专利名称：一种炼钢造渣的方法
技术领域：
本发明属于冶金技术领域，涉及一种炼钢造渣的方法。
背景技术：
吹炼初期影响石灰熔解的主要原因是，在液体炉渣和石灰的界面上首先生成高熔点的2Ca0Si02，当SW2含量超过25%时，石灰熔解下降，因此，为了加速石灰熔解，必须加入能急剧降低2Ca0Si&熔点的熔剂。在国内外传统的炼钢工艺中，萤石被用作转炉炼钢造渣脱磷的主要助熔剂，其主要成份是氟化钙。它能加速钙的熔解，改善炉渣的流动性，以提高脱磷效果。不过，用萤石作为炼钢转炉化渣剂，存在一定的局限性。一方面，萤石中的氟会严重侵蚀转炉的炉衬，导致转炉寿命降低、污染空气、增加钢铁料消耗量；同时萤石中的(必2变成气相氟化物会造成环境污染。因此，国内外从事冶金技术的工作人员都在努力寻找能够替代萤石的炼钢转炉化渣剂。普通铁水炼钢，Si、Mn等元素从氧枪供氧开始就迅速氧化直接进入转炉渣相，使熔池迅速升温并促使石灰熔化，从而快速形成覆盖炉内钢液的初渣。然而对于Si、Mn元素含量很低的铁水原料，例如攀钢半钢炼钢有其特殊性，攀钢半钢经过提钒，半钢中Si、Mn元素的含量很少，采用这种原料炼钢时，造渣必须依靠外加含S^2的辅助造渣材料以及提高氧枪枪位增加冶炼过程钢渣中的FeO才能促使石灰熔化，这样造成初渣形成困难，而且半钢中C含量与普通铁水相比，少了 0. 7-1. 0%，转炉炼钢过程热量不足。所以半钢转炉炼钢炉渣初渣碱度高、粘度大、流动性差。这更加增加了炉渣形成的难度。另外，近年来，随产能的迅速增长，钢包渣的排放量也急剧增长，旧钢包渣无法消化，新钢包渣却不断产生。转炉冶炼的高效化与生产资源的循环利用，都是21世纪炼钢技术发展的核心任务。
发明内容
本发明针对现有技术中半钢炼钢所存在的炉渣形成困难的缺点，提供一种能够快速成渣的炼钢造渣的方法。本发明的发明人发现，精炼钢包渣中的Al2O3、！^203、Si02等成分相对比较稳定存在于渣中，在半钢转炉炼钢中帮助形成稳定的(CaO)-(Al2O3)-(SiO2)三元渣系，此种渣系具有较强的降低炉渣熔点和粘度的能力，即化渣造渣能力。而且精炼钢包渣中的CaO还能节省转炉中石灰的用量。形成此种渣系不仅具有很强的脱硫能力，脱磷能力也很强。此种渣系中Al2O3在炉渣中是以“网络”形式，在溅渣护炉时很容易牢固粘结在炉衬上，有助于延长炼钢炉炉龄。而且采用精炼钢包渣做为炼钢助熔剂，有助于避免采用萤石所带来的腐蚀设备、 造成环境污染。本发明提供了一种炼钢造渣的方法，该方法包括，将提钒后的半钢加入炼钢炉中， 并向其中吹氧进行吹炼，在吹炼开始后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8. 5千克的石灰、4-7. 5千克的高镁石灰、5-11. 5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，在形成初渣后至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8. 5 千克的石灰和4-7. 5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中，继续吹炼，得到钢水和终渣；所述助熔剂为精炼钢包渣。本发明将精炼钢包渣作为助熔剂，可以快速成渣，例如，实施例1在吹炼开始4分 25秒即形成初渔，与没有使用助熔剂的对比例相比初渣的形成时间提前了 35秒。并且，本发明提供的炼钢造渣方法还可以减少炼钢辅料的用量，例如，与没有使用助熔剂的对比例相比，相对于1吨提钒后的半钢，实施例1石灰的用量减少1. M千克，高镁石灰用量减少2. 31千克，酸性复合渣的用量减少3. 08千克。而且，本发明提供的炼钢造渣方法由于不采用萤石，所以可以避免采用萤石所带来的设备腐蚀和环境污染。此外，本发明提供的炼钢造渣方法还能加快石灰的熔解，渣态活跃，提高炉渣的脱磷、脱硫能力，过程不返干、不喷溅。本发明中的助熔剂中所含有的Al2O3在炉渣中是以“网络”形式，在溅渣护炉时很容易牢固粘结在炉衬上，有助于延长炼钢炉炉龄。精炼钢包渣的使用是炼钢炉渣资源的循环利用，降低了生产成本。并且，减少了堆放精炼钢包渣的场地面积，减少了企业的环保压力，有助于钢铁企业的可持续发展。
具体实施例方式本发明提供一种炼钢造渣的方法，该方法包括，将提钒后的半钢加入炼钢炉中，并向其中吹氧进行吹炼，在吹炼开始后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8. 5千克的石灰、4-7. 5千克的高镁石灰、5-11. 5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，在形成初渣后至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8. 5千克的石灰和4-7. 5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中，继续吹炼，得到钢水和终渣；所述助熔剂为精炼钢包渣。根据本发明，只要在开始吹炼后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8. 5 千克的石灰、4-7. 5千克的高镁石灰、5-11. 5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，即可形成初渣，从而实现本发明快速成渣的目的。但优选在开始吹炼后的1分钟内将它们加入到炼钢炉中。所述石灰、高镁石灰、助熔剂和酸性复合渣可以以混合物形式加入炼钢炉中，也可以各自加入炼钢炉中。优选将石灰、高镁石灰石和酸性复合渣的混合物加入炼钢炉中。上述形成初渣后加入的石灰和高镁石灰尽管只要在开始吹炼后加入即可，但优选情况下，在形成初渣后至开始吹炼后的8分钟内加完。上述形成初渣后补充加入的石灰和高镁石灰可以一次加入，也可以分批加入。本发明的发明人发现，由于一次加入会影响石灰和高镁石灰的熔化速度，所以优选采用以下分批方式加入石灰和高镁石灰以获得更好的流动性和脱硫、脱磷能力。优选情况下，所述在形成初渣后至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8. 5千克的石灰和 4-7. 5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中的方法包括，在形成初渣后至吹炼开始后的7分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，加入3-4千克的石灰和2-4千克的高镁石灰；在吹炼开始后
5的7-8分钟，相对于1吨提钒后的半钢，加入3-4. 5千克的石灰和2-3. 5千克的高镁石灰。 在本发明中，所述石灰和高镁石灰可以以混合物形式加入，也可以各自加入，优选以混合物形式加入。为了充分利用废钢，从而使废钢得到回收利用并节约成本，在本发明的炼钢造渣的方法中，在进行所述吹炼之前，还可以向炼钢炉中加入废钢，相对于1吨提钒后的半钢， 可以加入27-80千克的废钢。在本发明中，所述废钢可以是常规废钢，其主要成分包括，以质量百分数计，Fe含量为 96-99. 5%，C 含量为 0. 05-1. 0%，Mn 含量为 0. 1-2. 0%, Si 含量为 0. 05-1. 0%o本发明中，所述提钒后的半钢可以是各种经过提钒工艺处理得到的半钢。优选情况下，以所述提钒后的半钢总质量为基准，以质量百分数计，所述提钒后的半钢含有 3. 2-4. 1 % 的 C，0. 015-0. 030 % 的 Si，0. 02-0. 04 % 的 Μη,Ο. 06-0. 08 % 的 P,小于等于 0. 015%的 S,95. 74-96. 69 的 Fe。所述提钒后的半钢的入炉温度为1250_1360°C，优选1290_1320°C。当所述提钒后的半钢中的C含量以质量百分数计为3. 2-3. 9%，且对应于每吨所述提钒后的半钢，所述废钢的加入量大于45千克时，炼钢仍然存在热量不足的情况，需要加入提温剂补充热量。所述提温剂通常选用含碳物质，例如类石墨和/或增碳剂，所述类石墨和增碳剂可以为本领域常规使用的各种类石墨和增碳剂，通常所述类石墨和增碳剂的含碳量为85质量％以上，而且所述类石墨和/或增碳剂作为提温剂的增温效率为每千克提温剂使每吨钢增温0. 15-0. 45°C。所述提温剂具体的加入量根据炼钢炉中钢水的温度而定。在本发明的半钢炼钢方法中，当所述提钒后的半钢中的C含量以质量百分数计为 3. 9%以上，且对应于每吨所述提钒后的半钢，所述废钢的加入量为45千克以下时，炼钢存在热量富余的情况，因此需要加入能够防止钢液温度过高并能够降低钢液温度的冷却剂， 所述冷却剂例如可以为污泥球，所述污泥球为本领域常规使用的污泥球，所述污泥球作为冷却剂的降温效率为每千克冷却剂使每吨钢降温0. 15-0. 33°C。所述提温剂具体的加入量根据炼钢炉中钢水的温度而定。在炼钢中使用的助熔剂中，需要使用铝含量为15-25质量％，而精炼钢包渣中氧化铝的含量也为15-25质量％，因此本发明将精炼钢包渣直接作为炼钢转炉用助熔剂。以所述助熔剂总质量为基准，以质量百分数计，该助熔剂中的CaO含量为45-55%，SiO2含量为15-30%，Al2O3含量为15-25%，FeO含量为1-5 %，！^e2O3含量为1-5 %，MnO含量为 0. 1-2%, MgO含量为5-20%，P含量为彡0. 1%, S含量为彡0. 5%，水分含量为< 0. 2%。 该助熔剂的熔点为U80-1350°C。满足所述组成成分和含量的精炼钢包渣可以是冶炼板坯钢时所产生的钢包渣。本发明中的助熔剂的制备方法包括将废弃的大块精炼钢包渣进行机械破碎，加工成粒度为30-50mm的颗粒。所述石灰和高镁石灰主要用于脱去半钢成分中的硫和磷。所述石灰主要含有CaO， 且以所述石灰的总质量为基准，以质量百分数计，所述石灰中的CaO含量为85-90%。所述高镁石灰主要含有MgO和CaO，以所述高镁石灰的总质量为基准，以质量百分数计，MgO含量为30-40%，CaO含量为48-55%。由此可见，所述高镁石灰的氧化钙含量低于所述石灰中氧化钙的含量。所述酸性复合渣中含有SiO2，主要用于弥补了提钒后的半钢中发热元素不足的缺陷。在所述酸性复合渣中S^2的含量通常为45-55质量％，通常使用的酸性复合渣例如可以为石英砂。根据被发明的炼钢造渣的方法得到的初渣的碱度为3. 4-3. 8，所得终渣的碱度为 4. 0-4. 5。通过吹炼可以氧化所述半钢中的碳、磷、硅等元素，去除气体及夹杂物，并使钢液均勻加热升温。在所述吹炼过程中，通过氧枪(即吹氧管)进行所述吹炼，根据本发明，氧枪喷头距熔池金属液面基本枪位优选为1. 4-1. 6m，其中吹炼开始时的枪位优选为1. 8-1. 9m, 吹炼开始后2分钟至拉碳的吹炼枪位优选为1. 4m-l. 6m，拉碳枪位优选为1. 2-1.細。进行吹炼时，相对于每吨半钢，耗氧量为40-57Nm3，优选为48_53Nm3。本发明提供的炼钢造渣的方法适用于各种常规的炼钢炉，例如，平炉、转炉和电炉，尤其适用于转炉。在转炉出完钢并进行溅渣护炉之后，在转炉中加入提钒后的半钢和废钢，并且将全部的助熔剂由转炉高位料仓一次加入，这样有助于精炼钢包渣助熔剂的快速熔化；并且，将总石灰用量的一半即相对于1吨提钒后的半钢，加入6-8. 5千克的石灰， 以满足转炉炉渣脱磷的需要，与常规工艺比，相对于1吨提钒后的半钢，石灰的用量减少 1. 54-3. 85千克；并且，将高镁石灰用量的一半即相对于1吨提钒后的半钢，加入4-7. 5千克的高镁石灰，保证转炉炉渣中MgO质量百分比含量在10-12%以满足护炉的要求，与常规工艺比，相对于1吨提钒后的半钢，高镁石灰的用量减少0. 77-2. 31千克；并且，将全部的富含S^2的酸性复合渣加入到转炉内，以满足转炉造渣的需要，与常规工艺比，相对于1吨提钒后的半钢，酸性复合渣的用量减少2. 92-3. 38千克。得到初渣后将剩下一半的石灰和高镁石灰分批在吹炼过程中加完，主要是炉渣较活跃时加，以保证有足够的流动性和脱硫、脱磷能力。本发明提供的方法特别适用于冶炼冶炼板坯钢种，如Q235(G)钢种、Stb32钢种、 PG40钢种等。以下结合实施例对本发明进行详细说明。实施例1本实施例用于说明本发明提供的炼钢造渣的方法。在120吨新转炉上冶炼Q235(G)钢种的钢。在转炉中加入提钒后的半钢131吨、 废钢9吨，提钒后的半钢的入炉温度为1300°C。吹炼开始后的1分钟加入石灰1000千克， 高镁石灰800千克，助熔剂1000千克，酸性复合渣1600千克和类石墨1000千克，吹炼开始后的4分25秒即形成初渣，初渣碱度为3. 6。在吹炼开始后的6. 5分钟，加入500千克的石灰和400千克的高镁石灰；在吹炼开始后的8分钟，加入500千克的石灰和400千克的高镁石灰，继续吹炼至12分钟，得到钢水和终渣。钢水的出钢温度为1675°C，钢水的出钢重量是128. 8吨，终渣碱度为4.0，终渣中全铁为19%，氧活度为400ppm。炼钢过程渣活跃，有较强的脱磷能力。出钢结束后溅渣护炉，发现炉壁挂渣良好。炼钢过程中共消耗石灰2000千克，高镁石灰1600千克、助熔剂1000千克、酸性复合渣1600千克和类石墨1000千克，消耗总氧气量为6800Nm3。半钢成分、废钢成分、出钢成分及Q235(G)钢种的钢的成分如表1所示。助熔剂所含成分含量如表5所示。石灰中的CaO含量、高镁石灰中的MgO含量和CaO 含量、酸性复合渣中的SiO2含量如表6所示。实施例2
本实施例用于说明本发明提供的炼钢造渣的方法。在120吨新转炉上冶炼Stb32钢种的钢。在转炉中加入提钒后的半钢143吨，提钒后的半钢的入炉温度为1280°C。吹炼开始后的1分钟加入石灰900千克，高镁石灰900 千克，助熔剂1300千克，酸性复合渣1620千克，吹炼开始后的4分10秒即形成初渣，初渣碱度为3. 44。在吹炼开始后的6分钟，加入450千克的石灰和450千克的高镁石灰；在吹炼开始后的7分钟，加入450千克的石灰和450千克的高镁石灰，其中污泥球在吹炼至10. 5 分钟时加入，继续吹炼至11. 8分钟，得到钢水和终渣。钢水的出钢温度为1687°C，钢水的出钢重量是131. 56吨，终渣碱度4. 1为，终渣中全铁为19%，氧活度为420ppm。炼钢过程渣活跃，有较强的脱磷能力。出钢结束后溅渣护炉，发现炉壁挂渣良好。炼钢过程中消耗石灰1800千克、高镁石灰1800千克、助熔剂1300千克、酸性复合渣1620千克和污泥球600 千克，消耗总氧气量为5800Nm3。半钢成分、出钢成分及Stb32钢种的钢的成分如表2所示。 助熔剂所含成分含量如表5所示。石灰中的CaO含量、高镁石灰中的MgO含量和CaO含量、 酸性复合渣中的S^2含量如表6所示。实施例3本实施例用于说明本发明提供的炼钢造渣的方法。在120吨新转炉上冶炼PG40钢种的钢。在转炉中加入提钒后的半钢130吨、废钢 6吨，提钒后的半钢的入炉温度为1330°C。吹炼开始后的1分钟加入石灰800千克、高镁石灰950千克、助熔剂1450千克、酸性复合渣1560千克和类石墨500千克，吹炼开始后的4分 20秒即形成初渣，初渣碱度为3. 52。在吹炼开始后的6分钟，加入450千克的石灰和300千克的高镁石灰；在吹炼开始后的7分钟，加入450千克的石灰和350千克的高镁石灰，继续吹炼至12. 3分钟，得到钢水和终渣。钢水的出钢温度为1670°C，钢水的出钢重量是125. 12 吨，终渣碱度为4. 2，终渣中全铁为20%，氧活度为480ppm。炼钢过程渣活跃，有较强的脱磷能力。出钢结束后溅渣护炉，发现炉壁挂渣良好。炼钢过程中共消耗石灰1700千克、高镁石灰1600千克、耗助熔剂1450千克、酸性复合渣1560千克和类石墨500千克，消耗总氧气量为6650Nm3。半钢成分、废钢成分、出钢成分及PG40钢种的钢的成分如表3所示。助熔剂所含成分含量如表5所示。石灰中的CaO含量、高镁石灰中的MgO含量和CaO含量、酸性复合渣中的SiA含量如表6所示。对比例1本实施例用于说明不加入本发明的助熔剂的炼钢造渣的方法。在120吨新转炉上冶炼Q235(G)钢种的钢。在转炉中加入提钒后的半钢131吨、 废钢9吨，提钒后的半钢的入炉温度为1300°C。吹炼开始后的1分钟加入石灰1100千克、 高镁石灰1000千克、酸性复合渣2000千克和类石墨1000千克，吹炼开始后的5分钟形成初渣，初渣碱度为2. 9。在吹炼开始后的6. 5分钟，加入550千克的石灰和450千克的高镁石灰；在吹炼开始后的8分钟，加入550千克的石灰和450千克的高镁石灰，继续吹炼至12 分钟，得到钢水和终渣。钢水的出钢温度为1675°C，钢水的出钢重量是130吨，终渣碱度为 3. 8，终渣中全铁为20%，氧活度为600ppm。炼钢过程渣比较容易返干。炼钢过程中共消耗石灰2200千克，高镁石灰1900千克、酸性复合渣2000千克和类石墨1000千克，消耗总氧气量为6800Nm3。半钢成分、废钢成分、出钢成分及Q235(G)钢种的钢的成分如表4所示。石灰中的CaO含量、高镁石灰中的MgO含量和CaO含量、酸性复合渣中的SW2含量如表6所
权利要求
1.一种炼钢造渣的方法，其特征在于，该方法包括，将提钒后的半钢加入炼钢炉中，并向其中吹氧进行吹炼，在吹炼开始后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8. 5千克的石灰、4-7. 5千克的高镁石灰、5-11. 5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，在形成初渣后至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8. 5千克的石灰和4-7. 5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中，继续吹炼，得到钢水和终渣；所述助熔剂为精炼钢包渣。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述在形成初渣后至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8. 5千克的石灰和4-7. 5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中的方法包括，在形成初渣后至吹炼开始后的7分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，加入3-4 千克的石灰和2-4千克的高镁石灰；在吹炼开始后的7-8分钟，相对于1吨提钒后的半钢， 加入3-4. 5千克的石灰和2-3. 5千克的高镁石灰。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在进行所述吹炼之前，还向炼钢炉中加入废钢，且相对于1吨提钒后的半钢，所述废钢的加入量为27-80千克。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述提钒后的半钢总质量为基准，以质量百分数计，所述提钒后的半钢含有3. 2-4. 1 %的C，0. 015-0. 030 %的Si， 0. 02-0. 04% 的 Μη,Ο. 06-0. 08% 的 P，小于等于 0. 015% 的 S, 95. 74-96. 69% 的 Fe。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述提钒后的半钢中的C含量以质量百分数计为3. 2-3. 9%，且对应于每吨所述提钒后的半钢，所述废钢的加入量大于45千克时，还向炼钢炉中加入提温剂。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述提温剂的增温效率为每千克提温剂使每吨钢增温 0. 15-0. 450C ο
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述提温剂为增碳剂。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述提钒后的半钢中的C含量以质量百分数计为3. 9%以上，且对应于每吨所述提钒后的半钢，所述废钢的加入量为45千克以下时，还向炼钢炉中加入冷却剂。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述冷却剂的降温效率为每千克冷却剂使每吨钢降温 0. 15-0. 33 0C ο
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述冷却剂为污泥球。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述提钒后的半钢的入炉温度为1250-1360°C。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述助熔剂总质量为基准，以质量百分数计， 该助熔剂中的CaO含量为45-55%, SiO2含量为15-30%, Al2O3含量为15-25%, FeO含量为1-5 %，Fe2O3含量为1-5 %，MnO含量为0. 1-2 %，MgO含量为5-20 %，P含量为彡0. 1 %， S含量为< 0. 5%，水分含量为< 0. 2%。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述助熔剂为30-50mm的颗粒。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以所述石灰的总质量为基准，以质量百分数计，所述石灰中的CaO含量为85-90%。
15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以所述高镁石灰的总质量为基准，以质量百分数计，所述高镁石灰中的MgO含量为30-40%，所述高镁石灰中的CaO含量为48-55 %。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，以所述酸性复合渣的总质量为基准，以质量百分数计，所述酸性复合渣中的S^2含量为45-55%。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所得初渣的碱度为3.4-3. 8，所得终渣的碱度为 4. 0-4. 5。
18.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述吹炼过程中，通过氧枪进行所述吹炼，吹炼开始时的枪位为1. 8-1. 9m,吹炼开始后2分钟至拉碳的吹炼枪位为1. 4m_l. 6m,拉碳枪位为1. 2-1.細，相对于每吨半钢，吹氧量为40-57Nm3。
全文摘要
本发明提供一种炼钢造渣的方法，该方法包括，将提钒后的半钢加入炼钢炉中，并向其中吹氧进行吹炼，在吹炼开始后的2分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，将6-8.5千克的石灰、4-7.5千克的高镁石灰、5-11.5千克的助熔剂及11-16千克的酸性复合渣加入到炼钢炉中，在形成初渣至吹炼开始后的8分钟内，相对于1吨提钒后的半钢，再将6-8.5千克的石灰和4-7.5千克的高镁石灰加入到炼钢炉中，继续吹炼，得到钢水和终渣；所述助熔剂为精炼钢包渣。通过本发明的提供的方法进行造渣，能够快速成渣、降低钢铁料消耗、延长炼钢炉炉龄、避免设备腐蚀和环境污染、节约炼钢成本。
文档编号C21C5/36GK102312037SQ201010219879
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月6日 优先权日2010年7月6日
发明者曾建华, 李安林, 李桂军, 李清春, 杨森祥, 梁新腾, 陈永 申请人:攀钢集团攀枝花钢钒有限公司, 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司, 攀钢集团研究院有限公司, 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司