專利名稱：提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼領(lǐng)域，具體地講，涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點控制，即一種提高轉(zhuǎn)爐終點 碳含量的方法。
背景技術(shù)：
煉鋼終點控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作，因為在吹煉過程中總是盡可能地提前 將磷、硫去除到終點所要求的范圍，相對于鋼水溫度控制而言，轉(zhuǎn)爐終點碳控制尤為重要， 而且難度比較大，會影響整個轉(zhuǎn)爐冶煉過程的操作，所以轉(zhuǎn)爐的終點控制的主要內(nèi)容為終 點碳控制和鋼水溫度控制。目前，氧氣轉(zhuǎn)爐常采用“高拉碳，，操作冶煉高碳鋼。所謂“拉碳”，是指在吹煉時判 定已達(dá)終點而停止吹氧，由于在中高碳鋼種的含碳范圍內(nèi)，脫碳速度較快，一次判別終點不 太容易，所以采用高拉碳的辦法。采用“高拉碳”法生產(chǎn)高碳鋼，是因為所用鐵水的含硫量 在0. 02% 0. 03%之間且含磷量在0. 048% 0. 080%之間，用這樣的鐵水煉鋼，成品中硫 和磷含量幾乎無須考慮。因此，采用“高拉碳”法的優(yōu)點是終渣TFe(全鐵)含量低，鋼水氧 活度低，金屬、合金收得率高，而缺點是終點碳含量命中率低，脫磷困難，通常須等成分確定 是否需要補吹。另外，也可以采用高拉補吹法控制轉(zhuǎn)爐的終點[C]控制。這種方法的優(yōu)點是可以 使終點的磷(P)含量很低，成份控制也比較穩(wěn)定。然而，采用高拉補吹法得到的鋼水中
含量較高，對鋼水質(zhì)量影響較大，而且消除成本也較高。因此，目前的轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點控制方法都不能很有效地控制終點的碳含量和其他 成份的含量，所以亟需對現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐終點[C]控制的方法進(jìn)行改進(jìn)，以提高轉(zhuǎn)爐終點的[C]含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高轉(zhuǎn)爐碳終點碳含量的方法，從而提高鋼水質(zhì)量。本發(fā)明提供了一種提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，所述方法包括以下步驟向轉(zhuǎn)爐 中的鐵水加入廢鋼，然后加入渣料，將初期的渣堿度控制為2. 5 3，同時控制過程升溫速 度；供氧，并進(jìn)行吹煉，以將鋼水中的磷含量控制為小于0. 025% ；拉碳，拉碳溫度控制在 1620°C 1660°C，并控制拉碳時鋼水中的碳含量為0. 2% 0. 4%，控制所有輔料在拉碳前 3min內(nèi)加完，其中，在供氧的步驟中，在拉碳前的預(yù)定時間內(nèi)將脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn) 爐內(nèi)熔池的液面為1. 2m 1. 6m的距離。根據(jù)本發(fā)明，向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入渣料的步驟包括控制初期渣料的投入量為總 渣料投入量的2/3，剩余的渣料以少量多批的方式加入到鐵水中。所述渣料可以為活性石 灰、高鎂石灰、復(fù)合造渣劑和污泥球中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明，在所述拉碳步驟中，還可以根據(jù)副槍TSC定碳量來確定補吹操作。根據(jù)本發(fā)明，在向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入廢鋼之前，向鐵水中加入提溫劑，以達(dá)到提溫
3的目的。所述提溫劑可以為碳質(zhì)材料。根據(jù)本發(fā)明，可以采用脫磷氧槍來執(zhí)行供氧的步驟。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)爐控制方法由于采用了溫度補償和優(yōu)化廢鋼用量來實現(xiàn)，同時采 用了緊湊的生產(chǎn)組織模式，所以能夠減少補吹次數(shù)，從而保證轉(zhuǎn)爐熱量得到有效的利用。
具體實施例方式在本發(fā)明中，如無特別說明，鐵水/鋼水中各元素的含量均為質(zhì)量百分含量 (wt% )。在現(xiàn)有的采用高拉碳法來控制中高碳鋼鋼種的碳含量時，存在著終點控制的碳含 量低、氧活度高、溫度高和磷含量高的問題，由于氧含量高，導(dǎo)致合金和脫氧材料消耗較大， 且造成氧化物夾雜增多，從而影響中高碳鋼的質(zhì)量；然而，如果通過降低氧含量來提高轉(zhuǎn)爐 終點碳含量，則會出現(xiàn)終點磷含量不穩(wěn)定，出鋼溫度難以滿足后步生產(chǎn)節(jié)奏和工藝要求。具 體地講，當(dāng)出鋼的終點C含量彡0. 20%時，鋼中的P含量約有97. 7%能夠滿足鋼種需要，而 當(dāng)出鋼的終點C含量>0. 20%時，鋼中的P含量只有75%能滿足鋼種需要；轉(zhuǎn)爐的供氧強 度大，增碳升溫速度快，脫磷期時間短，使得不能均衡出鋼的C含量與P含量。為了有效地控制轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼時的終點碳含量，本發(fā)明通過溫度補償和優(yōu)化廢 鋼用量，實施緊湊的生產(chǎn)組織模式，采用改進(jìn)了的高拉碳法來達(dá)到提高終點[C]的方法，從 而達(dá)到提高鋼水質(zhì)量的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，高拉碳是相對于將鋼水中的碳含量[C] 一下拉到很低 的一次拉碳法而言。高拉碳法是指轉(zhuǎn)爐冶煉到一定程度就拉碳，通過副槍檢測或人工經(jīng)驗 判斷轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水中[C]的含量，再次補吹使終點[C]精確控制在一定范圍內(nèi)，從而避免將 [C]拉到很低的現(xiàn)象，達(dá)到保碳降低鋼水中
的目的。在本發(fā)明中，對于高拉碳法適用的 鋼種為中高碳鋼，即[C]彡0. 20wt%、P含量大于0.025襯％的可判鋼鋼種。下面將對本發(fā)明的提高轉(zhuǎn)爐終點的碳含量的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明，提高轉(zhuǎn)爐終點的碳含量的方法包括以下步驟(1)向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入廢鋼，然后加入渣料，將初期的渣堿度控制為2. 5 3，同 時控制過程升溫速度；(2)供氧，并進(jìn)行吹煉，以將鋼水中的磷含量控制為小于0. 025% ；(3)拉碳，拉碳溫度控制在1620°C 1660°C，并控制拉碳時鋼水中的碳含量為 0. 2% 0. 4%，控制所有輔料在拉碳前!Bmin內(nèi)加完。通常，在采用高拉碳法控制轉(zhuǎn)爐終點碳含量時，只控制轉(zhuǎn)爐終渣堿度，而不對初期 渣料的渣堿度進(jìn)行控制。然而，在本發(fā)明的提高轉(zhuǎn)爐終點[C]的方法中，控制初期渣料的投 入量為總渣料投入量的2/3，以將初期渣堿度控制為2. 5 3，剩余的渣料以少量多批的方 式加入到鐵水中。在這里，堿度是指熔渣中的CaO與SW2的含量之比，即Ca0/Si02，將初期 渣堿度控制在2. 5 3的范圍內(nèi)對初渣的形成最為有利，且脫P效率最高。如果堿度大于 3，則對初渣的形成有困難；如果堿度小于2. 5，則達(dá)不到脫P效果。在本發(fā)明的一個實施例中，在第一批料(造渣料)加完后，第二批料可多次加入， 但每次加入不超過500Kg，所有輔料須在拉碳前;3min內(nèi)加完。在這里，輔料也就是造渣料 (也稱作“渣料”)，包括活性石灰、高鎂石灰、復(fù)合造渣劑和污泥球等中的至少一種。這里，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，復(fù)合造渣劑是本領(lǐng)域常用的復(fù)合造渣劑，通常其主要成分為SiO2, 為了增加初渣中的FeO含量，還可以在復(fù)合造渣劑中加入一定量的狗0，從而有利于初渣早 形成；污泥球也是本領(lǐng)域常用的一種輔料，其主要成份是狗0，用來增加初渣氧化性，有利 于成渣和脫P。如果在拉碳前:3min以后加入輔料，則就沒有充分的熔化時間，起不到應(yīng)有的 效果，且造成爐渣化不透、成團(tuán)，從而影響熔池的溫度、成份的均勻性，給操作帶來誤導(dǎo)，易 出質(zhì)量事故。此外，在本發(fā)明中，對于半鋼冶煉的情形，可以在向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入廢鋼之前向 鐵水中加入提溫劑。具體地講，在向轉(zhuǎn)爐中加入鐵水后取樣、測溫，操作人員可以根據(jù)入爐 情況和加入的廢鋼量來決定加入提溫劑的量。在這里，需要指出的是，所謂半鋼冶煉是指鐵 水經(jīng)過提釩等處理，鐵水中Si為痕跡，碳低溫高，在冶煉過程中需加入酸性材料。根據(jù)本發(fā) 明，提溫劑可以為類石墨等碳質(zhì)材料，因為對于半鋼冶煉，溫度條件較差，當(dāng)半鋼的碳含量 和溫度低于一定值時，不能確保提高轉(zhuǎn)爐終點的碳含量，因而必須加入一定量的提溫劑作 熱源補充。提溫劑的加入量可以根據(jù)實際情況而定，使得向鐵水中滲入的碳增多，通過延長 吹煉時間，從而達(dá)到提溫的目的。在本發(fā)明的提高轉(zhuǎn)爐終點[C]的方法中，在鐵水中加入廢鋼后供氧，吹煉。在本發(fā) 明中，可以采用現(xiàn)有的各種氧槍來進(jìn)行吹煉，以充分地攪拌轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)熔池。在本發(fā)明的優(yōu)選 實施例中，可以采用脫磷氧槍來進(jìn)行供氧，從而更有效地降低碳氧反應(yīng)速度和熔池升溫速 度，提高爐渣氧化性，為脫磷反應(yīng)提供最佳的反應(yīng)條件，延長脫磷反應(yīng)時間，由此達(dá)到轉(zhuǎn)爐 吹煉前期充分脫磷的效果。在本發(fā)明的方法中，氧槍在供氧的氧槍操作過程中，在確保不噴濺的情況下，可以 適當(dāng)提高槍位以確保過程渣活躍，拉碳前預(yù)定時間內(nèi)(例如，小于8min)將氧槍槍位設(shè)置 在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面為1. 2m 1. 6m的范圍(優(yōu)選地為1. 5m)。根據(jù)脫磷氧槍的設(shè)計特 性，當(dāng)將脫磷氧槍的槍頭設(shè)置在1. 2m 1. 6m時，對轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)熔池的攪拌最充分。在這里， 將脫磷氧槍的槍頭設(shè)置在1. 2m 1. 6m是指氧槍噴頭端面距離熔池液面的距離為1. 2m 1. 6m。如果氧槍槍頭低于1. 2m，則不能保證爐渣良好的熔化；如果氧槍槍頭高于1. 6m，則易 造成噴濺現(xiàn)象。此外，在本發(fā)明的控制終點碳含量的方法中，還可以控制過程升溫速度。具體地 講，可通過加料和過程槍位來控制，如果鐵水溫度偏高(例如，大于1360°C )，則可加入渣料 降溫，提高槍位，降低C-O反應(yīng)速度，這樣也就降低了升溫速度；如果鐵水溫度偏低(例如， 小于1300°C )，則可加入提溫劑來升溫，降低槍位，提高C-O反應(yīng)速度，這樣也就升高了升溫 速度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來控制升溫速度，從而保證升溫速度不能太快，以 延長脫P時間。轉(zhuǎn)爐冶煉中鐵水的溫度可以根據(jù)實際的冶煉鋼種由本領(lǐng)域技術(shù)人員來確 定。另外，在本發(fā)明中，還要求中控工加強過程操作，避免爐渣“返干”或噴濺現(xiàn)象的發(fā) 生；每爐做好留渣操作，以利于初期渣形成，確保來渣時間< 4分鐘。在這里，過程操作是指 煉鋼操作工在冶煉一爐鋼的整個操作過程，包括氧槍操作，加料操作，以預(yù)防返干、噴濺等。 對于來渣時間，轉(zhuǎn)爐加入的渣料均是固體，需熔化為液體才能參與煉鋼反應(yīng)，那么，從轉(zhuǎn)爐 開始吹煉加入渣料到完全熔化形成良好的煉鋼初渣，這段時間稱作“來渣時間”。此外，在本發(fā)明的方法中，拉碳按鋼水[C]在0.2% 0.4%之間控制，對于新轉(zhuǎn)
5爐根據(jù)副槍TSC(Temperature/Sample/Carbon)定碳量確定補吹操作，拉碳溫度控制在 1620°C 1660°C。具體地講，所有的轉(zhuǎn)爐都有一定的脫碳速度，當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹煉到一定時期，操 作工通過副槍TSC探頭測量出熔池中的碳含量，再根據(jù)脫碳速度就可以計算出吹煉時間， 這樣可以精確控制轉(zhuǎn)爐終點碳。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，如果在拉碳時將鋼水中的C含 量(即，[C])控制在0.2% 0.4%之間，則能確保轉(zhuǎn)爐終點的碳含量在0. 0.2%之 間。下面將結(jié)合具體的實施例來更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。實施例1冶煉U75V重軌鋼，向轉(zhuǎn)爐中的鐵水(含有3. 6% 4.0% C和0.060% 0. 100% P)加入廢鋼，然后加入活性白灰、高鎂石灰、復(fù)合造渣劑和污泥球，將初期的渣堿度控制為 2.5。初期渣料的投入量為總渣料投入量的2/3，同時控制過程升溫速度。然后，采用脫磷 氧槍供氧，脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面1. 2 1. 6m, Smin內(nèi)提槍倒?fàn)t放渣， 然后轉(zhuǎn)為正常氧槍吹煉至拉碳，在拉碳前:3min內(nèi)，氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面 1. 5m，控制拉碳溫度為1640°C，控制所有輔料在拉碳前!Min內(nèi)加完。拉碳時的鋼水和出鋼 時的鋼水中各元素的含量如下面的表1所示。實施例2冶煉U71Mn重軌鋼，向轉(zhuǎn)爐中的鐵水(含有3. 2% 3. 6% C和0. 060 0. 100% P)加入廢鋼，然后加入活性石灰、高鎂石灰和復(fù)合造渣劑，將初期的渣堿度控制為3。初期 渣料的投入量為總渣料投入量的2/3，同時加入無煙煤提溫劑控制過程升溫速度。然后，采 用脫磷氧槍供氧，脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面1. an 1. 6m, Smin內(nèi)提槍倒 爐放渣，然后轉(zhuǎn)為正常氧槍吹煉至拉碳，在拉碳前:3min內(nèi)，氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔 池的液面1. 5m，控制拉碳溫度為1660°C，控制所有輔料在拉碳前:3min內(nèi)加完。拉碳時的鋼 水和出鋼時的鋼水中各元素的含量如下面的表1所示。實施例3冶煉U75V重軌鋼，向轉(zhuǎn)爐中的鐵水)加入廢鋼，然后加入活性白灰、高鎂石灰和復(fù) 合造渣劑，將初期的渣堿度控制為2. 8。初期渣料的投入量為總渣料投入量的2/3，同時控 制過程升溫速度。然后，采用脫磷氧槍供氧，脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面 1.2 1.6m，5min內(nèi)提槍倒?fàn)t放渣，然后轉(zhuǎn)為正常氧槍吹煉至拉碳，在拉碳前:3min內(nèi)，氧槍 的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面1. 5m。控制拉碳溫度為1620°C，控制所有輔料在拉碳前 3min內(nèi)加完。拉碳時的鋼水和出鋼時的鋼水中各元素的含量如下面的表1所示。對比例冶煉U75V重軌鋼，向轉(zhuǎn)爐中的鐵水(含有3. 6% 4. 0% C和0. 060 0. 100% P)加入渣料，加入廢鋼，然后加入活性白灰、高鎂石灰和復(fù)合造S劑。使用正常氧槍吹煉，在 拉碳前;3min內(nèi)，氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面1. Im0控制拉碳溫度為1660°C，控 制所有輔料在拉碳前3min內(nèi)加完。拉碳時的鋼水和出鋼時的鋼水中各元素的含量如下面 的表1所示。表1根據(jù)本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的拉碳時和出鋼時鋼水中各元素的含量(wt% )
權(quán)利要求
1.一種提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟向轉(zhuǎn)爐中的 鐵水加入廢鋼，然后加入渣料，將初期的渣堿度控制為2. 5 3，同時控制過程升溫速度；供氧，并進(jìn)行吹煉，以將鋼水中的磷含量控制為小于0. 025% ； 拉碳，拉碳溫度控制在1620°C 1660°C，并控制拉碳時鋼水中的碳含量為0.2% 0. 4%，控制所有輔料在拉碳前;3min內(nèi)加完，其中，在供氧的步驟中，在拉碳前的預(yù)定時間內(nèi)將脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔 池的液面為1. 2m 1. 6m的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入 渣料的步驟包括控制初期渣料的投入量為總渣料投入量的2/3，剩余的渣料以少量多批 的方式加入到鐵水中。
3.如權(quán)利要求2所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于所述渣料為活性石 灰、高鎂石灰、復(fù)合造渣劑和污泥球中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于在所述拉碳步驟中， 還根據(jù)副槍TSC定碳量來確定補吹操作。
5.如權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于在向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加 入廢鋼之前，向鐵水中加入提溫劑，以達(dá)到提溫的目的。
6.如權(quán)利要求5所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于所述提溫劑為碳質(zhì)材料。
7.如權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法，其特征在于采用脫磷氧槍來執(zhí)行 所述供氧的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法。提高轉(zhuǎn)爐終點碳含量的方法包括向轉(zhuǎn)爐中的鐵水加入廢鋼，然后加入渣料，將初期的渣堿度控制為2.5～3，同時控制過程升溫速度；供氧，并進(jìn)行吹煉，以將鋼水中的磷含量控制為小于0.025％；拉碳，拉碳溫度控制在1620℃～1660℃，并控制拉碳時鋼水中的碳含量為0.2％～0.4％，控制所有輔料在拉碳前3min內(nèi)加完，其中，采用脫磷氧槍執(zhí)行供氧的步驟，在拉碳前的預(yù)定時間內(nèi)將脫磷氧槍的槍位設(shè)置在距轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔池的液面為1.2m～1.6m的距離。根據(jù)本發(fā)明的方法，采用了緊湊的生產(chǎn)組織模式，能夠減少補吹次數(shù)，從而保證轉(zhuǎn)爐熱量得到有效的利用。
文檔編號C21C5/30GK102094103SQ20111000547
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者曾耀先, 李盛, 聶紹剛, 陳靚, 雷輝, 黃登華 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司