双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法及半钢炼钢方法
【专利摘要】本发明公开了一种双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法及半钢炼钢方法，其将所述炼钢尾渣与含Si造渣材料混合均匀得到混合渣料；所述混合渣料在出半钢时，随半钢流加入到钢包内，同时底吹搅拌以对钢包内的混合渣料进行预溶；出半钢结束后，兑入炼钢转炉内进行半钢炼钢。本方法对转炉炼钢渣料进行了预成渣,避免了转炉炉内加入大量的各种渣料造成炉内钢水温度波动频繁，影响造渣的顺利进行，稳定了终点控制。本方法炼钢尾渣本身为废尾渣，自身成本低，熔化后经炼钢化学反应直接进入金属液中，能够提高金属收得率和节约能耗，有效降低生产成本。本方法加入物料熔化后覆盖在液体表面上，解决了出钢过程冒烟问题，保护了环境及职工健康。
【专利说明】双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法及半钢炼钢方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金【技术领域】，尤其是一种双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法及半钢炼钢方法。
【背景技术】
[0002]对以钒钛磁铁矿为原料的钢铁企业，炼钢用铁水中含有一定量的钒、钛等微量元素(简称含钒铁水)，为提取含钒铁水中的钒元素，采用双联工艺，即含钒铁水经提钒后采用半钢炼钢；由于提钒过程中铁水中S1、Mn等元素大部分氧化进入钒渣中，半钢中S1、Mn等元素含量为痕迹，炼钢炉渣组分单一；因此，在半钢炼钢时存在成渣速度慢的问题。一直以来，萤石作为一种最常见的化渣剂，在双联工艺下半钢炼钢时，加入量一般为3~5kg/t钢，萤石能够显著降低Ca0、2Ca0*Si02的熔点和炉渣的黏度，达到迅速化渣的目的；但存有持续时间短、易返干，大量使用会增加喷溅，加剧对炉衬的侵蚀等问题。同时，由于萤石的主要成分为CaF2,生产过程不利于环保，因此钢企已基本淘汰。
[0003]而在现有技术中，已有文献报道了在炼钢转炉内加入各种复合造渣材料来做造渣及化渣剂，该类造渣材料随渣料加入炼钢转炉内能缩短初期渣形成的时间，保证炼钢的顺利进行。然而，复合造渣材料随渣料加入转炉内，易造成炉内钢水温度频繁波动，进而影响终点控制的缺陷。因此，为了有效解决半钢炼钢存在的问题，改善化渣条件，是提高半钢炼钢技术的重要内容。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种避免造钢水温度频繁波动、节能环保的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法；本发明还提供了一种双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的半钢炼钢方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:所述炼钢尾渣与含Si造渣材料混合均匀得到混合渣料；所述混合渣料在出半钢时，随半钢流加入到钢包内，同时底吹搅拌以对钢包内的混合渣料进行预溶；出半钢结束后，兑入炼钢转炉内进行半钢炼钢。
[0006]本发明所述炼钢尾渣为炼钢产生的炉下渣和/或大包产生的浇余回收物；所述炼钢尾渣占混合渣料重量的50~70%。所述炉下渣中CaO含量为30~45wt%，SiO2含量为9~13wt% ;所述浇余回收物中CaO含量为35~47wt%，SiO2含量为15~23wt% ;当炉下渣与浇余回收物同时使用时，炉下渣与包渣的重量比为2:1。优选炉下渣中CaO含量为32~35wt%, SiO2含量为10~12wt% ;优选浇余回收物中CaO含量为40~44wt%，SiO2含量为18 ~20wt%。
[0007]本发明所述含Si造渣材料为铁矾土和/或石英砂。所述铁矾土和石英砂同时使用时，铁帆土与石英砂的重量比为2:1 ;所述铁帆土理化指标为:A1203 ≥ 40wt%, TFe 5~15wt%, SiO2 ≥ 40 wt% ;所述石英砂理化指标为:Si02 90~95%。
[0008]本发明所述混合渣料的粒度为5~30mm。[0009]本发明所述混合渣料的加入量为9~12kg/t。
[0010]本发明半钢炼钢方法，采用上述的造渣方法:将半钢兑入转炉后，降下氧枪进行吹炼；吹炼过程加入料活性石灰、轻烧白云石及镁球。
[0011]本发明半钢炼钢方法所述活性石灰和轻烧白云石均分两批次加入；第一批在开吹O~3分钟加完，加入量分别为活性石灰总量和轻烧白云石总量的1/4~1/2，枪位控制在
1.5~1.9m，供氧压力为0.75~0.85Map ;第二批在开吹5~8分钟加完，加入量为剩余的活性石灰和轻烧白云石，枪位控制在1.3~1.6m，供氧压力为0.85~0.90Map。
[0012]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明针对炼钢造渣料加入炼钢转炉内存在炉温波动的问题进行了大胆创新改进，提供了一种双联工艺下利用炼钢尾渣辅助炼钢造渣及在该造渣方法下进行半钢进行的方法。首先利用提钒在出钢过程中，向包内加入炼钢尾渣及其它造渣料辅助半钢炼钢进行造渣；利用提钒出钢钢流及吹氩搅拌作用进行熔化，经预成渣后的半钢兑入炼钢转炉内，降下氧枪进行吹炼，吹炼时合理控制枪位及供氧压力进行吹炼，炼钢过程只加入用活性石灰、轻烧白云石及镁球，不再加入用于化渣的化渣材料，能够保证炼钢炉渣碱度为3~4，MgO含量为8~11%。
[0013]该发明能够促进了转炉炼钢造渣稳定、顺利的进行，为加快转炉化渣速度创造了条件。本发明具有如下显著特点:1、对转炉炼钢渣料进行了预成渣，避免了转炉炉内加入大量的各种渣料造成炉内钢水温度波动频繁，影响造渣的顺利进行，稳定了终点控制。2、炼钢尾渣本身为废尾渣，自身成本低，熔化后经炼钢化学反应直接进入金属液中，能够提高金属收得率和节约能耗，有效降低生产成本。3、加入物料熔化后覆盖在液体表面上，解决了出钢过程冒烟问题，保护了环境及职工健康。
【具体实施方式】`
[0014]本炼钢造渣方法和半钢炼钢方法使用以含钒铁水为原料，采用提钒一炼钢双联生产工艺。以100炼钢转炉为例，炼钢车间布置了三座转炉，其中一座转炉提钒，两座转炉炼钢；含钒铁水经提钒转炉提钒后生产的半钢兑入炼钢转炉内再进行炼钢。其中，提钒转炉供氧结束出钢时，向包内加入炼钢尾渣与含Si造渣材料混合而成的混合渣料，出钢时底吹搅拌保证对钢包内的混合渣料进行预溶。经过上述预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内，加入炼钢用活性石灰、轻烧白云石，供氧吹炼。
[0015]下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0016]1、本方法所述的炼钢尾渣包括炼钢产生的炉下渣和大包产生的浇余回收物(连铸大包在浇注过程中会产生少部分浇余，浇钢结束后这部分浇余被倒入渣罐内进行回收；下称包渣)。将炼钢尾渣送至渣场，经磁选、破碎，破碎后粒度至5~30mm ;其理化指标见表1。
[0017]表1:炼钢尾渣的理化指标(wt%)
TFe \ CaO \ A 1:0: SiO: % MgQ MnO: -e
捵下S d0~75 30--45___9--13 卜2__
a.S__1、3 35、47 714 1523 SH 0.7I,.5
2、所述的炉下渣CaO含量优选32~35wt%，SiO2含量优选10~13wt% ;包渣含量优选37~44wt%，SiO2优选18~20wt% ;当炼钢尾渣炉下渣与包渣同时使用时，炉下渣与包渣的重量比为2:1。
[0018]3、本方法所述的含Si造渣材料，选铁矾土、石英砂中的一种或混合，混合使用时二者重量比为2:1。铁矾土理化指标:A1203≥40wt%, TFe 5~15wt%，SiO2≥40wt%，粒度5~30mm ;石英砂理化指标:SiO2 90~95wt%,粒度5~30mm。铁帆土及石英砂在生产使用前进行烘干，去除水分。
[0019]4、本方法所述的炼钢尾渣与含Si造渣材料混合均匀得到混合渣料，其中，含Si造渣材料占混合渣料重量的30~50%。
[0020]5、本方法提供的利用该造渣方法下进行半钢炼钢的方法，将预成渣的半钢兑入转炉内，向转炉内加入活性石灰、轻烧白云石及镁球；其中，造渣料活性石灰和轻烧白云石均分两批次同时加入；第一批在开吹O~3分钟加完，加入量分别为活性石灰总量的1/4~1/2、轻烧白云石总量的1/4~1/2，枪位控制在1.5~1.9m，供氧压力为0.75~0.85Map ；第二批在开吹5~8分钟加完，加入量为剩余的造渣料，枪位控制在1.3~1.6m，供氧压力为0.85~0.90Map。第一批炼钢造渣料活性石灰和轻烧白云石的加入量较常规方法降低1/4，主要通过之前加入的炼钢尾渣与含Si造渣材料混合中的氧化物快速形成钢渣；第二批造渣料活性石灰和轻烧白云石的较常规方法提高1/4 ;活性石灰和轻烧白云石的加入量每批次不超过500kg，同时吹炼时观察声呐化渣监控系统，通过调整枪位及氧压，防止过程“返干”，达到充分脱磷的效果。活性石灰、轻烧白云石及镁球的加入保证终点炉渣碱度控制在3~4，MgO含量为8~11%。
[0021]实施例1:本双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法以及半钢炼钢方法采用下述工艺步骤。
[0022]( I)将炼钢尾渣与含Si造渣材料组成的混合渣料送至提钒转炉高位料仓，含Si造渣材料占混合物的50wt%。其中炼钢尾渣为炉下渣，其成分:CaO 32.5%, SiO2 11.6%，加入量为6kg/t (即每吨半钢中加入6kg炉下洛)；含Si造洛材料为铁帆土,加入量为6kg/t (即每吨半钢中加入6kg铁帆土)；混合洛料的粒度为20mm。
[0023](2)混合渣料由高位料仓加入料车，提钒转炉出钢时，混合渣料由料车溜槽随钢流均匀加入包内；出钢时底吹搅拌保证对包内的混合渣料进行预溶，如渣面结坨继续吹氩至自形成流动性良好的钢渣；从而使半钢预成渣。
[0024](3)经过预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内后，下降氧枪进行供氧吹炼，氧枪枪位1.5m,压力为0.75Map,开始供氧时，加入活性石灰、轻烧白z?石及镁球，加入量分别为12kg/t、4kg/t及3kg/t，并在开吹3分钟之内加完；待第一批渣料化渣完成后，氧枪枪位降至1.3m，压力提高至0.87Map，加入活性石灰、轻烧白云石及镁球，加入量分别为14kg/t、5kg/t及4kg/t，并在开吹5~8分钟之间加完。
[0025](4)炉终终渣碱度为3.92，MgO含量为9.02wt%。
[0026]实施例2:本双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法以及半钢炼钢方法采用下述工艺步骤。
[0027]( I)将炼钢尾渣与含Si造渣材料混合送至提钒转炉高位料仓，含Si造渣材料占混合渣料的40wt%/ji钢尾渣为包渣，其成分为=CaO 42.lwt%, SiO2 18%，加入量为6.9kg/t ；含Si造渣材料为石英砂，加入量为4.6kg/t ;混合渣料的粒度为15mm。
[0028]( 2 )本步骤同实施例1。[0029](3)经过预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内后，下降氧枪进行供氧吹炼，氧枪枪位1.6m,压力为0.80Map,开始供氧时，加入活性石灰、轻烧白z?石及镁球，加入量分别为14kg/t、5kg/t及2kg/t ;待第一批渣料化渣完成后，氧枪枪位降至1.4m,压力提高至
0.88Map,加入活性石灰、轻烧白云石及镁球,加入量分别为16kg/t、6kg/t及4kg/t,并在开吹5~8分钟之内加完。
[0030](4)炉终终渣碱度为3.77，MgO含量为8.15wt%。
[0031]实施例3:本双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法以及半钢炼钢方法采用下述工艺步骤。
[0032]( 1)将炼钢尾渣与含Si造渣材料混合送之提钒转炉高位料仓，含Si造渣材料占混合渣料的30wt% ;炼钢尾渣为炉下渣及包渣的混合，炉下渣中CaO 33wt%，SiO2 12.0wt%,包渣中CaO 43.2wt%, SiO2 20wt% ;二者重量比炉下渣:包渣=2: 1，加入量为6.3kg/t ;含Si造渣材料为铁矾土和石英砂的混合，加入量为2.7kg/t，二者重量比铁矾土:石英砂=2:1 ;混合渣料的粒度为5mm。
[0033]( 2 )本步骤同实施例1。
[0034](3)经过预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内后，下降氧枪进行供氧吹炼，氧枪枪位1.7m,压力为0.85Map,开始供氧时，加入活性石灰、轻烧白z?石及镁球，加入量分别为10kg/t、3kg/1及2kg/t,并在开吹3分钟之内加完；待弟一批潘料化潘完成后，氧枪枪位降至1.5m，压力提高至0.9Map，加入活性石灰、轻烧白云石及镁球，加入量分别为12kg/t、4kg/1及4kg/t,并在开吹5~8分钟之内加完。
[0035](4)炉终终渣碱度为3.96，MgO含量为9.23wt%。
[0036]实施例4:本双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法以及半钢炼钢方法采用下述工艺步骤。
[0037]( 1)将炼钢尾渣与含Si造渣材料混合送之提钒转炉高位料仓，含Si造渣材料占混合渣料的45wt%;炼钢尾渣为炉下渣及包渣的混合，炉下渣中CaO 32wt%，SiO2 10.8wt%，包渣中CaO 40.0wt%, SiO2 19.3wt% ;二者重量比炉下渣:包渣=2:1，加入量为5.5kg/t ;含Si造渣材料为铁矾土和石英砂的混合，加入量为4.5kg/t，二者重量比铁矾土:石英砂=2:1 ;混合渣料的粒度为30mm。
[0038]( 2 )本步骤同实施例1。
[0039](3)经过预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内后，下降氧枪进行供氧吹炼，氧枪枪位1.80m,压力为0.85Map,开始供氧时，加入活性石灰、轻烧白z?石及镁球，加入量分别为6kg/t、2kg/t及2kg/t,并在开吹3分钟之内加完；待弟一批潘料化潘完成后，氧枪枪位降至1.40m，压力提高至0.90Map，加入活性石灰、轻烧白云石及镁球，加入量分别为18kg/t、6kg/1及5kg/t,并在开吹5~8分钟之内加完。
[0040](4)炉终终渣碱度为3.62，MgO含量为9.78wt%。
[0041]实施例5:本双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法以及半钢炼钢方法采用下述工艺步骤。
[0042]( 1)将炼钢尾渣与含Si造渣材料混合送之提钒转炉高位料仓，含Si造渣材料占混合渣料的35wt% ;炼钢尾渣为炉下渣及包渣的混合，炉下渣中CaO 35wt%，SiO2 10.0wt%，&渣中CaO 44.0wt%, SiO2 18.2wt% ;二者重量比炉下渣:包渣=2: 1，加入量为6.5kg/t ;含Si造渣材料为铁矾土和石英砂的混合，加入量为3.5kg/t，二者重量比铁矾土:石英砂=2:1 ;混合渣料的粒度为10mm。
[0043](2)本步骤同实施例1。
[0044](3)经过预成渣后的半钢，兑入炼钢转炉内后，下降氧枪进行供氧吹炼，氧枪枪位1.90m,压力为0.8OMap,开始供氧时，加入活性石灰、轻烧白z?石及镁球，加入量分别为13kg/t、5kg/1及3kg/t,并在开吹3分钟之内加完；待弟一批潘料化潘完成后，氧枪枪位降至1.60m，压力提高至0.85Map，加入活性石灰、轻烧白云石及镁球，加入量分别为13kg/t、5kg/t及4kg/t，并在开吹5~8分钟之内加完。
[0045](4)炉终终渣碱度为3.91，MgO含量为9.47wt%。
[0046]实施例6:除下述不同之处，其它同实施例3。
[0047]步骤(1)中，炉下渣中CaO 35wt%, SiO2 10wt%，包渣中 CaO 37wt%, SiO2 20wt% ;混合渣料的粒度为25mm。
[0048]所得炉终终渣碱度为3.98，MgO含量为9.22wt%。
[0049]实施例7:除下述不同之处，其它同实施例3。
[0050]步骤(1)中，炉下渣中CaO 32wt%, SiO2 13wt%，包渣中 CaO 44wt%, SiO2 18wt% ;混合渣料的粒度为18mm。
[0051]所得炉终终渣碱度为3.93，MgO含量为9.21wt%。
【权利要求】
1.一种双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述炼钢尾渣与含Si造渣材料混合均匀得到混合渣料；所述混合渣料在出半钢时，随半钢流加入到钢包内，同时底吹搅拌以对钢包内的混合渣料进行预溶；出半钢结束后，兑入炼钢转炉内进行半钢炼钢。
2.根据权利要求1所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述炼钢尾渣为炼钢产生的炉下渣和/或大包产生的浇余回收物；所述炼钢尾渣占混合渣料重量的50~70%。
3.根据权利要求2所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述炉下渣中CaO含量为30~45wt%，SiO2含量为9~13wt% ;所述浇余回收物中CaO含量为35~47wt%，SiO2含量为15~23wt% ;当炉下渣与浇余回收物同时使用时，炉下渣与包渣的重量比为2:1。
4.根据权利要求3所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述炉下渣中CaO含量为32~35wt%，SiO2含量为10~12wt% ;所述浇余回收物中CaO含量为 40 ~44wt%，SiO2 含量为 18 ~20wt%。
5.根据权利要求1所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述含Si造渣材料为铁矾土和/或石英砂。
6.根据权利要求5所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述铁矾土和石英砂同时使用时，铁矾土与石英砂的重量比为2:1 ;所述铁矾土理化指标为:Al2O3 ^ 40wt%, TFe 5 ~15wt%, SiO2 ^ 40wt% ;所述石英砂理化指标为:Si02 90 ~95%。
7.根据权利要求1一 6任意一项所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述混合渣料的粒度为5~30mm。
8.根据权利要求1 一 6任意一项所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的方法，其特征在于:所述混合渣料的加入量为9~12kg/t。
9.一种双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的半钢炼钢方法，采用权利要求1 — 8任意一项所述的造渣方法，其特征在于:将半钢兑入转炉后，降下氧枪进行吹炼；吹炼过程加入料活性石灰、轻烧白云石及镁球。
10.根据权利要求9所述的双联工艺中利用尾渣辅助炼钢造渣的半钢炼钢方法，其特征在于:所述活性石灰和轻烧白云石均分两批次加入；第一批在开吹O~3分钟加完，加入量分别为活性石灰总量和轻烧白云石总量的1/4~1/2，枪位控制在1.5~1.9m，供氧压力为0.75~0.85Map ;第二批在开吹5~8分钟加完，加入量为剩余的活性石灰和轻烧白云石，枪位控制在1.3~1.6m,供氧压力为0.85~0.90Map。
【文档编号】C21C5/36GK103805736SQ201410046091
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】李彦军, 翁玉娟, 乔国平, 韩春良, 贺保堂, 王瑞军 申请人:河北钢铁股份有限公司承德分公司