一種抑制爐渣泡沫化的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新的、簡單的抑制爐渣泡沫化的方法，其中，在轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中，將碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸，其中，所述碳質(zhì)材料為定量為40-120g/m2的紙質(zhì)材料，所述碳質(zhì)材料碳含量為C≥85重量%。采用本發(fā)明的紙質(zhì)材料，能夠有效抑制爐渣的泡沫化，提高控制爐渣噴濺的成功率和/或提高控制爐渣的溢出率。
【專利說明】一種抑制爐渣泡沬化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抑制爐渣泡沫化的方法。
【背景技術(shù)】 [0002]轉(zhuǎn)爐爐渣的泡沫化是轉(zhuǎn)爐出鋼操作過程中經(jīng)常發(fā)生的，在此時倒?fàn)t放渣時爐渣因?yàn)樘^泡沫化而噴濺不僅干擾轉(zhuǎn)爐煉鋼的正常操作，操作不當(dāng)有可能對設(shè)備和人員產(chǎn)生傷害，而且其帶出物含有大量的金屬，增加了鋼鐵料的消耗。
[0003]在采用“雙渣脫磷”工藝的轉(zhuǎn)爐，在倒?fàn)t放渣過程中，此時爐渣的泡沫化很嚴(yán)重，文獻(xiàn)《轉(zhuǎn)爐煉鋼過程噴濺產(chǎn)生原因分析及控制》介紹此時爐渣的體積是正常爐渣體積的3-4倍，此時放渣，爐渣也可能噴濺，或是爐渣在倒入到渣罐后，由于體積膨脹而占滿整個渣罐，甚至涌出渣罐而損毀鋼包車，而在爐渣去泡沫化之后，渣量只占渣罐很少的一部分，這樣就會給生產(chǎn)組織帶來不必要的障礙。該文獻(xiàn)中還指出在轉(zhuǎn)爐冶煉過程的任何階段，如果操作控制不當(dāng)均會出現(xiàn)噴濺。轉(zhuǎn)爐后期倒?fàn)t時爐渣泡沫化嚴(yán)重，歸結(jié)其原因主要是渣中FeO含量因?yàn)檗D(zhuǎn)爐過度深吹而含量較高，劇烈的C-O反應(yīng)在瞬間產(chǎn)生具有巨大能量的CO氣體而造成的；“雙渣脫磷”工藝倒?fàn)t渣泡沫化嚴(yán)重，其原因主要是:由于此時硅、錳元素的氧化反應(yīng)基本接近尾聲，由于前期溫度偏低，C-O反應(yīng)滯后，因此渣中積累氧化鐵。當(dāng)熔池溫度升高到C-O反應(yīng)所需要的溫度時需要倒?fàn)t放渣時，碳開始劇烈氧化，渣中積累的FeO給C-O反應(yīng)提供了一個很大的附加供氧量，瞬間反應(yīng)產(chǎn)生的氣體總量猛增，氣體積聚在渣中，使?fàn)t渣的體積膨脹較大。該文獻(xiàn)還介紹了在冶煉操作中，需要制定合理的供氧制度和造渣制度，控制冶煉過程爐渣中FeO的含量，使C-O反應(yīng)正常進(jìn)行，才能最大限度地控制噴濺。但此方法繁瑣，經(jīng)濟(jì)成本較高，控制噴濺成功率僅為64.3%。
[0004]專利CN101824506A “轉(zhuǎn)爐壓渣劑及轉(zhuǎn)爐壓渣方法”涉及一種用于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼中用的轉(zhuǎn)爐壓渣劑及轉(zhuǎn)爐壓渣方法，其特征在于，吹煉過程中出現(xiàn)因操作不當(dāng)而引起的溢渣或噴濺時，利用壓渣劑進(jìn)行抑制或控制，該壓渣劑由下述重量配比的組分組成=SiO28-15 份、Al2O3 1-6 份、Fe2O3 20-30 份、MgO 10-20 份、CaO 30-50 份，且在轉(zhuǎn)爐冶煉停氧后添加的該轉(zhuǎn)爐壓渣劑的量為2.5-8.5kg/噸鋼。該方法只適用于在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中進(jìn)行壓渣，并不適用于對在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中對泡沫化爐渣的抑制作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新的、簡單的抑制爐渣泡沫化的方法，從而能夠有效抑制爐渣的泡沫化，提高控制爐渣噴濺的成功率和/或提高控制爐渣的溢出率。
[0006]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，根據(jù)產(chǎn)生泡沫渣化的原因以及控制原理，盡管可以通過先向爐內(nèi)加入廢鋼渣擊碎爐渣泡沫，然后在加入廢鋼渣后再加入含有一定量的碳質(zhì)材料(20-30重量％)的壓渣劑，且輔以底吹氬氣攪拌強(qiáng)化鋼渣界面反應(yīng)，可以對爐渣進(jìn)行脫氧以降低渣中FeO的含量，從一定程度上抑制鋼渣泡沫化，但是，一方面，該方法仍然比較繁瑣，另一方面，該含有碳質(zhì)材料的壓渣劑只適用于通過料倉加入，加入量較大，且該含有碳質(zhì)材料壓渣劑的密度較大，并需要輔以底吹氬氣攪拌強(qiáng)化鋼渣界面反應(yīng)，因此，該方法只適用于在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中進(jìn)行壓渣，并不適用于對在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中對泡沫化爐渣的抑制作用。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種抑制爐渣泡沫化的方法，其特征在于，在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中，將碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸，其中，所述碳質(zhì)材料為定量為40-120g/m2的紙質(zhì)材料，所述碳質(zhì)材料碳含量為C > 85重量％。
[0008]采用本發(fā)明的紙質(zhì)碳質(zhì)材料,能夠很好地控制冶煉過程爐渣中FeO含量，使C-O反應(yīng)正常進(jìn)行，能最大限度地控制爐渣的泡沫化，使轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t放渣操作安全進(jìn)行，同時也能夠很好地控制在渣罐中的泡沫化爐渣，控制爐渣在渣罐里的體積，減少渣罐的周轉(zhuǎn)頻率，經(jīng)濟(jì)成本低。采用本方法非常適合在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中泡沫化爐渣的抑制作用，且非常適用于人工手工操作，非常簡單方便。
[0009]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明提供的抑制爐渣泡沫化的方法，其中，在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中，將所述碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸，其中，所述碳質(zhì)材料為定量為40-120g/ni的紙質(zhì)材料，所述碳質(zhì)材料碳含量為C > 85重量％。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸的方式?jīng)]有具體限定，只要將所述碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣充分接觸即可，優(yōu)選為:在出鋼時，將所述碳質(zhì)材料投入轉(zhuǎn)爐 的鋼水表面的泡沫化爐渣中，和/或，在轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t放渣過程中，將所述碳質(zhì)材料與泡沫化爐渣混合。
[0013]其中，出鋼時指的是當(dāng)鋼水成分和溫度均已達(dá)到轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)要求，打開出鋼口，倒?fàn)t出鋼的時刻；所述倒?fàn)t放渣過程包括在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中(例如，已經(jīng)吹氧一段時間后，先暫時停止吹氧,倒?fàn)t放渣)需要倒?fàn)t放渣時,將轉(zhuǎn)爐的鋼水表面的泡沫化爐渣倒?fàn)t放渣過程，以及還包括在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)即將出鋼前，將轉(zhuǎn)爐的鋼水表面的泡沫化爐渣倒?fàn)t放渣過程。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料定量可以為40_120g/m2，優(yōu)選地，所述碳質(zhì)材料定量為80-120g/m2,所述碳質(zhì)材料材質(zhì)輕，不會對爐渣產(chǎn)生壓力。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料含有的碳含量可以為C > 85重量％，優(yōu)選地，所述碳質(zhì)材料含有的碳含量可以為C > 95重量％，所述碳質(zhì)材料含有的碳含量高，反應(yīng)速度快。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料可以為各種滿足上述碳含量要求的紙質(zhì)材料，優(yōu)選情況下，所述紙質(zhì)材料為牛皮紙。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料加入的量依據(jù)的原理是:所述碳質(zhì)材料中含有的主要成分碳元素在進(jìn)入泡沫渣后，與渣中的FeO發(fā)生反應(yīng)，從而減少了累積的FeO，從而使熔渣液相比率降低，張力增加，使?fàn)t渣返干，進(jìn)而在轉(zhuǎn)爐中形成的CO氣體更好的穿出爐渣渣層，從而進(jìn)一步抑制了爐渣的泡沫化。在此過程中發(fā)生的碳與渣中的FeO發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)式如下:
[0018]FeO+C = Fe+C0。[0019]本發(fā)明所采用的碳質(zhì)材料為紙質(zhì)材料,該紙質(zhì)材料的碳含量高,此外,該紙質(zhì)材料輕，不會對泡沫化爐渣產(chǎn)生壓力，在與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸時，能夠在泡沫化爐渣的表面充分接觸，進(jìn)而，能夠與空氣中的氧充分接觸，反應(yīng)完全，反應(yīng)速度快，因此，采用本方法，非常適合在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中泡沫化爐渣的抑制作用，且非常適用于人工手動操作，非常簡單方便、有效。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料的用量的可選擇范圍較寬，但是，本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，在所述碳質(zhì)材料的用量很少的情況下，就能很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，優(yōu)選地，所述碳質(zhì)材料的用量為0.01-0.1kg/噸鋼；更優(yōu)選地，所述碳質(zhì)材料的用量為0.03-0.05kg/噸鋼。
[0021]按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在出鋼時，將所述碳質(zhì)材料投入轉(zhuǎn)爐的鋼水表面的泡沫化爐渣中時，優(yōu)選地，將所述碳質(zhì)材料在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)即將出鋼前，當(dāng)轉(zhuǎn)爐搖至取樣位置時加入所述碳質(zhì)材料，在這種情況下，爐渣能夠迅速返干，體積迅速減小，從而進(jìn)一步保證整個出鋼過程的平穩(wěn)，下渣量較少，出鋼過程回磷僅為0.0OP/o-0.002重量％。
[0022]按照本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在即將出鋼前的轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t放渣過程中，將所述碳質(zhì)材料與泡沫化爐渣混合時，優(yōu)選地，當(dāng)渣罐中已經(jīng)填滿泡沫化爐渣時加入所述碳質(zhì)材料，在這種情況下，既能夠保證渣罐能夠盡量多的容納爐渣，而且還能夠使?fàn)t渣迅速返干，體積迅速減小，保證整個過程沒有出現(xiàn)爐渣涌出渣罐的現(xiàn)象。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，所述碳質(zhì)材料可以為任何形狀，例如可以為卷筒狀，也可以為平板狀、瓦楞狀等等，優(yōu)選地，所述碳質(zhì)材料可以制成一種外形輕便利于投送的中空管狀的中空管，更優(yōu)選地，所述中空管的長度為1-3米、壁厚為l_20mm、內(nèi)直徑為8-120mm，更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述中空管的長度為1.5-2.5米、壁厚為3-15mm、內(nèi)直徑為10-100mm。
[0024]根據(jù)本發(fā)明，出鋼過程，轉(zhuǎn)爐正?；亓自?.002-0.003重量％左右，假如下渣控制不好而增磷超過0.005重量％，則為達(dá)到鋼種目標(biāo)要求，則轉(zhuǎn)爐每爐鋼需要增加活性石灰的加入量是500kg, It活性石灰價格500元,假設(shè)出鋼量130t/爐,則增加的成本是1.92元/t鋼，以年鋼產(chǎn)量550萬噸。而采用本發(fā)明方法后，控制回磷以及提高鋼水煉成率所起的貢獻(xiàn)率30%(貢獻(xiàn)率是指在本方法中在控制回磷以及提高鋼水煉成率所起的貢獻(xiàn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員在計(jì)算效益時所乘的一個系數(shù)。)，則年創(chuàng)造效益為=1.92X550X30%=316.8萬元。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，由于控制終渣渣態(tài)，減少了轉(zhuǎn)爐出鋼前倒不下爐而耽誤出鋼或是減少了出鋼過程的下渣，對抑制回磷以及提高鋼水質(zhì)量均有顯著地作用。
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0027]以下實(shí)施例中，紙張定量指單位面積紙張的質(zhì)量，一般以每平方米多少克重表示，單位為克/平方米，記作g/m2。
[0028]以下實(shí)施例中，爐渣的溢出率指的是轉(zhuǎn)爐在倒?fàn)t過程中，爐渣從爐口溢出的可能性或是溢出次數(shù)/總出鋼爐數(shù)的一個統(tǒng)計(jì)。
[0029]以下實(shí)施例中，回磷是鋼鐵生產(chǎn)過程中已脫除的磷重新返回金屬中的現(xiàn)象，是指鋼水在出鋼結(jié)束時的鋼水P含量減去開始出鋼時的P含量之間的差值，鋼水中P含量可以根據(jù)鋼鐵成分分析標(biāo)準(zhǔn):GB-T20125-2006測定。
[0030]實(shí)施例1
[0031]某鋼廠采用120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，其冶煉終點(diǎn)(Si含量0.025重量％、Mn含量0.02重量％4含量0.015重量％、S含量0.012重量％，冶煉終點(diǎn)鋼水溫度為1680°C)出鋼量為130t 。
[0032]在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)出鋼前，當(dāng)轉(zhuǎn)爐搖至取樣位置時，將3.9kg的中空管狀紙質(zhì)碳質(zhì)材料投入到轉(zhuǎn)爐中，其中，該紙質(zhì)碳質(zhì)材料為定量為100g/m2，碳含量為96重量％，長度為I米，管壁厚度為I毫米，內(nèi)直徑為8毫米的牛皮紙中空紙管，爐渣迅速返干，體積迅速減小，整個出鋼過程平穩(wěn)，下渣量僅為10mm，經(jīng)現(xiàn)場取樣對比，出鋼過程回磷僅為0.001重量％，控制噴濺成功率為100重量％。
[0033]實(shí)施例2
[0034]某鋼廠采用120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，其冶煉終點(diǎn)(Si含量0.025重量％、Mn含量0.02重量％4含量0.015重量％、S含量0.012重量％，冶煉終點(diǎn)鋼水溫度為1680°C)出鋼量為140t。
[0035]在冶煉結(jié)束后，進(jìn)行倒?fàn)t放渣，并將7kg的中空管狀紙質(zhì)碳質(zhì)材料投入到渣罐中，其中，該紙質(zhì)碳質(zhì)材料定量為80g/m2，碳含量為85重量％，長度為1.5米，厚度為I毫米，內(nèi)直徑為8毫米，此時，爐渣迅速返干，體積迅速減小，整個過程沒有出現(xiàn)爐渣涌出渣罐的現(xiàn)象，并且按照此方法連續(xù)進(jìn)行5-6爐的出鋼操作，爐渣溢出率為O重量％。
[0036]實(shí)施例3
[0037]某鋼廠采用120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，其冶煉終點(diǎn)(Si含量0.025重量％、Mn含量0.02重量％4含量0.015重量％、S含量0.012重量％，冶煉終點(diǎn)鋼水溫度為1680°C)出鋼量為135t。
[0038]在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)出鋼前，當(dāng)轉(zhuǎn)爐搖至取樣位時，將1.35kg的中空管狀紙質(zhì)碳質(zhì)材料投入到轉(zhuǎn)爐中，其中，該紙質(zhì)碳質(zhì)材料定量為120g/m2，碳含量為90重量％，長度為2.5米，厚度為20毫米，內(nèi)直徑為120毫米，爐渣迅速返干，體積迅速減小，整個出鋼過程平穩(wěn)，下渣量僅為20mm，經(jīng)現(xiàn)場取樣對比，出鋼過程回磷僅為0.002重量％，控制噴濺成功率為100重量％。
[0039]實(shí)施例4
[0040]某鋼廠120噸轉(zhuǎn)爐冶煉，其冶煉終點(diǎn)(Si含量0.025重量％、Mn含量0.02重量％、P含量0.015重量％、S含量0.012重量％，冶煉終點(diǎn)鋼水溫度為1680°C )出鋼量為138t。
[0041]在冶煉結(jié)束后，進(jìn)行倒?fàn)t放渣時，并將13.8kg的中空管狀紙質(zhì)碳質(zhì)材料投入到渣罐中，其中，該紙質(zhì)碳質(zhì)材料定量為40g/m2，碳含量為95重量％，長度為3米，厚度為20毫米，內(nèi)直徑為120毫米，此時，爐渣迅速返干，體積迅速減小，整個過程沒有出現(xiàn)爐渣涌出渣罐的現(xiàn)象，并且按照此方法連續(xù)進(jìn)行5-6爐的出鋼操作，爐渣溢出率為O重量％。
[0042]對比例I
[0043]按照與實(shí)施例1相同的方法冶煉鋼水并出鋼，不同之處在于:沒有在轉(zhuǎn)爐中添加本發(fā)明的紙質(zhì)碳質(zhì)材料，結(jié)果爐渣多，體積大，整個出鋼過程不能平穩(wěn)進(jìn)行，爐渣下渣量為100mm，經(jīng)現(xiàn)場取樣對比，出鋼過程回磷為0.003重量％，效果不好，控制噴濺成功率僅為65
重量％。
[0044]對比例2
[0045]按照與實(shí)施例2相同的方法冶煉鋼水并出鋼，不同之處在于:沒有在渣罐中添加本發(fā)明的紙質(zhì)碳質(zhì)材料，結(jié)果爐渣多，體積大，整個過程出現(xiàn)爐渣涌出渣罐的現(xiàn)象，溢出渣罐的爐渣占總爐渣的30重量％。
[0046]對比例3
[0047]按照與實(shí)施例1相同的方法冶煉鋼水并出鋼，不同之處在于:先向爐內(nèi)加入1000kg量廢鋼渣擊碎爐渣泡沫，然后在加入廢鋼渣后再加入200kg碳含量較低(如20-30重量％)的含碳質(zhì)材料的壓渣劑，且輔以底吹氬氣攪拌強(qiáng)化鋼渣界面反應(yīng)，結(jié)果控制噴濺成功率僅為64.3重量％，出鋼過程回磷為0.0025重量％，此外，該方法經(jīng)濟(jì)成本較高，方法繁瑣。
[0048]對比例4
[0049]按照CN101824506A公開的實(shí)施例1的方法制備壓渣劑=SiO2 8份、Al2O3 2份、Fe2O3 23份、MgO 12份、CaO 30份，轉(zhuǎn)爐壓渣劑加入量為500kg(每噸鋼水中加入2.5_8.5kg轉(zhuǎn)爐壓渣劑)，并按照該方法在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼中采用所述轉(zhuǎn)爐壓渣劑進(jìn)行壓渣，結(jié)果控制噴濺成功率僅為68重量％，出鋼過程回磷為0.003重量％，此外，該方法經(jīng)濟(jì)成本較高，方法繁瑣。
[0050]通過以上實(shí)施例1-4和對比例1-4的數(shù)據(jù)對比可以看出，采用本發(fā)明的抑制爐渣泡沫化的方法，能夠方便且有效地抑制爐渣的泡沫化，提高控制爐渣噴濺的成功率和/或提高控制爐渣的溢出率。并且特別適合在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中泡沫化爐渣的抑制作用，且非常適用于人工手 動操作，非常簡單方便、有效。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制爐渣泡沫化的方法，其特征在于，在采用轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t過程中，將碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸,其中，所述碳質(zhì)材料為定量為40-120g/m2的紙質(zhì)材料，所述碳質(zhì)材料碳含量為C > 85重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述碳質(zhì)材料與鋼水表面的泡沫化爐渣接觸的方式為:在出鋼時，將所述碳質(zhì)材料投入轉(zhuǎn)爐的鋼水表面的泡沫化爐渣中，和/或，在轉(zhuǎn)爐倒?fàn)t放渣過程中，將所述碳質(zhì)材料與泡沫化爐渣混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述碳質(zhì)材料的用量為0.01-0.1kg/噸鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述碳質(zhì)材料的用量為0.03-0.05kg/噸鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述碳質(zhì)材料碳含量為C> 95重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述碳質(zhì)材料為中空管狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，中空管的長度為l-3m、壁厚為l-20mm、內(nèi)直徑為8-120mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述中空管的長度為1.5-2.5m、壁厚為3-15mm、內(nèi)直徑為10-100mm。
【文檔編號】C21C5/36GK103540706SQ201210239184
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】陳永, 梁新騰, 曾建華, 陳均, 李桂軍, 楊森祥, 李盛, 龔洪君, 楊曉東, 何為 申請人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司, 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩有限公司, 攀鋼集團(tuán)西昌鋼釩有限公司