专利名称：Lf热态精炼渣逐级返回循环利用方法
技术领域：
本发明涉及炼钢技术领域，尤其涉及LF热态精炼渣逐级返回循环利用的方法。
背景技术：
当今，在电炉短流程生产中，配料一电炉初炼一LF精炼一VD真空脱气一连铸生产工艺流程已成为电炉短流程生产的主体工艺流程。具体为按照配料要求，将废钢、铁水等依次装入电炉内，并加入适量的造渣材料(石灰、白云石等)，经过电弧加热、吹氧、喷粉造泡 沫渣、留钢留渣、取样分析等一系列操做，使钢铁料经熔化、氧化(脱碳、脱磷)、升温等过程，达到出钢要求。在出钢过程中采取无渣出钢，加铝质脱氧剂预脱氧、合金料合金化及预熔渣(调渣剂、石灰、萤石等)等措施，降低钢水及渣的氧化性、合金及脱氧剂的消耗量、极早成渣，降低钢水的最终氧含量、提高钢水的纯洁度，为下一步精炼工序创造良好的条件。初炼钢水到LF炉后，经过送电化渣、调渣、控渣、喂线、搅拌，配加合金等操作，进行钢液的脱氧脱硫，去除夹杂，调整成分，控制温度等处理，符合LF炉精炼出钢条件时出钢。钢液经扒(倒)掉30%-60%的LF炉精炼渣后，经VD炉对钢液进行真空脱气处理，实现钢液脱氢、去除部分氮及进一步促进夹杂物上浮，净化钢液的目的，最后经连铸将钢液浇铸成相应铸坯。LF炉具有设备简单、投资费用低、操作灵活、精炼效果好等冶金特点，作为提升钢材冶金质量的有效手段得到迅速发展，已成为现代化钢铁生产短流程中不可缺少的一道关键工序。在LF精炼过程中，主要是利用精炼渣高碱度、低氧化性和高硫容量的特点对钢液进行精炼，以实现对钢液脱氧、脱硫，吸附钢中的夹杂物、控制夹杂物的形态等冶金功能，提高钢液洁净度。然而，精炼后也产生大量精炼渣，约占钢产量的3%左右。按照2010年产
6.26亿吨钢，1/2经LF炉精炼计算，则每年将产生939万吨LF精炼渣。大量LF精炼渣的直接排放将造成环境的严重污染和资源的浪费，不符合绿色、生态冶金的发展要求。公开号为CN101956043A的发明专利公开了一种炼钢残渣的回收利用方法，在钢水烧注完毕后，先在回收包盛放2-3吨钢水,后将2吨残洛倒入回收钢包,加入覆盖剂50kg。回收钢包经运输车运输至电炉工序，将残渣和铁水一起倒入电炉，由于残渣中仍富含CaO、Al2O3等并且为液态，倒入电炉即可代替石灰脱磷、脱硫减少了石灰消耗，同时将残渣中的热量也得到了有效的回收利用，降低了电炉消耗，避免了对环境的污染。公开号为CN101403021A的发明专利提出了一种电炉一LF精炼(VD真空脱气)一模铸生产工艺流程产生钢渣利用方法，在LF钢包精炼炉加入造渣料并进行精炼，每吨钢水加造渣料20kg-50kg，然后浇铸，把浇铸后钢包炉炉渣及剩余钢水返回电炉进行冶炼，并在电炉中加入造渣料，每吨钢水加造渣料50kg-70kg。电炉冶炼过程中减少了造渣料石灰的加入，并降低了电炉的供电量。对于需要脱气的钢种，在LF钢包精炼炉精炼并加入造渣料，造渣结束后将钢水送至VD真空脱气炉脱气，然后浇铸，将浇铸后钢包炉炉渣及剩余钢水返回电炉进行冶炼，本钢渣利用方法成本较低，可避免钢包精炼过程中硫富集。目前现有技术中，仅将钢包注余LF热态精炼渣进行循环再利用，但循环再利用的次数均低于3次；另外，对于LF炉热态精炼渣即钢液经LF精炼后VD真空脱气处理前倒掉或扒掉的30%-60%的LF热态精炼渣循环应用于LF精炼的技术还没有报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种LF热态精炼渣逐级返回循环利用的方法，可用于电炉短流程生产过程，也可用于转炉流程。本发明提供的LF热态精炼渣逐级返回循环利用的方法，具有如下两个特点(I)由于VD处理前扒掉的LF热态精炼渣与钢包注余LF热态精炼渣相比，具有更高温度、高碱度、低氧化性、低熔点、高硫容、夹杂物 含量少等特点，仍然具有较强的脱硫、改善夹杂物形态的潜力，既可循环应用于LF炉精炼，也可作为电炉和转炉冶炼的造渣剂，所以可直接倒入待LF炉精炼的钢包中替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序或也可倒入脱硫盛渣包中、经气化脱硫后，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序，并根据钢种制定相应调渣方案，使循环应用次数达3次以上，最佳可达4-8次。(2)由于钢包注余LF热态精炼渣，随钢液经VD脱气处理、连铸过程进一步吸附夹杂，该精炼渣中夹杂物进一步富集，精炼作用降低且温度下降，所以选择将其直接加入到兑铁水包或将其倒入盛钢桶中，用于初炼工序以替代石灰、白云石等造渣料。其具体技术方案如下该方法的每一个循环过程包括初炼工序一LF精炼工序—VD真空脱气工序一浇注工序，其中，所述LF精炼工序后VD真空脱气工序前扒掉规定量的LF热态精炼渣，作为第一逐级循环LF热态精炼渣，将所述第一逐级循环LF热态精炼渣在下一个循环过程中直接倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序(即用所述第一逐级循环LF热态精炼渣取代一部分预熔渣，以减少预熔渣的消耗)；或将所述逐级循环LF热态精炼渣倒入脱硫盛渣包中，经气化脱硫后，在下一个循环过程中倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序。所述规定量的LF热态精炼渣为VD真空脱气工序前LF热态精炼渣总量的30wt% 60wt%o优选地，所述第一逐级循环LF热态精炼渣的循环应用次数为3-8次。优选地，所述第一逐级循环LF热态精炼渣是在初炼炉出钢时或者钢液转移至LF精炼工位之前倒入待LF炉精炼的钢包中。优选地，Ikg所述第一逐级循环LF热态精炼洛相当于0. 5kg 0. 8kg预熔洛。该方法还包括将钢包注余LF热态精炼渣及残余钢液在下一循环过程中直接加入到兑铁水包；或倒入盛钢桶中，集中收集，加盖保温，在下一循环加料、兑铁水时倒入初炼炉中，替代部分造渣料循环应用于初炼工序。所述钢包注余LF热态精炼渣及残余钢液的循环应用次数为3-8次。Ikg所述钢包注余LF热态精炼洛相当于0. 3kg 0. 6kg造洛料。本发明的有益效果如下本发明的方法将VD处理前扒掉的LF热态精炼渣循环应用于LF精炼，将钢包注余LF热态精炼渣循环应用于电炉初炼，且循环应用次数高，最高可达8次，因此LF热态精炼渣利用率高，显著降低造渣剂用量，提高化渣效果、进一步缩短精炼初期的化渣时间、提高LF精炼初期电极的稳定性和热效率、降低电耗，减轻电弧对钢包渣线的辐射，提高钢包寿命，降低耐材消耗，降低生产成本，减少LF精炼渣的排放，促进特钢冶炼实现绿色、生态冶金和清洁生产；同时有效回收钢包内注余钢水，提高金属回收率；经检测采用本发明的方法对钢的质量没有影响。
图I是本发明LF热态精炼禮:逐级循环利用方法实施例I流程图；图2是本发明LF热态精炼禮:逐级循环利用方法实施例2流程图；图3是本发明LF热态精炼禮:逐级循环利用方法实施例3流程图；
图4是本发明LF热态精炼禮:逐级循环利用方法实施例4流程图。
具体实施例方式以下的实施例用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不限于以下实施例。本发明提供的LF热态精炼渣逐级返回循环利用的方法，可用于电炉短流程生产过程，也可用于转炉流程生产过程。下面以在电炉短流程中应用LF热态精炼渣逐级返回循环利用的方法为例进行详细说明，该方法的每一个循环包括如下工序50t电炉初炼工序—50tLF精炼工序一60tVD真空脱气工序一Rllm方/圆坯合金钢连铸机连铸工序，详述于下电炉初炼工序采用“废钢+铁水”的炉料结构，经过电弧加热、吹氧、喷粉造泡沫渣、加造渣料(石灰等)、留钢留渣、取样分析等一系列操作，使钢铁料经熔化、氧化(脱碳、脱磷)、升温等过程，达到出钢要求；在出钢过程中通过采取无渣出钢，加铝质脱氧剂预脱氧、合金料合金化及预熔渣(调渣剂和石灰);出钢结束后，将钢包转移至LF精炼工位，经送电化渣、加入适量渣料(石灰、SiC等)调渣、喂线、搅拌等，进行钢液的脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分和调温等处理，当符合LF炉精炼出钢条件时出钢；钢液在吊至VD真空处理工位前，为提高VD真空处理效果，扒掉30%-60%的LF热态精炼渣，优选扒掉1/3-1/2的LF热态精炼渣(VD处理前扒掉的LF热态精炼渣最多为LF精炼渣的60%，LF热态精炼渣的扒掉量并不固定，根据冶炼钢种、原料的成分、技术要求等而改变，在VD处理前扒掉的LF热态精炼渣过多，会导致钢包内残余钢渣过少，会使钢渣的保温能力、吸附夹杂能力下降等，对钢质产生不利影响);随后，将钢液转移至VD炉进行真空脱气处理，实现钢液脱氢、去除部分氮及进一步促进夹杂物上浮，净化钢液的目的，最后经连铸将钢液浇铸成相应铸坯。其中，将VD真空脱气工序前扒掉的LF热态精炼渣，又称为第一逐级循环LF热态精炼渣，在下一个循环过程中直接倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序；或将第一逐级循环LF热态精炼渣倒入脱硫盛渣包中，经气化脱硫后，在下一个循环过程中倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序，并制定相应调渣方案。所述调渣方案是根据冶炼钢种、原料状况、技术要求等确定第一逐级循环LF热态精炼渣与预熔渣的比例关系，调整预熔渣的加入量，并根据精炼过程中的渣况，加入适量石灰、SiC、碳粉等来调整炉渣的冶金性能。所述气化脱硫是指将空气加压后吹入盛有VD处理前扒掉的LF热态精炼渣的钢包中，将其中的化合态硫氧化成为SO2脱除，避免热态精炼渣产生硫富集问题，以提高循环利用次数及冶金效果。采用本发明的方法，第一逐级循环LF热态精炼渣可循环应用达3次以上，最佳可达4-8次，实现第一逐级循环LF热态精炼渣的充分利用。
第一逐级循环LF热态精炼渣优选在电炉出钢时或者钢液转移至LF精炼工位之前将其倒入待LF炉精炼的钢包中。另外，本发明的方法还将连铸工序后的钢包注余LF热态精炼渣(又称为第二逐级循环LF热态精炼渣)及残余钢液直接加入到兑铁水包或将其倒入盛钢桶中，集中收集，加盖保温，在下一循环电炉 加料、兑铁水时倒入电炉中，替代部分造渣料循环应用于电炉初炼工序，以循环用于电炉脱磷、脱硫，从而节约石灰、白云石等造渣剂用量。该第二逐级循环LF热态精炼渣及残余钢液的循环应用次数达3次以上，最佳可达4-8次。在未循环使用第一逐级循环LF热态精炼渣以及第二逐级循环LF热态精炼渣及残余钢液时，每吨炉料配加35kg 50kg的造渣料，预熔渣的使用量为10kg/t钢 15kg/t钢。在循环使用第一逐级循环LF热态精炼渣以及第二逐级循环LF热态精炼渣及残余钢液时，每吨炉料可减少造洛料3kg 5kg,每吨钢可减少预熔洛4kg 6kg。Ikg第一逐级循环LF热态精炼渣相当于0. 5kg 0. 8kg预熔渣，Ikg第二逐级循环LF热态精炼洛相当于0. 3kg 0. 6kg造洛剂。所述预熔渣中调渣剂的主要组分的质量百分比优选为CaO 50wt% 60wt%，SiO2 10wt% 15wt%, Al2O3 20wt% 25wt%,Mg0 6wt% 10wt% ;调禮:剂与石灰质量比优选为I :I。作为石灰，其为常用的冶金造渣用石灰即可，优选其主要组分的质量百分比如下CaO:88wt% 100wt%, Si02 0wt% I. 5wt%, S 0wt% 0. 20wt%, P 0wt% 0. 01wt%。实施例I见图1，冶炼钢种40Cr，将未循环炉次钢液经LF精炼，VD真空脱气处理前，扒掉40%-50%的LF热态精炼渣作为VD处理前扒掉的LF热态精炼渣即第一逐级循环LF热态精炼渣，将其直接倒入循环一炉待LF炉精炼钢液的钢包中，替代一部分预熔渣用于LF精炼，循环应用四次后重新造新精炼渣，继续循环应用；每炉次连铸结束后，钢包注余LF热态精炼渣即第二逐级循环LF热态精炼渣及剩余残钢直接兑入电炉铁水包中，在电炉兑铁水时加入电炉，替代部分造渣剂，用于电炉脱磷、脱硫，回收钢包内注余钢液；具体参数见表I。电炉初炼造渣剂石灰降低200kg/炉，预熔渣(调渣剂+石灰)消耗降低256kg/炉，电炉初炼电耗降低270kwh/炉，金属回收率提高0. 4%，LF精炼电耗降低140kwh/炉，钢包渣线一次寿命平均提高2炉以上，耐材消耗降低0. 0174t/炉。经检测采用本发明的方法炼钢对钢种40Cr的质量没有影响，检测结果参见表2。表I实施例I的相关参数炉次电炉出钢+ 烙渣加入诚 VD处ffllW扒VD处JffW扒钢Iifft余LF钢Ii注余LF温度濟刺+ii灰)掉的LF热态精掉的LF热态热态楮炼濟+热态精炼濟+
炼濟M拈炼论返M残钢M残钢返l"IM
4i
权利要求
1.一种LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，每一个循环过程包括初炼工序一LF精炼工序一VD真空脱气工序一浇注工序，其特征在于，所述LF精炼工序后VD真空脱气工序前扒掉规定量的LF热态精炼渣，作为第一逐级循环LF热态精炼渣，将所述第一逐级循环LF热态精炼渣在下一个循环过程中直接倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序；或将所述逐级循环LF热态精炼渣倒入脱硫盛渣包中，经气化脱硫后，在下一个循环过程中倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序。
2.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述第一逐级循环LF热态精炼渣的循环应用次数为3-8次。
3.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述第一逐级循环LF热态精炼渣是在初炼炉出钢时或者钢液转移至LF精炼工位之前倒入待LF炉精炼的钢包中。
4.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，Ikg所述第一逐级循环LF热态精炼洛相当于O. 5kg O. 8kg预熔洛。
5.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，还包括将钢包注余LF热态精炼渣及残余钢液在下一循环过程中直接加入到兑铁水包；或倒入盛钢桶中，集中收集，加盖保温，在下一循环加料、兑铁水时倒入初炼炉中，替代部分造渣料循环应用于初炼工序。
6.根据权利要求5所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述钢包注余LF热态精炼洛及残余钢液的循环应用次数为3-8次。
7.根据权利要求5所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，Ikg所述钢包注余LF热态精炼洛相当于O. 3kg O. 6kg造洛料。
8.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述初炼工序包括如下工序采用“废钢和铁水”的炉料结构，经过电弧加热、吹氧、喷粉造泡沫渣、加造渣料、留钢留渣、取样分析一系列操作，使炉料熔化、脱碳、脱磷、升温，从而达到出钢要求；无渣出钢过程中，加铝质脱氧剂预脱氧、合金料合金化及预熔渣。
9.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述LF精炼工序包括如下工序将钢包转移至LF精炼工位，经送电化渣、加入适量造渣料调渣、喂线、搅拌，对钢液进行脱氧、脱硫、去除夹杂、调整成分和调温，当达到LF炉精炼出钢条件时出钢。
10.根据权利要求I所述的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，其特征在于，所述规定量的LF热态精炼渣为VD真空脱气工序前LF热态精炼渣总量的30wt% 60wt%。
全文摘要
本发明公开了一种属于炼钢技术领域的LF热态精炼渣逐级返回循环利用方法，该方法的每一个循环应用的过程包括初炼工序→LF精炼工序→VD真空脱气工序→浇注工序，其中，所述LF精炼工序后VD真空脱气工序前扒掉规定量的LF热态精炼渣，作为第一逐级循环LF热态精炼渣，将所述第一逐级循环LF热态精炼渣在下一个循环过程中直接倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序；或将所述逐级循环LF热态精炼渣倒入脱硫盛渣包中，经气化脱硫后，在下一个循环过程中倒入待LF炉精炼的钢包中，替代一部分预熔渣循环应用于LF精炼工序。采用本发明的方法LF热态精炼渣循环应用次数高，生产成本低，经检测采用本发明的方法对钢的质量没有影响。
文档编号C21C7/064GK102676743SQ20121016230
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者于学文, 刘永昌, 孟宪华, 张君平, 徐锡坤, 李法兴, 王学利, 翟正龙, 裴建华, 赵燕, 郑桂芸 申请人:莱芜钢铁集团有限公司