专利名称：防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法及半钢冶炼方法
技术领域：
本发明涉及半钢炼钢转炉干法除尘技术领域，更具体地讲，涉及一种能够防止半钢炼钢转炉的干法除尘系统泄爆的造渣方法，以及一种采用该造渣方法的半钢冶炼方法。
背景技术：
在现有技术中，主要采用干法除尘系统对半钢炼钢转炉产生的烟气进行净化与回收。转炉干法除尘系统主要包括汽化冷却烟道、蒸发冷却器(EC)、静电除尘器(EP)、烟气切换站、烟气冷却器(GC)、放散系统、输灰系统等。当除尘器电场中C0、H2、02等气体含量达到一定值时就可能造成爆炸，因此，静电除尘器都安装有泄爆装置，起到安全保护的作用，一旦除尘器内发生爆炸，泄爆装置能够自动打开将燃烧膨胀的气体及时进行排放并且能够自动复位，降低了对静电除尘器的破坏程度，从而保证了静电除尘器长期运行，但是每次泄爆也会对设备造成损伤，因此，如何防止泄爆成为延长干法除尘系统寿命的重要因素。在现有的专利文献中，主要通过调整供氧制度，控制烟气中CO、O2含量来达到防止泄爆的目的，而在供氧制度合理的情况下，烟气中H2、O2含量达到一定值时也可能造成爆炸，另外造渣材料的加入方式不合理也会导致泄爆。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足中的至少一项，本发明的目的之一在于提供能够防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，该造渣方法通过调整炼钢转炉的造渣制度，以降低半钢炼钢时转炉干法除尘泄爆的几率。本发明的另一目的在于提供一种采用该造渣方法的半钢冶炼方法。 本发明的一方面提供了防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，所述造渣方法包括以下步骤向转炉内兑入铁水；下氧枪吹炼，待炉内碳氧反应至烟气中的氧气的体积含量小于2%之后，分批次向转炉内加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制为使静电除尘器内的瞬时压力不超过泄爆阀的一级泄压值；吹炼结束后倒渣，并按重量百分比计，将炉渣总量的15 40%留在转炉内用于下一炉冶炼。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，按重量百分比计，所述转炉内留有上一炉吹炼结束后炉渣总量的15 40%的炉渣。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，当所述转炉内没有炉渣时，所述造渣方法还可以包括在所述兑入铁水的步骤之前，按重量百分比计，向转炉内加入总造渣材料的10 20%的造渣材料。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，当所述转炉内没有炉渣时，所述造渣方法还可以包括在所述兑入铁水的步骤和所述下氧枪吹炼的步骤之间，按重量百分比计，向转炉内加入总造渣材料的10 20%的造渣材料。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，所述造渣方法还可以包括在所述下氧枪吹炼的步骤之前，摇晃转炉以排出水蒸气。
根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，所述造渣方法还可以包括在所述下氧枪吹炼的步骤之前，底吹供气搅拌以使铁水与造渣材料混合均匀。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，下氧枪吹炼90s以后烟气中的氧气的体积含量小于2%。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，所述每批次造渣材料的加入量按重量百分比计为总造渣材料的10 20%。根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的一个实施例，当吹炼结束后的炉渣中全铁含量按重量百分比计大于22%时，控制所述留在转炉内用于下一炉冶炼的炉渣量按重量百分比计为炉渣总量的15%，并在下一炉冶炼兑入铁水的步骤之前，向转炉内加入5kg/tiH高镁石灰和3kg/tiH活性石灰。本发明的另一方面提供了一种半钢冶炼方法，所述半钢冶炼方法采用如上所述的造渣方法作为半钢冶炼过程中的造渣制度。与现有技术相比，本发明的有益效果包括能够有效控制半钢炼钢转炉干法除尘系统泄爆的次数，从而能够减少对除尘设备的损害，并且具有操作简单、易于实现等优点。
具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例详细地描述根据本发明的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法及半钢冶炼方法。需要说明的是，本 发明提到的造渣材料为高镁石灰、活性石灰及酸性造渣材料，总造渣材料主要根据铁水成分及终点炉渣碱度(一般在3 5之间)来选择，通常在40 65kg/t 范围内波动，炉渣是指加入的造渣材料熔化以及炉内氧化反应形成的氧化产物，半钢为攀枝花钒钛磁铁矿经过脱硫提钒后的钢水，其中，碳的质量百分含量为3. 4% 4.0%，硅、锰发热元素含量可以忽略不计，在半钢炼钢转炉冶炼初期主要发生的是碳氧反应。另外，在本说明书中，除另有说明外，所涉及百分比均指重量百分比，下文中将不再赘述。在本发明的一个示例性实施例中，采用干法除尘系统对半钢炼钢转炉产生的烟气进行净化与回收。申请人发现，在正常冶炼情况下，当烟气中H2体积含量大于3%，同时O2体积含量大于2%时，即会引起泄爆，而加入的造渣材料常由于受潮等因素含有水分，水蒸气进入静电除尘器后被高压电离生成H2及O2 ;另外，当炉内烟气量突然增加而引起静电除尘器内瞬时压力超过泄爆阀的一级泄压值时，也会导致泄爆。在本实施例中，防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法包括以下步骤向转炉内兑入铁水；下氧枪吹炼，吹炼开始后，检测烟气中的氧气的体积含量，在氧气体积含量小于2%之后，分批次向转炉内加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制为使静电除尘器内的瞬时压力不超过泄爆阀的一级泄压值；吹炼结束后倒渣，并将炉渣总量的15% 40%留在转炉内用于下一炉冶炼。根据现场生产情况，防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法的可以分为以下几种当转炉为连续冶炼时，防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法包括以下步骤向留有炉渣的转炉内兑入铁水。待转炉内烟尘较小后下氧枪吹炼，由于炉内温度低等因素，开吹时炉内碳氧反应缓慢，炉内未反应的氧含量较高(大于2%)，达到泄爆范围，此时如加入造渣材料可能导致烟气中H2含量也达到泄爆范围(H2含量大于3% )，从而会导致泄爆，因此在氧气开吹时不添加造渣材料。吹炼开始一段时间以后，炉内碳氧反应加剧，氧气基本参与反应，烟气中剩余的氧含量少，根据现场多次试验生产发现，开吹90s以后，炉内碳氧反应剧烈，烟气中02%< 2%，此时加入造渣材料，即使烟气中H2含量达到泄爆极限也不会导致泄爆，因此，可以分批次向转炉内加入造渣材料，并控制每批次造渣材料的加入量为总造渣材料的10 20%，分批次加入造渣材料的目的是为了防止炉内烟气量突然增加，每批次造渣材料的选取原则是不引起静电除尘器内瞬时压力超过泄爆阀的一级泄压值导致泄爆。吹炼结束后倒渣，并控制转炉的留渣量为炉渣总量的15 40%，即将炉渣总量的15 40%留在转炉内用于下一炉冶炼，以促进下一炉冶炼前期快速来洛和减少前期加料泄爆。当转炉内没有炉渣(例如，由于补炉，炉内不能留有炉渣)，进行第一炉冶炼时，该方法与连续冶炼时的不同之处在于在下氧枪吹炼步骤之前还包括向转炉内加入造渣材料的步骤，造渣材料的加入可以选择以下两种方式中的任意一种方式一向转炉内加入总造渣材料的10% 20%的造渣材料，缓慢兑入铁水后来回摇晃转炉。上述操作具有以下几个目的(I)兑入铁水后再来回摇晃转炉可以使铁水与造渣材料混合均匀，当然，还可以采用底吹供气搅拌等方式使铁水与炉渣材料混合均匀，但由于先加入造渣材料再兑入铁水，铁水与造渣材料在一定程度上得到混合，所以采用摇晃转炉的方式已可以达到混匀的目的；(2)兑入的铁水温度高，使造渣材料中的水分蒸发，在来回摇炉的过程中，炉口和烟道错开，水蒸气通过炉口排出而不进入烟道，进而减少水蒸气进入静电除尘器被高压电离生成H2和O2而引起泄爆的几率；(3)对没有留渣的炉次，在开始吹炼前加入造渣材料的目的还在于降低无渣料吹炼导致的金属损失和缓解烟罩等冶炼设备的结冷钢现象。方式二 兑入铁水后，向转炉内加入总造渣材料的10 20%的造渣材料，由于先兑入铁水后加入造渣材料，因此需要来回摇晃转炉并采用较大底吹供气强度进行搅拌以加速造渣材料的熔化，底吹供气强度可以为O. 05 O. 09m3/(min · t钢)。
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当吹炼结束后的炉渣氧化性过高时(终点炉渣中全铁含量大于22% )，为防止高氧化性炉渣对炉衬侵蚀严重，留渣量取下限值，即控制所述转炉的留渣量为炉渣总量的15%，并且在下一炉冶炼兑入铁水的步骤之前，向转炉内加入5kg/t 高镁石灰和3kg/t 活性石灰，来回摇晃转炉以使其与炉渣充分混合。在本发明的另一个示例性实施例中，半钢冶炼方法采用如上所述的造渣方法作为半钢冶炼过程中的造渣制度。为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。示例 I某公司半钢炼钢采用干法除尘系统，转炉连续冶炼时，为防止除尘泄爆影响转炉生产，采用了专用造渣制度。具体为转炉内留有上一炉吹炼结束后炉渣总量的30%的炉渣；兑入铁水；待转炉内烟尘较小后，开始下枪吹炼，并在吹炼的前90s不添加造渣材料(高镁石灰、活性石灰以及酸性复合渣)；吹炼90s以后，分5批次向转炉内加入造渣材料，每一次的加入量均为9kg/t·；吹炼结束后倒渣，由于炉渣氧化性不高，固将炉渣总量的30%留在炉内循环利用，以促进下一炉冶炼前期快速来渣和减少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，转炉干法除尘泄爆仅为3次/年。示例2某公司半钢炼钢采用干法除尘系统，转炉补炉后进行第一炉冶炼时，为防止除尘泄爆影响转炉生产，采用了专用造渣制度。具体为向转炉内加入12kg/t 的造渣材料(高镁石灰、活性石灰及酸性复合渣)；缓慢兑入铁水后来回摇晃转炉以使铁水与造渣材料混合均匀；待转炉内烟尘较小后下枪吹炼，并在吹炼的前90s不添加造渣材料；吹炼90s以后，分5批次向转炉内加入造渣材料，每一次的加入量均为8kg/t钢；吹炼结束后倒渣，由于炉渣氧化性不高，将炉渣总量的30%留在炉内循环利用，以促进下一炉冶炼前期快速来渣和减少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，转炉干法除尘泄爆仅为4次/年。示例 3某公司半钢炼钢采用干法除尘系统，转炉补炉后进行第一炉冶炼时，为防止除尘泄爆影响转炉生产，采用了专用造渣制度。具体为兑入铁水后，向转炉内加入13kg/t钢的造渣材料(高镁石灰、活性石灰及酸性复合渣)，来回摇晃转炉并底吹供气搅拌lmin，底吹供气强度为O. 07m3/(min ;下枪吹炼，并在吹炼的前90s不添加造渣材料；吹炼90s以后，分4批次向转炉内加入造渣材料，每一次的加入量均为14kg/t钢；吹炼结束后倒渣，由于炉渣氧化性较高，因而 将炉渣总量的15%留在转炉内用于下一炉冶炼，以促进下一炉冶炼前期快速来渣和减少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，转炉干法除尘泄爆仅为2次/年。综上所述，本发明通过合理的造渣制度，减少了烟气量的突然增大，进而避免静电除尘器内瞬时压力超过泄爆阀的一级泄压值，另外，避免了烟气中H2、O2含量同时达到泄爆范围，从而降低泄爆几率，能够有效地将半钢炼钢转炉干法除尘系统泄爆次数控制为2 4次/年，从而能够减少对除尘设备的损害，并且具有操作简单、易于实现等优点。尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
权利要求
1.一种防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法包括以下步骤 向转炉内兑入铁水； 下氧枪吹炼，待炉内碳氧反应至烟气中的氧气的体积含量小于2 %之后，分批次向转炉内加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制为使静电除尘器内的瞬时压力不超过泄爆阀的一级泄压值； 吹炼结束后倒渣，并按重量百分比计，将炉渣总量的15 40%留在转炉内用于下一炉冶炼。
2.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，按重量百分比计，所述转炉内留有上一炉吹炼结束后炉渣总量的15 40%的炉渣。
3.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述转炉内没有炉渣，所述造渣方法还包括在所述兑入铁水的步骤之前，按重量百分比计，向转炉内加入总造渣材料的10 20%的造渣材料。
4.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述转炉内没有炉渣，所述造渣方法还包括在所述兑入铁水的步骤和所述下氧枪吹炼的步骤之间，按重量百分比计，向转炉内加入总造渣材料的10 20%的造渣材料。
5.根据权利要求3或4所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法还包括在所述下氧枪吹炼的步骤之前，摇晃转炉以排出水蒸气。
6.根据权利要求4所述的防止半钢转炉炼钢除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法还包括在所述下氧枪吹炼的步骤之前，底吹供气搅拌以使铁水与造渣材料混合均匀。
7.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，吹炼90s以后烟气中的氧气的体积含量小于2%。
8.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，所述每批次造渣材料的加入量按重量百分比计为总造渣材料的10 20%。
9.根据权利要求1所述的防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法，其特征在于，当吹炼结束后的炉渣中全铁含量按重量百分比计大于22%时，控制所述留在转炉内用于下一炉冶炼的炉渣量按重量百分比计为炉渣总量的15%，并在下一炉冶炼兑入铁水的步骤之前，向转炉内加入5kg/tiH高镁石灰和3kg/tiH活性石灰。
10.一种半钢冶炼方法，其特征在于，所说半钢冶炼方法采用如权利要求1至9中任意一项所述的造渣方法作为半钢冶炼过程中的造渣制度。
全文摘要
本发明公开了一种防止半钢炼钢转炉除尘泄爆的造渣方法及半钢冶炼方法。所述造渣方法包括以下步骤向转炉内兑入铁水；下氧枪吹炼，待炉内碳氧反应至烟气中的氧气的体积含量小于2％之后，分批次向转炉内加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制为使静电除尘器内的瞬时压力不超过泄爆阀的一级泄压值；吹炼结束后倒渣，并按重量百分比计，将炉渣总量的15％～40％留在转炉内用于下一炉冶炼。所述半钢冶炼方法采用如上所述的造渣方法作为半钢冶炼过程中的造渣制度。本发明能够有效地控制半钢炼钢转炉干法除尘系统泄爆次数，从而能够减少对除尘设备的损害，并且具有操作简单、易于实现等优点。
文档编号C21C5/36GK103060514SQ201310018698
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者陈均, 曾建华, 陈永, 杜利华, 梁新腾, 杨森祥, 喻林, 何为 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司