本发明涉及一种转炉底吹方法及转炉，属于炼钢技术领域。
背景技术：
转炉炼钢是冶金行业中常用的一种冶金方式。由于转炉冶炼周期较长，炼钢过程中容易出现熔池搅拌不足、渣料熔化慢、渣-钢反应偏离平衡等问题，不但降低了生产效率、增加了生产成本，还会影响钢水质量。
顶底复合吹炼工艺是目前转炉炼钢常用的工艺，该工艺能够减少转炉吹炼末期熔池渣-钢反应偏离平衡现象，降低了钢水的过氧化，提高了熔池脱磷、脱硫能力，具有显著的技术经济效益。
申请公布号为CN20411798U的中国实用新型专利公开了一种用于转炉冶炼装置的底吹布局结构，包括熔池炉底，熔池炉底布置有六块供气元件，六块供气元件以出钢侧的中心线对称分布。该装置布局能够为熔池提供均匀有效的搅拌，动态调整熔体流态，促进渣-钢反应。
但是，由于目前大多数复吹转炉炼钢过程大多采用传统底吹方法，即每个底吹喷嘴的流量相同，复吹转炉的冶金效果还需提升。主要表现在转炉冶炼炉役后期(炉龄超过5000炉)底吹搅拌效果不明显且不稳定，熔池搅拌能力还存在不足，容易导致冶炼终点钢水碳氧积和炉渣氧化性高等问题，极大地影响了转炉冶炼终点钢水质量和转炉炼钢的技术经济指标。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种底吹搅拌效果好的转炉底吹方法。
本发明的目的还在于提供一种转炉。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种转炉底吹方法，包括如下步骤：在转炉底部的底吹位进行底吹，所述底吹位包括与转炉出钢侧位置对应的出钢底吹位、与转炉兑铁侧位置对应的兑铁底吹位、分别与两个耳轴位置对应的第一耳轴底吹位和第二耳轴底吹位；所述出钢底吹位与第一耳轴底吹位的底吹流量相同，兑铁底吹位与第二耳轴底吹位的底吹流量相同。
本发明的转炉底吹方法，分别在转炉炉体底部的四个位置进行底吹，而且将这四个底吹位置分别与出钢口、兑铁口及两个耳轴的位置对应，并且设置出钢底吹位与第一耳轴底吹位的底吹流量相同，兑铁底吹位与第二耳轴底吹位的底吹流量相同，出钢底吹位与兑铁底吹位的流量不同。进一步的，还可以间隔设定时间使出钢底吹位与兑铁底吹位的流量完成动态变换。本发明的转炉底吹方法形成的非对称环流有助于加速转炉冶炼过程熔池的搅拌混匀。
上述位置对应关系优选为：出钢底吹位与出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。通过转炉炉体的轴线是指与转炉炉体轴线相交。兑铁底吹位与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。第一耳轴底吹位与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线，第二耳轴底吹位与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。进一步优选的，出钢底吹位与兑铁底吹位之间的连线与第一、二耳轴底吹位之间的连线垂直。
进一步的，本发明的转炉底吹方法，包括如下步骤：
1)在转炉底部的底吹位进行底吹，所述底吹位包括与转炉出钢侧位置对应的出钢底吹位、与转炉兑铁侧位置对应的兑铁底吹位、分别与两个耳轴位置对应的第一耳轴底吹位和第二耳轴底吹位；出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹；
2)间隔设定时间后，出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第二流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第一流量进行底吹；间隔所述设定时间后，出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹；
3)重复步骤2)。
本发明的转炉底吹方法每间隔设定时间，将出钢底吹位和第一耳轴底吹位的底吹流量与兑铁底吹位和第二耳轴底吹位的底吹流量进行互换，实现了转炉底吹的动态变化。通过动态调换转炉冶炼过程底吹供气的流量，改善了转炉冶炼过程熔池的搅拌能力，为转炉炼钢的高效与绿色生产提供了一种高效的底吹搅拌方法。
两种流量的动态变换的时间间隔可以根据实际情况进行选择，一般的，所述设定时间为30-60s。每间隔30-60s动态调换每个底吹供气元件的流量，形成的非对称环流增强了转炉冶炼过程熔池的搅拌能力。
第一流量和第二流量的大小可以根据总底吹流量来进行设置，一般的，第一流量和第二流量的大小为底吹平均流量的0.5～1.5倍。底吹平均流量q＝总底吹流量Q/4。优选的，第一流量和第二流量的大小均在30-90Nm3/h的范围内。
第一流量和第二流量可设置为不同的数值。第一流量可以大于第二流量，也可以小于第二流量。优选的，第一流量大于第二流量。进一步优选的，所述第一流量与第二流量之比为1-1.5：0.5-1。所述第一流量为70-90Nm3/h。所述第二流量为30-50Nm3/h。
一种转炉，包括转炉炉体，所述转炉炉体上设置有出钢口，转炉炉体上与出钢口相对的一侧设置有兑铁口，转炉炉体上在出钢口和兑铁口连线的两侧还设置有耳轴，转炉炉体的底部设置有底吹供气口，所述底吹供气口包括第一供气口、第二供气口、第三供气口、第四供气口，所述第一供气口设置在转炉炉体底部与出钢口对应的位置，第三供气口设置在转炉炉体底部与兑铁口对应的位置，第二、四供气口分别设置在转炉炉体底部与耳轴对应的位置。
第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离可以根据需要进行选择，一般的，所述第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离相同。即第一、二、三、四供气口到转炉炉体轴线的垂直距离相同。第一、二、三、四供气口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影处于同一个圆上，该圆的圆心处于转炉炉体轴线上。
第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离为转炉炉体底部半径的0.4-0.7倍。优选的，所述第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离为转炉炉体底部半径的0.6倍。即第一、二、三、四供气口到转炉炉体轴线的垂直距离为转炉炉体底部半径的0.6倍。
优选的，所述第一、三供气口之间的连线与第二、四供气口之间的连线垂直。第一、三供气口之间的连线与第二、四供气口之间的连线均与转炉炉体轴线垂直相交。
优选的，第一供气口与出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。通过转炉炉体的轴线是指与转炉炉体轴线相交。第三供气口与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。第二供气口与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线，第四供气口与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。
本发明的有益效果是：
本发明的转炉底吹方法是一种转炉动态底吹搅拌方法，较好地改善了冶炼过程熔池化学反应的动力学条件，有助于缩短冶炼周期，提高冶炼钢水质量，有利于转炉炼钢的降本增效。
附图说明
图1为本发明的转炉的实施例中供气口位置布局示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
本发明的转炉的实施例为80t转炉，如图1所示，包括转炉炉体，所述转炉炉体上设置有出钢口1，转炉炉体上与出钢口1相对的一侧设置有兑铁口2，转炉炉体上在出钢口和兑铁口2连线的两侧均设置有耳轴，分别为第一耳轴3和第二耳轴4。出钢口1与兑铁口之2间的连线与两个耳轴之间的连线垂直，而且出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线相交的交点位于转炉炉体轴线上。在其他实施例中，出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线可以不垂直设置。或者出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线垂直设置，但是，出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线相交的交点不位于转炉炉体轴线上。
转炉炉体的底部设置有底吹供气口，底吹供气口共有四个，分别为第一供气口T1、第二供气口T2、第三供气口T3、第四供气口T4。第一供气口设置在转炉炉体底部与出钢口对应的位置，第三供气口设置在转炉炉体底部与兑铁口对应的位置，第二、四供气口分别设置在转炉炉体底部与耳轴对应的位置。四个供气口处分别设置有第一、二、三、四供气元件，通过四个供气口向转炉供气。
此处对应的位置，可以是：第一供气口与出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。通过转炉炉体的轴线是指与转炉炉体轴线相交。第三供气口与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。第二供气口与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线，第四供气口与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。这样，第一、三供气口之间的连线与第二、四供气口之间的连线垂直，而且第一、三供气口之间的连线与第二、四供气口之间的连线均与转炉炉体轴线垂直相交。
在其他实施例中，对应的位置也可以是：在垂直于转炉炉体轴线的平面上，第一供气口的投影和出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影之间的连线不通过转炉炉体的轴线。第一供气口的投影在出钢口的投影的附近。相应的，第三供气口与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线不通过转炉炉体的轴线，第二供气口与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线也不通过转炉炉体的轴线，第四供气口与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线也不通过转炉炉体的轴线。
出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线不垂直设置时或者出钢口与兑铁口之间的连线与两个耳轴之间的连线相交的交点不位于转炉炉体轴线上时，第一、二、三、四供气口的位置也进行相应的调整。
第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离相同，即第一、二、三、四供气口到转炉炉体轴线的垂直距离相同。具体的，第一、二、三、四供气口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影处于同一个圆上，该圆的圆心处于转炉炉体轴线上。第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离为转炉炉体底部半径的0.4-0.7倍，本实施例中优选为0.6倍。在其他实施例中，第一、二、三、四供气口到转炉炉体底部中心的距离不相同，可以设置为：第一、三供气口到转炉炉体底部中心的距离相同，第二、四供气口到转炉炉体底部中心的距离相同，同时第一、三供气口到转炉炉体底部中心的距离大于第二、四供气口到转炉炉体底部中心的距离。
本发明的转炉底吹方法的实施例：
实施例1
本实施例的转炉底吹方法包括如下步骤：
1)在转炉底部的底吹位进行底吹，底吹位有四个，如图1所示：与转炉出钢侧位置对应的出钢底吹位T1、与转炉兑铁侧位置对应的兑铁底吹位T3、分别与两个耳轴位置对应的第一耳轴底吹位T2和第二耳轴底吹位T4。出钢底吹位与出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。通过转炉炉体的轴线是指与转炉炉体轴线相交。兑铁底吹位与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。第一耳轴底吹位与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线，第二耳轴底吹位与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。出钢底吹位与兑铁底吹位之间的连线与第一、二耳轴底吹位之间的连线垂直。
底吹时，出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹；第一流量为90Nm3/h。第二流量为30Nm3/h。底吹总流量为240Nm3/h。
2)上述底吹进行30s后，调整出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第二流量进行底吹，即以30Nm3/h的流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第一流量进行底吹，即以90Nm3/h的流量进行底吹；再经过30s后，调整出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，即以90Nm3/h的流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹，即以30Nm3/h的流量进行底吹；依次类推，进行重复，直至完成本炉次钢水的冶炼。
实施例2
本实施例的转炉底吹方法包括如下步骤：
1)在转炉底部的底吹位进行底吹，底吹位有四个：与转炉出钢侧位置对应的出钢底吹位、与转炉兑铁侧位置对应的兑铁底吹位、分别与两个耳轴位置对应的第一耳轴底吹位和第二耳轴底吹位；出钢底吹位与出钢口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。通过转炉炉体的轴线是指与转炉炉体轴线相交。兑铁底吹位与兑铁口在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。第一耳轴底吹位与第一耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线，第二耳轴底吹位与第二耳轴在垂直于转炉炉体轴线的平面上的投影的连线通过转炉炉体的轴线。出钢底吹位与兑铁底吹位之间的连线与第一、二耳轴底吹位之间的连线垂直。
底吹时，出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹；第一流量为70Nm3/h。第二流量为50Nm3/h。底吹总流量为240Nm3/h。
2)上述底吹进行50s后，调整出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第二流量进行底吹，即以50Nm3/h的流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第一流量进行底吹，即以70Nm3/h的流量进行底吹；再经过50s后，调整出钢底吹位和第一耳轴底吹位以第一流量进行底吹，即以70Nm3/h的流量进行底吹，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位以第二流量进行底吹，即以50Nm3/h的流量进行底吹；依次类推，进行重复，直至完成本炉次钢水的冶炼。
对比例1
本对比例中的底吹方法与实施例1的区别仅在于，四个底吹位的流量始终保持相同，流量均为60Nm3/h。
对比例2
本对比例中的底吹方法与实施例1的区别仅在于，出钢底吹位和第一耳轴底吹位的流量转换时间间隔为2.5min，兑铁底吹位和第二耳轴底吹位的流量转换时间也为2.5min。即每间隔2.5min将出钢底吹位和第一耳轴底吹位的流量由第一流量转换为第二流量或者将第二流量转换为第一流量。同时将兑铁底吹位和第二耳轴底吹位的流量由第二流量转换为第一流量或者将第一流量转换为第二流量。
试验例
对实施例1和2中相应炉次冶炼完成后的钢水和炉渣进行测试分析。结果如下表所示。
表1实施例1-2及对比例中的冶炼效果对比
由表1可以看出，采用本发明的转炉底吹方法冶炼完成后，转炉冶炼终点钢水的碳氧积和炉渣中的FeO含量较采用传统底吹方法的炉次(对比例1)均得到了较大改善。其中，转炉冶炼终点钢水的碳氧积降低了0.0003-0.0005，炉渣中的FeO含量降低了2％-4％。此外，由于加强了转炉冶炼过程熔池的搅拌能力，加速了熔池化学反应的发生，钢水的冶炼周期较采用传统底吹方法的炉次缩短了1.2-1.5min，取得了较好的技术和经济效益。