低铁水消耗转炉炼钢的提温方法

摘要

本发明公开了低铁水消耗转炉炼钢的提温方法，采用焦炭和/或碳化硅补充熔池热量；焦炭按吨钢升温效率6.2～6.5℃/kg计算加入，且焦炭使用量≤1000kg/炉；碳化硅按吨钢升温效率8.6～9.1℃/kg计算加入，且碳化硅使用量≤500kg/炉；当铁水Si≤0.4wt%时，优先使用碳化硅；铁水Si≥0.65wt%时，优先使用焦炭；铁水0.4wt%＜Si＜0.65wt%时，使用焦炭、碳化硅配合进行提温。本方法能有效地保障转炉的热量平衡，解决转炉温度低、冶炼周期长、原辅料消耗高等问题，从而显著提高转炉的废钢比，促进废钢的回收和循环利用，有效降低碳排放。本方法与常规转炉冶炼相比，钢水产量可提高15%以上；铁水消耗明显降低，可达到800kg/t，转炉炼钢的钢铁料成本降低6元/t，钢水洁净度满足正常生产要求。

权利要求

1.一种低铁水消耗转炉炼钢的提温方法，其特征在于：采用焦炭和/或碳化硅补充熔池热量，提温温差是在提温模拟温差±3℃范围内的任意取值；焦炭按吨钢升温效率6.2～6.5℃/kg计算加入，且焦炭使用量≤1000kg/炉；碳化硅按吨钢升温效率8.6～9.1℃/kg计算加入，且碳化硅使用量≤500kg/炉；当铁水Si≤0.4wt%时，优先使用碳化硅；铁水Si≥0.65wt%时，优先使用焦炭；铁水0.4wt%＜Si＜0.65wt%时，使用焦炭、碳化硅配合进行提温；所述碳化硅在转炉初渣形成后开始分批加入，每批加入量不超过150kg，批料间的相邻时间间隔不小于1min，在吹氧10min及以内全部加完；所述碳化硅每批料加入前枪位提高50～100mm；所述焦炭在吹炼前期加入100～150kg，其余在吹炼中期加入，吹氧10min及以内全部加完；采用焦炭和碳化硅时，吹炼中期焦炭的加入时间为碳化硅加入后30～45s。

2.根据权利要求1所述的低铁水消耗转炉炼钢的提温方法，其特征在于：使用焦炭、碳化硅配合进行提温时，焦炭按提温温差的40%～60%计算加入。

说明书

低铁水消耗转炉炼钢的提温方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种炼钢方法，尤其是低铁水消耗转炉炼钢的提温方法。

背景技术

[0002] 转炉炼钢的铁水比一般大于85%，随国家对“地条钢”的全面取缔和清理，约1亿吨废钢资源投放市场，废钢价格明显低于铁水价格，因此，降低转炉炼钢铁水比例，提高废钢加入量可以显著降低炼钢成本，提高钢水产量，具有明显的经济效益和社会效益。但是，废钢加入量的提高会对转炉内钢水温度造成很大影响，造成转炉的热量不足，进而影响冶炼过程的正常进行。

[0003] 解决低铁水消耗冶炼过程中转炉热量不足问题采取的方法主要分为两类，一是向转炉内加入提温剂补充所需的热量，如焦炭、煤粉、硅铁合金等；其缺点是导致转炉渣量增加，金属收得率降低，钢水杂质含量升高。二是向转炉内喷吹重油、柴油、天然气等碳氢化合物，通过碳氢化合物的化学反应补充所需的热量；其缺点是钢水中氢含量会明显升高。

[0004] 公开号CN 103060510 A的专利申请公开了一种采用燃气加热的高废钢比的冶炼方法，其利用多功能喷嘴向转炉喷吹氧气和可燃气体，通过燃烧产生的热量补充转炉冶炼所需热量，可将转炉冶炼废钢比控制在30～60%，实现转炉冶炼过程大量循环利用废钢资源的目的。该方法的局限性在于多功能喷嘴结构复杂，废钢比例受煤气热值的影响较大。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种低铁水消耗转炉炼钢的提温方法，以实现转炉的热量平衡。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：采用焦炭和/或碳化硅补充熔池热量；焦炭按吨钢升温效率6.2～6.5℃/kg计算加入，且焦炭使用量≤1000kg/炉；碳化硅按吨钢升温效率8.6～9.1℃/kg计算加入，且碳化硅使用量≤500kg/炉；当铁水Si≤0.4wt%时，优先使用碳化硅；铁水Si≥0.65wt%时，优先使用焦炭；铁水0.4wt%＜Si＜0.65wt%时，使用焦炭、碳化硅配合进行提温。

[0007] 本发明使用焦炭、碳化硅配合进行提温时，焦炭按提温温差的40%～60%计算加入。

[0008] 本发明所述碳化硅在转炉初渣形成后开始分批加入，每批加入量不超过150kg，批料间的相邻时间间隔不小于1min，在吹氧10min及以内全部加完。

[0009] 本发明所述碳化硅每批料加入前枪位提高50～100mm。

[0010] 本发明所述焦炭在吹炼前期加入100～150kg，其余在吹炼中期加入，吹氧10min及以内全部加完。采用焦炭和碳化硅时，吹炼中期焦炭的加入时间为碳化硅加入后30～45s。

[0011] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明能有效地保障转炉的热量平衡，解决转炉温度低、冶炼周期长、原辅料消耗高等问题；从而可以显著提高转炉的废钢比，促进废钢的回收和循环利用，有效降低碳排放。相同铁水量条件下，本发明与常规转炉冶炼相比，钢水产量可提高15%以上；与常规转炉冶炼相比，铁水消耗明显降低，可达到800kg/t，转炉炼钢的钢铁料成本降低6元/t，钢水洁净度满足正常生产要求。

具体实施方式

[0012] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0013] 所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述工艺：

[0014] （1）根据铁水温度信息，确定铁水和废钢加入量。铁水温度T≥1250℃时，按铁水消耗800kg/t确定铁水和废钢加入量。

[0015] （2）计算提温温差：根据铁水成分和温度信息、铁水装入量、废钢装入量利用自动炼钢的静态模型计算转炉终点温度，模型计算温度与转炉目标温度的差值即提温模拟温差。下述焦炭、碳化硅、或焦炭和碳化硅的加入量进行计算时，提温温差是在提温模拟温差±3℃范围内的任意取值。

[0016] （3）选择合适的提温剂：采用焦炭和/或碳化硅，按照铁水和废钢的装入量进行计算；根据提温温差按焦炭的吨钢升温效率为6.2～6.5℃/kg、碳化硅的吨钢升温效率为8.6～9.1℃/kg计算加入量；碳化硅使用量≤500kg/炉，焦炭使用量≤1000kg/炉。当铁水Si≤0.4wt%时，优先选择碳化硅，即采用碳化硅进行体温，当碳化硅使用量500kg/炉仍不能达到提温目标时，再补加焦炭；铁水Si≥0.65wt%时，优先使用焦炭，即采用焦炭进行提温，当焦炭使用量1000kg/炉仍不能达到提温目标时，再补加碳化硅。铁水0.4wt%＜Si＜0.65wt%时，使用焦炭、碳化硅配合使用提温，焦炭按提温温差的40%～60%加入，碳化硅按提温温差剩余的60%～40%加入；加入量的计算公式见式Ⅰ和式Ⅱ：

[0017] 焦炭加入量=M×提温温差/焦炭升温效率×装入量  Ⅰ；

[0018] 碳化硅加入量=N×提温温差/碳化硅升温效率×装入量  Ⅱ；

[0019] 式中，M取值范围为0.4～0.6，N=1-M。

[0020] （3）提温剂的加入时机：碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，每批加入量不超过150kg，相邻两批料的时间间隔不小于1min，在吹氧10min及以内全部加完；每批料加入前20～30s枪位提高50～100mm，加入完毕后5～15s内视冶炼情况调整枪位。焦炭在吹炼前期加入100～150kg，其余在吹炼中期加入；采用焦炭和碳化硅共同提温时，吹炼中期焦炭的加入时间为碳化硅加入后的30～45s，要求在吹氧10min以内全部加完。

[0021] 实施例1：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0022] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1350℃，铁水Si 0.65%，铁水量57.1t，废钢量21.4t；转炉终点条件：目标温度1655℃，目标C 0.07%。

[0023] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1612℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温43±3℃。

[0024] （3）根据铁水条件，采用焦炭提温，焦炭的提温效率按6.5℃/kg计算、提温温度按46℃计算，焦炭的使用量=(57.1+21.4)×46/6.5=543.5kg，焦炭加入量取整值545kg。

[0025] （4）采用常规氧枪进行吹炼，吹炼过程中根据熔池温度、火焰状况适时加入焦炭，保证吹炼过程平稳，化渣效果良好。焦炭在吹炼前期加入150kg，其余在吹炼中期分三批加入，加入量分别为120kg、140kg、135kg，在吹氧10min以内全部加完。

[0026] （5）本实施例吹氧量3894Nm3，终点温度1659℃，终点C 0.06%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0027] （6）本实施例加入焦炭545kg，实际提温幅度为47℃。钢水量为73.7t，铁水消耗为775kg/t。

[0028] 实施例2：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0029] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1344℃，铁水Si 0.68%，铁水量57.5t，废钢量21.3t；转炉终点条件：目标温度1652℃，目标C 0.07%。

[0030] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1611℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温41±3℃。

[0031] （3）根据铁水条件，采用焦炭提温，焦炭的提温效率按6.2℃/kg计算、提温温度按41℃计算，焦炭的使用量=(57.5+21.3)×41/6.2=521kg，焦炭加入量取整值520kg。

[0032] （4）采用常规氧枪进行吹炼，吹炼过程中根据熔池温度、火焰状况适时加入焦炭，保证吹炼过程平稳，化渣效果良好。焦炭在吹炼前期加入120kg，其余在吹炼中期分三批加入，加入量分别为120kg、135kg、145kg，在吹氧10min以内全部加完。

[0033] （5）本实施例吹氧量3907Nm3，终点温度1654℃，实际提温幅度为43℃，终点C 0.07%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0034] （6）本实施例加入焦炭520kg，实际提温幅度为43℃，钢水量为73t，铁水消耗787kg/t。

[0035] 实施例3：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0036] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1329℃，铁水Si 0.38%，铁水量59.3t，废钢量18.9t；转炉终点条件：目标温度1658℃，目标C 0.07%。

[0037] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1600℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温58±3℃。

[0038] （3）根据铁水条件，采用碳化硅提温，碳化硅的提温效率按8.6℃/kg计算、提温温度按55℃计算，碳化硅的使用量=(59.3+18.9)×55/8.6=500kg，碳化硅的加入量取值500kg。

[0039] （4）碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，分别为120kg、120kg、120kg、140kg，相邻两批料的时间间隔1～1.5min，在吹氧10min以内全部加完；每批料加入前20～30s枪位提高50mm，加入完毕后5～15s内视冶炼情况调整枪位。

[0040] （5）本实施例吹氧量3918Nm3，终点温度1656℃，实际提温幅度为56℃，终点C 0.07%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0041] （6）本实施例加入碳化硅500kg，实际提温幅度为56℃，钢水量为73.3t，铁水消耗809kg/t。

[0042] 实施例4：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0043] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1314℃，铁水Si 0.40%，铁水量58t，废钢量20t；转炉终点条件：目标温度1659℃，目标C 0.08%。

[0044] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1602℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温57±3℃。

[0045] （3）根据铁水条件，采用碳化硅提温，碳化硅的提温效率按8.8℃/kg计算、提温温度按54℃计算，碳化硅的使用量=(58+20)×54/8.8=478.6kg，碳化硅加入量取整值480kg。

[0046] （4）碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，分别为150kg、120kg、110kg、100kg，相邻两批料的时间间隔1～1.5min，在吹氧8min以内全部加完；每批料加入前20～30s枪位提高80mm，加入完毕后5～15s内视冶炼情况调整枪位。

[0047] （5）本实施例吹氧量3899Nm3，终点温度1656℃，实际提温幅度为54℃，终点C 0.07%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0048] （6）本实施例加入碳化硅480kg，实际提温幅度为54℃，钢水量为73t，铁水消耗795kg/t。

[0049] 实施例5：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0050] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1303℃，铁水Si 0.45%，铁水量58.7t，废钢量20.5t；转炉终点条件：目标温度1660℃，目标C 0.08%。

[0051] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1579℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温81±3℃。

[0052] （3）根据铁水条件，提温剂为碳化硅和焦炭搭配，焦炭升温效率按6.3℃/kg、碳化硅按9.1℃/kg、提温温度按80℃计算；焦炭加入量=0.5×80/6.3×(58.7+20.5)=502.8kg、碳化硅加入量=0.5×80/9.1×(58.7+20.5)=348kg，焦炭加入量取整值500kg，碳化硅加入量取整值350kg。

[0053] （4）采用常规氧枪进行吹炼，吹炼过程中适时加入碳化硅和焦炭，保证吹炼过程平稳，化渣效果良好。碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，每批加入量不超过150kg，相邻两批料的时间间隔不小于1min，每批料加入前20～30s枪位提高100mm，加入完毕后8～10内将枪位复原，焦炭在吹炼前期加入140kg，其余在吹炼6min、7.5min、9min加入，加入量分别为120kg、120kg、120kg，焦炭加入时机放在碳化硅加入完成30～45s之间；上述碳化硅和焦炭均在吹氧10min以内全部加完。

[0054] （5）本实施例吹氧量3962Nm3，终点温度1655℃，终点C 0.075%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0055] （6）本实施例加入焦炭500kg，碳化硅350kg，实际提温幅度为76℃。钢水量为72.5t，铁水消耗为809kg/t。

[0056] 实施例6：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0057] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1296℃，铁水Si 0.58%，铁水量58.5t，废钢量20.8t；转炉终点条件：目标温度1658℃，目标C 0.07%。

[0058] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1585℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温73±3℃。

[0059] （3）根据铁水条件，提温剂为碳化硅和焦炭搭配，焦炭升温效率按6.4℃/kg、碳化硅按9.0℃/kg、提温温度按70℃计算；焦炭加入量=0.4×70/6.4×(58.5+20.8)=346.9kg、碳化硅加入量=0.6×70/9.0×(58.5+20.8)=370kg，焦炭加入量取整值345kg，碳化硅加入量取值370kg。

[0060] （4）采用常规氧枪进行吹炼，吹炼过程中适时加入碳化硅和焦炭，保证吹炼过程平稳，化渣效果良好。碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，每批加入量不超过150kg，相邻两批料的时间间隔1～1.5min，每批料加入前20～30s枪位提高50～100mm，加入完毕后8～10内将枪位复原，焦炭在吹炼前期加入100kg，其余在吹炼中期加入，加入量分别为120kg、125kg，焦炭加入时机放在碳化硅加入完成30～45s之间；上述碳化硅和焦炭均在吹氧10min以内全部加完。

[0061] （5）本实施例吹氧量3962Nm3，终点温度1657℃，实际提温幅度为72℃，终点C 0.075%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0062] （6）本实施例加入焦炭345kg，碳化硅370kg，实际提温幅度为72℃。钢水量为72.6t，铁水消耗为805kg/t。

[0063] 实施例7：所述低铁水消耗转炉炼钢的提温方法采用下述具体工艺。

[0064] （1）铁水和废钢条件：铁水温度1299℃，铁水Si 0.63%，铁水量58.8t，废钢量20.6t；转炉终点条件：目标温度1655℃，目标C 0.07%。

[0065] （2）利用自动炼钢静态计算模型计算得出终点温度为1578℃，与目标终点温度相比，需使用提温剂提温77±3℃。

[0066] （3）根据铁水条件，提温剂为碳化硅和焦炭搭配，焦炭升温效率按6.4℃/kg、碳化硅按8.7℃/kg、提温温度按78℃计算；焦炭加入量=0.6×78/6.4×(58.8+20.6)=580.6kg、碳化硅加入量=0.4×78/8.7×(58.8+20.6)=287.4kg，焦炭加入量取整值580kg，碳化硅加入量取整值290kg。

[0067] （4）采用常规氧枪进行吹炼，吹炼过程中适时加入碳化硅和焦炭，保证吹炼过程平稳，化渣效果良好。碳化硅在转炉初渣形成后（开吹后约4min）开始分批加入，每批加入量不超过150kg，相邻两批料的时间间隔1～1.5min，每批料加入前20～30s枪位提高50～100mm，加入完毕后8～10内将枪位复原，焦炭在吹炼前期加入120kg，其余在吹炼中期分批加入，焦炭加入时机放在碳化硅加入完成30～45s之间；上述碳化硅和焦炭均在吹氧10min以内全部加完。

[0068] （5）本实施例吹氧量3962Nm3，终点温度1654℃，实际提温幅度为76℃，终点C 0.08%，终点成分合格，满足正常生产条件。

[0069] （6）本实施例加入焦炭580kg，碳化硅290kg，实际提温幅度为76℃。钢水量为72.3t，铁水消耗为813kg/t。