转炉出钢用保护砂及转炉出钢工艺的制作方法

1.本发明涉及冶炼技术领域，具体涉及转炉出钢用保护砂及转炉出钢工艺。


背景技术：

2.转炉出钢工艺中，随着废钢单耗增加，出钢温度随之下降，为最大限度的提高废钢单耗，常采用低温出钢的方式，将转炉出钢温度降至1570～1600℃，转炉出钢温降30～50℃，出钢结束后钢包钢水温度一般为1520～1570℃，不同的钢种钢水液相线不同，例如，我司生产的钢种液相线在1521～1531℃，采用低温出钢的方式，当出钢温度过低时，钢包的包底透气芯周围会结冷钢，导致钢包透气芯堵塞，影响钢包透气性。
3.同时，钢包炉外精炼主要依靠钢包底吹氩气为钢包内钢水提供动力条件，起到均匀钢水温度、成分及搅拌脱硫和夹杂物上浮的功能。如果钢包透气性直接影响一包钢水的冶炼和质量。


技术实现要素：

4.针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供转炉出钢用保护砂及转炉出钢工艺，以解决转炉低温出钢导致钢包透气性差的问题，该工艺方法可以保证转炉低温出钢包透气芯透气效果，提高钢包透气芯的使用寿命，保证精炼过程的冶炼质量。
5.为了达到上述目的，本发明一方面公开了一种转炉出钢用保护砂，所述的保护砂成分包括以下质量百分含量的成分：cr2o3≥21％，mgo≤10％，al2o3≤10％，fe2o3≥10％，c≤2％，余量为sio2；其中，sio2≤42％。
6.作为优选，所述保护砂的粒度为0.5～1mm。
7.本发明另一方面公开了采用上述保护砂的转炉出钢工艺，采用低温出钢方式，该工艺方法包括以下步骤：
8.s1：钢包上线前对钢包透气芯进行吹扫，使钢包透气芯裸漏，并使用氮气进行透气测试合格后上线使用；
9.s2：转炉出钢前，分别向每个钢包透气芯上方加保护砂，使保护砂完全覆盖钢包透气芯，以在其上方形成保护砂砂丘；保护砂砂丘的最上层的保护砂直接与高温的钢水接触后形成熔融的液态层，自液态层向下传递的热量逐层降低降低，使保护砂砂丘的的中间层形成较致密的固态烧结层，以防止钢水向下渗透，最下层的保护砂仍保持松散状态形成散砂层；
10.s3：完成步骤s2后进行转炉出钢，转炉出钢过程中不吹氩气；
11.s4：钢包吊运至精炼炉后，对钢包底吹氩气以将在步骤s2形成的固态烧结层冲破，确认氩气正常，开始一炉钢冶炼。
12.作为优选，所述步骤s2中向钢包透气芯上方加保护砂的同时，向钢包水口加引流砂以使引流砂完全覆盖钢包水口。
13.作为优选，所述钢包有两个钢包透气芯和一个钢包水口。
14.作为优选，所述步骤s2中，每个钢包透气芯上方加20～40kg的保护砂。
15.作为优选，所述步骤s2中，保护砂的加入时间为放钢前5～15min。
16.作为优选，所述步骤s4中，底吹氩气的压强为1.0～1.2mpa。
17.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了转炉出钢用保护砂及转炉出钢工艺，以解决转炉低温出钢导致钢包透气性差的问题。本发明通过优化保护砂成分配方和改进转炉出钢工艺，将该保护砂在转炉出钢前覆盖于钢包透气芯表面形成保护砂砂丘，保护砂砂丘的中间层在钢水高温的作用下形成较致密的固态烧结层，可以防止钢水向下渗透，避免钢水与在转炉出钢和钢包吊运过程中直接接触钢包透气芯，从而避免采用低温出钢方式时，由于出钢温度过低导致的钢包包底透气芯周围结冷钢堵塞透气芯，影响钢包透气性的问题，能够保证转炉低温出钢包透气芯透气效果，提高钢包透气芯的使用寿命。且该固态烧结层通过步骤s4的底吹氩气即可冲破，不会对钢包透气芯通气给钢水搅拌提供动力学条件造成影响，可保证精炼过程的冶炼质量。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1为本实施例的步骤s2中形成的保护砂砂丘结构的结构示意图。
具体实施方式
20.下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
21.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横”、“纵”、“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.一种转炉出钢用保护砂，所述的保护砂成分包括以下质量百分含量的成分：cr2o3≥21％，mgo≤10％，al2o3≤10％，fe2o3≥10％，c≤2％，余量为sio2；其中，sio2≤42％。
23.如图1所示，采用上述保护砂的转炉出钢工艺，采用低温出钢方式，该工艺方法包括以下步骤：
24.s1：钢包1上线前对钢包透气芯2进行吹扫，使钢包透气芯2裸漏，并使用氮气进行透气测试合格后上线使用；
25.s2：转炉出钢前，分别向每个钢包透气芯2上方加保护砂，使保护砂完全覆盖钢包透气芯2，以在其上方形成保护砂砂丘3；保护砂砂丘3的最上层的保护砂直接与高温的钢水接触后形成熔融的液态层31，自液态层31向下传递的热量逐层降低降低，使保护砂砂丘3的的中间层形成较致密的固态烧结层32，以防止钢水向下渗透，避免钢水直接接触钢包透气芯2，最下层的保护砂仍保持松散状态形成散砂层33；
26.s3：完成步骤s2后进行转炉出钢，转炉出钢过程中不吹氩气，以避免固态烧结层32
破裂，保持钢水不直接接触钢包透气芯2的状态；
27.s4：钢包1吊运至精炼炉后，对钢包1底吹氩气，通过钢包透气芯2吹出的氩气将在步骤s2形成的固态烧结层32冲破，即可直接作用于钢水，正常给钢水搅拌提供动力学条件，确认氩气正常后，即可开始一炉钢冶炼。
28.本实施例的保护砂能够在步骤s2中在钢水温度作用下在钢包透气芯表面形成保护砂砂丘如图1所述的保护砂砂丘3结构，保护砂砂丘3的中间层的固态烧结层32可以防止钢水向下渗透，避免钢水与在转炉出钢和钢包1吊运过程中直接接触钢包透气芯2，从而避免采用低温出钢方式时，由于出钢温度过低导致的钢包1包底透气芯周围结冷钢堵塞透气芯，影响钢包透气性的问题，能够保证转炉低温出钢包透气芯2透气效果，提高钢包透气芯2的使用寿命。且该固态烧结层32通过步骤s4的底吹氩气即可冲破，不会对钢包透气芯2通气给钢水搅拌提供动力学条件造成影响，可保证精炼过程的冶炼质量。
29.具体的，保护砂的粒度为0.5～1mm。
30.具体的，步骤s2中向钢包透气芯2上方加保护砂的同时，向钢包水口加引流砂以使引流砂完全覆盖钢包水口。
31.具体的，钢包1有两个钢包透气芯2和一个钢包水口。
32.具体的，步骤s2中，每个钢包透气芯2上方加20～40kg的保护砂。
33.具体的，步骤s2中，保护砂的加入时间为放钢前的5～15min。
34.具体的，步骤s4中，底吹氩气的压强为1.0～1.2mpa。
35.实施例1
36.一种转炉出钢工艺，采用低温出钢方式，该工艺方法包括以下步骤：
37.s1：钢包1上线前对钢包透气芯2进行吹扫，使钢包透气芯2裸漏，并使用氮气进行透气测试合格后上线使用；
38.s2：转炉出钢前的15min，分别向每个钢包透气芯2上方加20kg的保护砂，使保护砂完全覆盖钢包透气芯2，以在其上方形成保护砂砂丘3；保护砂砂丘3的最上层的保护砂直接与高温的钢水接触后形成熔融的液态层31，自液、态层31向下传递的热量逐层降低降低，使保护砂砂丘3的的中间层形成较致密的固态烧结层32，以防止钢水向下渗透，避免钢水直接接触钢包透气芯2，最下层的保护砂仍保持松散状态形成散砂层33；上述的保护砂的成分包括以下质量百分含量的成分：cr2o
3 21％，mgo 10％，al2o
3 10％，fe2o
3 15％，c 2％，sio
2 42％；保护砂的粒度为1mm；
39.s3：完成步骤s2后进行转炉出钢，转炉出钢过程中不吹氩气，以避免固态烧结层32破裂，保持钢水不直接接触钢包透气芯2的状态；
40.s4：钢包1吊运至精炼炉后，对钢包1底吹氩气，通过钢包透气芯2吹出的氩气的压强为1.2mpa，氩气将在步骤s2形成的固态烧结层32冲破，即可直接作用于钢水，正常给钢水搅拌提供动力学条件，确认氩气正常后，即可开始一炉钢冶炼。
41.实施例2
42.一种转炉出钢工艺，采用低温出钢方式，该工艺方法包括以下步骤：
43.s1：钢包1上线前对钢包透气芯2进行吹扫，使钢包透气芯2裸漏，并使用氮气进行透气测试合格后上线使用；
44.s2：转炉出钢前的10min，分别向每个钢包透气芯2上方加30kg的保护砂，使保护砂
完全覆盖钢包透气芯2，以在其上方形成保护砂砂丘3；保护砂砂丘3的最上层的保护砂直接与高温的钢水接触后形成熔融的液态层31，自液、态层31向下传递的热量逐层降低降低，使保护砂砂丘3的的中间层形成较致密的固态烧结层32，以防止钢水向下渗透，避免钢水直接接触钢包透气芯2，最下层的保护砂仍保持松散状态形成散砂层33；上述的保护砂的成分包括以下质量百分含量的成分：cr2o
3 37％，mgo 8％，al2o
3 6％，fe2o
3 10％，c 1％，sio
2 38％；保护砂的粒度为0.7mm；
45.s3：完成步骤s2后进行转炉出钢，转炉出钢过程中不吹氩气，以避免固态烧结层32破裂，保持钢水不直接接触钢包透气芯2的状态；
46.s4：钢包1吊运至精炼炉后，对钢包1底吹氩气，通过钢包透气芯2吹出的氩气的压强为1.0mpa，氩气将在步骤s2形成的固态烧结层32冲破，即可直接作用于钢水，正常给钢水搅拌提供动力学条件，确认氩气正常后，即可开始一炉钢冶炼。
47.实施例3
48.一种转炉出钢工艺，采用低温出钢方式，该工艺方法包括以下步骤：
49.s1：钢包1上线前对钢包透气芯2进行吹扫，使钢包透气芯2裸漏，并使用氮气进行透气测试合格后上线使用；
50.s2：转炉出钢前的5min，分别向每个钢包透气芯2上方加40kg的保护砂，使保护砂完全覆盖钢包透气芯2，以在其上方形成保护砂砂丘3；保护砂砂丘3的最上层的保护砂直接与高温的钢水接触后形成熔融的液态层31，自液、态层31向下传递的热量逐层降低降低，使保护砂砂丘3的的中间层形成较致密的固态烧结层32，以防止钢水向下渗透，避免钢水直接接触钢包透气芯2，最下层的保护砂仍保持松散状态形成散砂层33；上述的保护砂的成分包括以下质量百分含量的成分：cr2o
3 40％，mgo 5％，al2o
3 4％，fe2o
3 20％，c 1％，sio
2 30％；保护砂的粒度为0.5mm；
51.s3：完成步骤s2后进行转炉出钢，转炉出钢过程中不吹氩气，以避免固态烧结层32破裂，保持钢水不直接接触钢包透气芯2的状态；
52.s4：钢包1吊运至精炼炉后，对钢包1底吹氩气，通过钢包透气芯2吹出的氩气的压强为1.0mpa，氩气将在步骤s2形成的固态烧结层32冲破，即可直接作用于钢水，正常给钢水搅拌提供动力学条件，确认氩气正常后，即可开始一炉钢冶炼。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。