专利名称：一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法。
背景技术：
目前，转炉炼钢多采用顶底复吹转炉来进行，顶底复吹转炉炼钢常用的方法是从转炉熔池上部通过氧枪向熔池的铁水吹入氧气，从转炉底部通过底枪向熔池吹入氮气或氩气进行熔池搅拌，同时从顶部高位料仓加入石灰块造渣；也有一些企业通过转炉底部的透 气砖吹入石灰粉，保证快速化渣，节省石灰消耗。然而，通过高位料仓直接加入石灰块，由于有些石灰块较大，石灰块熔化不全，石灰利用率不高，造成石灰消耗增加，通过转炉底部透气砖吹入石灰粉，容易造成透气砖堵塞，影响喷吹效果。考虑到转炉炼钢造渣用的石灰在生产和运输上有能源消耗高、环境污染大的缺点，中国发明专利200910082071. X提出了一种在顶吹氧气转炉内用石灰石代替石灰造渣炼钢的方法，在不改变转炉原有设备和操作工艺的条件下，通过高位料仓加入石灰石块进行造渣，有效减少了能量浪费，节省了生产成本。但是，通过高位料仓加入的块状石灰石因为粒度比较大，石灰石块的分解速度较为缓慢，石灰石穿透深度比较小，石灰的利用率不高，而且[O]和CaO的同位率不高，不利于转炉早期脱磷。中国发明专利201210240821. 3公开了一种在复吹转炉中用氧枪喷吹粉粒状石灰石造渣炼钢的方法，发明人改造了氧枪的结构，利用氧枪同时喷吹石灰石粉和氧气，但是这样存在的问题是石灰石很容易被气流带走，造成石灰石的利用率不高和粉尘污染，同时对氧枪结构进行改造也需要耗费时间和精力。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法，在复吹转炉炼钢过程中造渣、脱硅、脱磷时，通过侧吹喷枪喷吹粉粒石灰石，代替或者部分代替传统的通过高位料仓加入石灰块。本发明的技术方案是
在转炉耳轴中心线一侧设置至少一支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面至液面下500mm之间，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈10° -75。，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角10° -60°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的O. 1-0. 6倍；
转炉兑入铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹O. 5min后，采用侧吹喷枪，以喷枪的中心管利用载气喷吹粉粒石灰石，环缝吹保护气体，石灰石喷吹流量为41-405kg/min，载气压力为O. 2-0. 8MPa，载气流量为100-500Nm3/h，环缝保护气体流量100-400Nm3/h，压力为O. 4-1. OMPa，炉口上方加入第二批造渣剂时，侧吹喷枪停止喷吹粉粒石灰石，环缝直接吹保护气体搅拌，吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，出钢。所述的载气为Ar、N2、天然气、O2中的一种，所述的保护气体为Ar、N2, C3H8中的一种。所述的粉粒石灰石粒度< I. Omm,其喷入量按照其中的CaO计算，为转炉炼钢所需石灰总重量的10_100%。转炉炼钢中所需石灰总量以50kg/t钢水计。所述的造渣剂是石灰、萤石和白云石的混合物。与现有技术相比，本方法的特点和有益效果如下
(1)现有技术通过顶部氧枪吹入粉粒状石灰石，可能被炉气带走，造成石灰石利用率不 高，通过侧吹喷枪将粉粒状石灰石直接喷入熔池内部，石灰石快速分解并迅速参与造渣反应，可以减少转炉炉气带走石灰石，减少粉尘，提高石灰石的利用率；
(2)本发明喷吹的石灰石为粉粒状，由于石灰石颗粒细小，可以在转炉内快速加热并完成煅烧，生成大量细小的CaO颗粒，生成的石灰比表面积显著增加，同时由于石灰石分解造成局部低温区，有利于早期快速化渣，加快前期低温下脱磷速率，提高转炉脱磷率，亦可在一定程度上提高转炉内的脱硫率；
(3)吹入石灰石粉的载气和石灰石分解产生的CO2可以增加熔池内的搅拌强度、缩小均混时间、均匀熔池内钢水的成分和温度；
(4)石灰石分解产生的CO2，与钢液中[C]反应，生成CO气体，不仅能进一步加强搅拌，还能强化脱碳过程；
(5)喷吹粉粒状石灰石，可减少转炉炼钢石灰加入量，从而可减少石灰生产规模，减少石灰煅烧设备运行和治理污染所需的费用，避免煅烧后石灰冷却造成的能量浪费。
图I是本发明的顶底复吹转炉中侧吹石灰石粉装置示意 其中，I :钢液；2 :氧枪；3 :耳轴；4 :炉壁；5 :渣层；6 :侧吹喷枪；7 :底枪。
具体实施例方式本发明的顶底复吹转炉中侧吹粉粒状石灰石装置示意图如图I所示，在转炉耳轴3的中心线一侧设置至少一支侧吹喷枪5，侧吹喷枪5的安装点位于熔池钢液I液面至液面下500mm之间，侧吹喷枪5的安装范围是与安装点切平面呈10° -75。，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪5中心线与水平线之间夹角10° -60°，指向熔池底部。侧吹喷枪喉口直径为IOmm,环缝宽度为0. 8mm。实施例I
在IOOt顶吹转炉的耳轴中心线一侧设置4支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面下，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈25°夹角，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角10°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的0. I倍。转炉兑入IOOt铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，造渣剂中石灰含量3000kg，当氧枪降到规定枪位时，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹0. 5min后，采用侧吹喷枪以N2为载气，喷入粉粒石灰石，以石灰石中CaO含量计算，喷吹量为转炉炼钢所需石灰总重量的10%，每支侧吹枪喷吹载气压力为O. 4MPa，石灰石喷吹流量为41kg/min，供气流量为500 Nm3/h，顶枪开吹6min后，炉口上方加入第二批渣料，渣料石灰含量1500kg，同时，侧吹喷枪停止喷粉，环缝直接吹N2搅拌，供气流量为100 NmVh,吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，成分合格，温度为1650°C，然后出钢。实施例2
在IOOt顶吹转炉耳轴中心线一侧设置2支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面下300mm，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈10°夹角，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角30°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的O. I倍。转炉兑入IOOt铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，造渣剂中石灰含量1300kg。当氧枪降到规定枪位时，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷
吹O. 5min后，采用侧吹喷枪以Ar为载气，喷入粉粒状石灰石，以石灰石中CaO含量计算，喷吹量为转炉炼钢所需石灰总重量的60%，每支侧吹枪喷吹载气压力为O. 2MPa，石灰石喷吹流量为244kg/min，供气流量为200Nm3/h，顶枪开吹6min后，炉口上方加入第二批渣料，渣料石灰含量700kg，同时，侧吹喷枪停止喷粉，环缝直接吹Ar气体搅拌，供气流量为100 Nm3/h，吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，成分合格，温度为1630°C，然后出钢。实施例3
在IOOt顶吹转炉耳轴中心线一侧设置2支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面下500mm，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈75°夹角，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角60°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的O. 3倍。转炉兑入IOOt铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，造渣剂中石灰含量2400kg，当氧枪降到规定枪位时，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹O. 5min后，采用侧吹喷枪以O2为载气，喷入粉粒状石灰石，以石灰石中CaO含量计算，喷吹量为转炉炼钢所需石灰总重量的30%，每支侧吹枪喷吹载气压力为O. 8MPa，石灰石喷吹流量为121kg/min，供气流量为100 Nm3/h，顶枪开吹6min后，炉口上方加入第二批渣料，渣料石灰含量1100kg，同时，侧吹喷枪停止喷粉，环缝直接吹Ar搅拌，供气流量为100 Nm3/h，吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，成分合格，温度为1640°C，然后出钢。实施例4
在IOOt顶吹转炉耳轴中心线一侧设置I支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面下500mm，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈10°夹角，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角30°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的O. 6倍。转炉兑入IOOt铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂。当氧枪降到规定枪位时，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹O. 5min后，采用侧吹喷枪以天然气为载气，喷入粉粒状石灰石，以石灰石中CaO含量计算，喷吹量为转炉炼钢所需石灰总重量的100%，每支侧吹枪喷吹载气压力为O. 4MPa，石灰石喷吹流量为405kg/min，供气流量为480 Nm3/h，顶枪开吹6min后，炉口上方加入第二批渣料，渣料石灰含量1200kg，同时，侧吹喷枪停止喷粉，环缝直接吹N2搅拌，供气流量为100 NmVh,吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，成分合格，温度为1620°C，然后出钢。实施例5
在IOOt顶吹转炉耳轴中心线一侧设置2支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面下500mm，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈50°夹角，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角60°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的0. I倍。转炉兑入IOOt铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，造渣剂中石灰含量2400kg，当氧枪降到规定枪位时，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹0. 5min后，采用侧吹喷枪以C3H8为载气，喷入粉粒状石灰石，以石灰石中CaO含量计算，喷吹量为转炉炼钢所需石灰总重量的30%，每支侧吹枪喷吹载气压力为0. 8MPa，石灰石喷吹流量为121kg/min，供气流量为100 Nm3/h，顶枪开吹6min后，炉口上方加入第二批渣料，渣料石灰含量1100kg，同时，侧吹喷枪停止喷粉，环缝直接吹N2搅拌，供气流量为100 Nm3/ h，吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，成分合格，温度为1610°C，然后出钢。
权利要求
1.一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法，其特征在于按照以下步骤进行 在转炉耳轴中心线一侧设置至少一支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面至液面下500mm之间，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈10° -75。，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角10° -60°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的O. 1-0. 6倍； 转炉兑入铁水，摇正炉体，下降顶吹氧枪的同时，由炉口上方溜槽加入第一批造渣剂，开始供氧吹炼，顶吹氧枪喷吹O. 5min后，采用侧吹喷枪，以喷枪的中心管利用载气喷吹粉粒状石灰石，环缝吹保护气体，石灰石喷吹流量为41-405kg/min，载气压力为O. 2-0. 8MPa，载气流量为100-500Nm3/h，环缝保护气体流量100-400Nm3/h，压力为O. 4-1. OMPa,炉口上方加入第二批造渣剂时，侧吹喷枪停止喷吹粉粒石灰石，环缝直接吹保护气体搅拌，吹氧15min后，停止吹氧，倒炉取样测温，出钢。
2.根据权利要求I所述的一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法，其特征在于所述的载气为Ar、N2、天然气、O2中的一种，所述的保护气体为Ar、N2, C3H8中的一种。
3.根据权利要求I所述的一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法，其特征在于所述的粉粒石灰石粒度< I. 0_，其喷入量按照其中的CaO计算，为转炉炼钢所需石灰总重量的10_100%。
全文摘要
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种在顶底复吹转炉中侧吹粉粒石灰石造渣炼钢的方法。本发明方法的步骤是在转炉耳轴中心线一侧设置至少一支侧吹喷枪，侧吹喷枪安装点位于熔池液面至液面下500mm之间，侧吹喷枪的安装范围是与安装点切平面呈10°-75°，喷枪的侧吹方向为侧吹喷枪中心线与水平线之间夹角10°-60°，指向熔池底部，侧吹喷枪插入深度为熔池半径的0.1-0.6倍，采用侧吹喷枪，以喷枪的中心管利用载气喷吹粉粒状石灰石，环缝吹保护气体。本发明方法通过侧吹喷枪将粉粒状石灰石直接喷入熔池内部，石灰石快速分解并迅速参与造渣反应，可以减少转炉炉气带走石灰石，减少粉尘，提高石灰石的利用率。
文档编号C21C5/36GK102796841SQ20121029840
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者邹宗树, 唐彪, 罗志国, 周恒 , 何奕波, 张涛 申请人:东北大学