专利名称：一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法
技术领域：
本发明属于钢铁冶金领域，特别涉及到转炉炼钢为提高炉衬寿命而采取的一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法。
背景技术：
美国LTV钢公司首先发明了转炉溅渣护炉方法，该方法是在转炉出钢后留下部分终渣，并加入适量的调渣剂，使炉渣具有合适的粘度和较高的耐火度，然后用高压氮气喷吹炉渣，使炉渣溅射粘附到炉壁形成新的耐火抗蚀层，从而达到保护炉衬和提高炉龄的目的； 一般而言，不采用溅渣护炉时的炉龄很少超过5000炉次，但实施溅渣护炉工艺后，炉龄一般都可以达到万炉以上，甚至达到5万炉以上，因此，溅渣护炉方法得以广泛推广。溅渣护炉工艺中，最关键的环节是炉渣的调渣处理，现有技术中加入到转炉的调渣剂一般为MgO和还原剂，MgO可以提高渣的粘度和烧结点(即耐火度)，还原剂起到还原渣中氧化铁的作用，同样提高渣的粘度和炉渣的熔点，调质后的炉渣粘度高、熔点高，有利于炉壁挂渣，且调渣后渣中MgO含量高，耐火度高，粘渣层抗高温侵蚀能力增强。对于大型转炉炼钢，为提高钢质量，采取低温出钢(一般低于1630°C)，渣温低且渣中氧化铁含量低，往往引起炉底上涨和炉壁积渣，中国发明专利(申请号201110037848，发明名称“控制转炉炉底上涨和炉壁积渣的调渣护炉方法”)，提出了通过二次调渣的方法，解决了因渣粘度高、熔点高导致的炉底积渣上涨和炉壁积渣的问题，但是，目前我国的中小转炉炼钢存在的突出问题是为满足连铸需要，出钢温度要求高，往往在1700°C甚至更高，导致渣温过高，而且高温出钢时为保证脱磷，冶炼终渣中氧化铁含量经常保持在20-40%的范围，如此高的渣温度和氧化铁量，导致渣的粘度非常低，流淌性太强，使得溅渣护炉的效果非常差，炉壁挂渣困难，即使挂渣，其抵抗高温和渣侵蚀的能力也差，这导致炉衬寿命难以提高。采用现有的调渣技术，包括进一步增加渣中MgO和增加还原剂加入量来降低渣中氧化铁量都难以克服目前转炉炼钢高温出钢后渣温高、氧化铁含量高导致的挂渣困难的问题。因此，对于目前转炉炼钢，特别是在出钢温度高(>1680°C)和渣中氧化铁含量高 (>20%)的情况下，调渣处理时必须采用新的调渣方法，克服渣温高、粘度低、挂渣效果差、溅渣层抗高温及渣熔蚀性能差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，解决目前中小转炉炼钢在出钢温度高、冶炼终渣中氧化铁含量高的情况下实施溅渣护炉时存在的渣温高、粘度低、挂渣效果差、溅渣层抗高温及渣熔蚀性能差的问题。本发明采用焦粉、镁砂、钛白粉作调渣剂，焦粉可以降低留渣中的氧化铁，并可以与钛白粉反应生成高熔点的碳化钛，碳化钛与镁砂协同作用提高渣的粘度和熔化温度，因此，采用本发明可以显著提高渣在炉壁上的粘附稳定性和抵抗高温及渣钢熔蚀性，改善溅渣护炉效果，使转炉炉衬寿命大幅度提高。
本发明的目的是通过下列技术方案来实现的 一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，其特征如下
转炉炼钢出钢采用留渣不留钢操作，留渣量为转炉体积容量的6 10%，出钢后，向转炉内加入焦粉、镁砂和钛白粉作调渣剂对炉内留渣进行调渣处理，焦粉可以降低留渣中的氧化铁，并可以与钛白粉反应生成高熔点的碳化钛，碳化钛与镁砂协同作用提高渣的粘度和熔化温度，焦粉的加入量以控制渣中的氧化铁占渣总重量分数的6 10%范围内；镁砂的主要作用是提高渣的粘度和熔化温度，提高挂渣量和挂渣层的耐火耐蚀性能，镁砂的加入量以控制渣中的氧化镁占渣总重量分数的9 15%范围内；钛白粉的加入量以控制渣中的含钛化合物(Tih+TiC+TiN)占渣总重量分数的2 5%范围内。本发明的调渣方法中各物质的选择和加入量确定的根据说明如下
焦粉焦粉的作用有两方面，一是焦粉作为还原剂，还原渣的氧化铁，将渣中的氧化铁控制在适宜挂渣的范围内，因此焦粉的加入量根据渣中氧化铁的量确定，原则是将渣中的氧化铁控制在占渣总重量分数的6 10%范围内；焦粉作为还原剂的优势是高温还原性强， 且还原反应吸热，对降低过热的渣温度有利，这是焦粉作还原剂由于Al、Al-Si等还原剂的优势之一；另外，焦粉还可以还原调渣剂中的TiO2,生成高熔点的TiC (熔点3160°C)提高渣的粘度和耐火耐蚀性；加入焦粉量过多，渣中氧化铁太低，同样挂渣效果差，因此，焦粉的加入量以将渣中的氧化铁控制在占渣总重量分数的6 10%范围内为最佳。镁砂镁砂主要成分是MgO，提高渣中的MgO可以提高渣的熔点和粘度，有利于溅渣挂渣和提高挂渣层的耐火耐蚀性能；镁砂的加入量以控制渣中的氧化镁占渣总重量分数的9 15%范围内，渣中MgO低于8%，对炉衬耐火材料是不利的，但MgO高于15%，同样不利于挂渣。钛白粉钛白粉的主要成分是TiO2,本身熔点高，可以提高渣系的熔点，同时，钛白粉与焦粉反应，还原出部分Ti，溅渣时氮气反应生成氮化钛，钛和碳也会生成高熔点的碳化钛，因此，对于高温出钢的高氧化铁含量渣，加入钛白粉可以利用Ti02、TiC和TiN的，提高渣在炉壁上的粘附稳定性和抵抗高温及渣钢熔蚀性，改善溅渣护炉效果，使转炉炉衬寿命大幅度提高，钛白粉的加入量以控制渣中的含钛化合物(Ti02+TiC+TiN)占渣总重量分数的 2 5%范围内。调渣用焦碳粉的技术指标为固定碳>90%，灰分、杂质、水分之和小于10%。调渣用镁砂中MgO的含量要大于90%。调渣用钛白粉用工业纯级别。本发明的方法特征是采用焦粉、镁砂、钛白粉作调渣剂，焦粉可以降低留渣中的氧化铁，并可以与钛白粉反应生成高熔点的碳化钛，碳化钛与镁砂协同作用提高渣的粘度和熔化温度，因此，采用本发明可以显著提高渣在炉壁上的粘附稳定性和抵抗高温及渣钢熔蚀性，改善溅渣护炉效果，使转炉炉衬寿命大幅度提高。本发明的优点
与现有技术相比较，采用本发明的优点如下
①本发明针对出钢温度高、冶炼终渣中氧化铁含量高的情况下实施溅渣护炉前采用焦粉、镁砂、钛白粉作调渣剂，克服了渣温高、粘度低、挂渣效果差、溅渣层抗高温及渣熔蚀性能差的问题，有效提高了挂渣效果及挂渣层的耐火耐蚀性能，保证炉衬寿命在两万炉以上。②对与高温出钢后的高氧化铁渣，本发明采用焦粉作还原剂，比现有技术中用 Si、Al相比，不仅节约了成本50%以上，而且提高了还原效率，保证了渣中氧化铁含量的稳定性。③钛白粉与焦粉反应，生成TiC，溅渣过程部分还会生成部分TiN，这些高熔点的钛化物提高了挂渣效果与挂渣层寿命，炉龄提高80%以上。④本发明不增加额外的设备和成本，减少了补炉、清渣等时间，提高了转炉的生
产效率。综上所述，本发明能解决目前转炉炼钢高温出钢时溅渣效果差的诸多问题，提高了转炉的生产效率和溅渣护炉效果，节约了炼钢成本，具有显著的经济效益和社会效益，具有推广价值。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步的阐述；实施例仅用于说明本发明，而不是以任何方式来限制本发明。针对国内某厂20吨转炉冶炼，实施本发明 实施实例1
实施本发明的操作步骤如下
(1)、转炉吹炼结束时，转炉摇到倒渣侧，取样分析，渣中氧化铁为30%；
(2)、在1700°C下出钢，出钢采用留渣不留钢操作，留渣量控制在转炉体积容量的6%， 根据计算渣量为600Kg左右；
(3)、出完钢后，摇正转炉，向炉内加入溅渣护炉用调渣剂，调渣剂为焦粉40Kg，镁砂60Kg，钛白粉20Kg，经后续分析得知调渣后渣的成分为Mg015%，氧化铁7. 7%，钛化物 3. 5% ；
(4)、加入调渣剂后，用氧枪将高压氮气吹入炉内，实施溅渣护炉，溅渣护炉采用的工艺参数如下吹氮枪枪头与炉底渣面之间的距离控制在0. 5^1. 5m范围内，采取变化枪位；吹入氮气的压力控制在1. 3MPa ；吹入氮气的流量为120Nm7min ；吹入氮气的时间为^iin。实施效果溅渣护炉完成后，从炉口观测炉内溅渣情况，发现炉壁溅渣层厚度均勻，与现有技术相比，裸砖及砖脱落现象消失，炉衬寿命提高到21007炉次，比不采用本发明的最高炉龄寿命9047炉次提高一倍以上。实施实例2
实施本发明的操作步骤如下
(1)、转炉吹炼结束时，转炉摇到倒渣侧，取样分析，渣中氧化铁为25%；
(2)、在1720°C下出钢，出钢采用留渣不留钢操作，留渣量控制在转炉体积容量的8%， 根据计算渣量为SOOKg左右；
(3)、出完钢后，摇正转炉，向炉内加入溅渣护炉用调渣剂，调渣剂为焦粉30Kg，镁砂70Kg，钛白粉2^(g，经后续分析得知调渣后渣的成分为Mg010%，氧化铁6. 1%，钛化物 3. 0% ；
(4)、加入调渣剂后，用氧枪将高压氮气吹入炉内，实施溅渣护炉，溅渣护炉采用的工艺参数如下吹氮枪枪头与炉底渣面之间的距离控制在0. 5 1. 5m范围内，采取变化枪位；吹入氮气的压力控制在1. 3MPa ；吹入氮气的流量为120Nm7min ；吹入氮气的时间为^iin。
实施效果溅渣护炉完成后，从炉口观测炉内溅渣情况，发现炉壁溅渣层厚度均勻，与现有技术相比，裸砖及砖脱落现象消失，炉衬寿命提高到22000炉次，比不采用本发明的传统溅渣护炉方法炉龄寿命9047炉次提高一倍以上。
权利要求
1.一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，溅渣护炉前对炉内留渣进行调渣处理，其特征在于采用焦粉、镁砂和钛白粉对炉内留渣进行调渣处理，焦粉的加入量以控制渣中的氧化铁占渣总重量分数的6 10%范围内，镁砂的加入量以控制渣中的氧化镁占渣总重量分数的纩15%范围内，于钛白粉的加入量以控制渣中的含钛化合物(Ti02+TiC+TiN)占渣总重量分数的2 5%范围内。
2.如权利要求1所述的一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，其特征在于所述焦碳粉的技术指标为固定碳>90%，灰分、杂质、水分之和小于10%，所述镁砂中MgO的含量要大于90%，所述钛白粉为工业纯级别。
全文摘要
本发明属于炼钢技术领域，提供一种转炉溅渣护炉前的调渣处理方法，解决目前高温出钢后的高氧化铁渣溅渣护炉挂渣效果差、炉衬寿命低的问题。本发明的方法特征是采用焦粉、镁砂、钛白粉作调渣剂，焦粉可以降低留渣中的氧化铁，并可以与钛白粉反应生成高熔点的碳化钛，碳化钛与镁砂协同作用提高渣的粘度和熔化温度，因此，采用本发明可以显著提高渣在炉壁上的粘附稳定性和抵抗高温及渣钢熔蚀性，改善溅渣护炉效果，使转炉炉衬寿命大幅度提高。
文档编号C21C5/36GK102392097SQ20111035858
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者周玉, 张冕, 曹磊, 朱祥, 李桂荣, 杨丽莉, 王宏明, 肖杰, 蔡云, 袁雪婷, 赵加爱 申请人:江苏大学