣效果得到较好提升，直接冶炼过程可采取低枪位、大流量操作，转炉纯供氧时间、脱磷率分别完成10.3min、85.2%，整体控制较好，终点实现拉碳出钢，转炉炉况得到维护。其他操作同实施例1。

实施例4

生产HRB400E钢种，转炉溅渣护炉完毕后，先后对入废钢、铁水各10.2t、90.1t，其中铁水硅含量为0.062%、磷含量为0.133%、碳含量为3.6%，温度为1324℃，而后下氧枪进行供氧冶炼。开吹枪位控制1830mm进行点火，点火成功后先加入石灰1180kg、轻烧白云石500kg，冶炼22s后加入中间包渣500kg、加入改性包渣1.9kg，供氧流量全程按21000Nm3/h控制。通过转炉炉口火焰和跳渣判断，冶炼至3.2min时起渣，此时加入第二批造渣料，先加入石灰460kg，冶炼25s后加入轻烧白云石280kg，枪位控制为1710mm。冶炼至4.7min，加入石灰和轻烧各200kg，枪位控制1610mm。冶炼至5.8min，枪位开始呈阶梯状逐步降低，冶炼至9.2min时降低至拉碳枪位1100mm，拉碳0.7min时通过观察炉口火焰和利用TCO弹头在线测温，判断钢水温度和碳含量达到目标要求，此时提出氧枪直接向炉后摇炉不倒炉出钢，炉后测得钢水式温度1641℃，取炉内钢水样分析碳含量为0.10%、磷含量为0.019%，具体见附表2所示。改性中间包渣制作同实施例1。

使用中间包渣后，转炉化渣效果得到较好提升，直接冶炼过程可采取低枪位、大流量操作，转炉纯供氧时间、脱磷率分别完成9.9min、85.7%，整体控制较好，终点实现拉碳出钢，转炉炉况得到维护。其他操作同实施例1。

对比例：

生产HRB400E钢种，转炉溅渣护炉完毕后，先后对入废钢、铁水各9.9t、89.7t，其中铁水硅含量为0.063%、磷含量为0.132%、碳含量为3.7%，温度为1326℃，兑铁后下氧枪进行供氧冶炼。开吹枪位控制1830mm进行点火，点火成功后先加入石灰1100kg、轻烧白云石450kg，供氧流量全程按19000Nm3/h控制。通过转炉炉口火焰和跳渣判断，加入第一批渣料至冶炼4min时仍未起渣，此时将氧气流量调为18000Nm3/h继续高枪位冶炼，冶炼至6.6min时起渣，此时加入第二批造渣料，先加入石灰500kg，冶炼30s后加入轻烧白云石200kg，枪位控制仍为1830mm。因冶炼过程化渣效果不好，持续返干，冶炼至11.2min仍按高枪位控制，冶炼至11.7min通过炉口火焰判断化渣效果有所改善、但碳含量已偏低，此时将枪位由1830mm立即降低至1100mm拉碳枪位，拉碳0.5min后通过炉口火焰判断钢水温度合适，但钢水较为过氧。利用TCO弹头在线测温后，提出氧枪倒炉进行测温取样，测得钢水温度1636℃，取炉内钢水样分析碳含量为0.05%、磷含量为0.050%，具体见附表2所示。

未使用中间包渣，转炉冶炼过程化渣困难，全程使用低流量、高枪位，动力学条件差，氧气利用率低，转炉纯供氧时间、脱磷率分别完成12.2min、62.1%，终点钢水磷未达到国标要求，且钢水过氧化严重，转炉炉况维护困难。

表1 入炉铁水成分

 由表可以看出，入炉之前，各组之间实际成分差异并不显著，实际操作中的参数变化小，符合比较条件。

表2终点控制

由表可以看出，按照本发明操作的实施例2-4脱磷率均达到要求。