一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺转让专利
申请号 : CN202110363693.0
文献号 : CN113186368B
文献日 : 2022-03-15
发明人 : 富志生 , 宋宗亮
申请人 : 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,高碳钢碳含量范围0.60~
0.90%,磷、硫含量≤0.025%,其特征在于,包括如下步骤:(1)根据冶炼钢种出钢温度要求,在转炉内装入铁水及废钢;所述废钢为轻型优质废钢,含碳量可忽略不计;所述铁水含碳量ω[C]=3.7 4.2%;
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3
(2)采用恒压变枪位供氧技术,冶炼过程氧气流量恒定为22500 23500m/h,向转炉内加~
入头批料活性石灰、萤石、矿石造渣进行第一阶段吹炼,吹炼3 5min后,倒出部分炉渣;然后~
向转炉内分批加入二批料活性石灰、萤石、矿石进行第二阶段吹炼;
3
(3)在22500 23500m/h的供氧强度下建立简易脱碳模型,在供氧时间为11 12min时,转~ ~
炉内钢水碳含量达到0.70 1.10%,此时平均脱碳速度d[C]=0.0083%/t,再结合初始铁水碳~
含量快速确定投弹定温定碳时机T1,T1=11min+(ω[C]‑3.7%)/0.0083%s;
(4)在上述脱碳模型判断的投弹时机下,由投弹在线监测系统自动投入高碳探头,10秒内检测出钢水的温度及钢水碳含量ω1[C],根据简易脱碳模型,平均脱碳速度d[C]=A/t,式中,当钢水碳含量质量分数为0.80 1.10%,A=0.0083%;当钢水碳含量质量分数为0.50~ ~
0.80%,A=0.0067%,再结合冶炼钢种目标终点碳含量ω2[C],迅速确定一次拉碳提枪时间T2,T2= T1+(ω1[C]‑ ω2[C])/As;目标终点碳含量ω2[C]为0.45~0.70%。
2.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(1)中,铁水符合下列要求:0.20%≤Si≤0.60%,P≤0.120%,S≤0.060%,铁水温度
1250 1350℃。
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3.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(1)中,废钢质量百分比≤10%。
4.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(2)中,第一阶段吹炼基本枪位0.9m开吹,吹炼到2min后高枪位1.2m 1.4m化渣;第~
二阶段吹炼基本枪位0.9m开吹,高枪位1.2 1.4m化渣,化好渣降到基本枪位。
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5.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(2)中,炉渣倒出量为炉渣总重量的1/3 1/2。
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6.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(2)中,头批料中活性石灰的加入量330 350Kg/吨钢,萤石的加入量30 50Kg/吨钢、~ ~
矿石的加入量180 200Kg/吨钢。
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7.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(2)中,二批料中首先加入活性石灰,活性石灰加入量180 200Kg/吨钢;吹炼6 9min~ ~
后将矿石分2 3批加入,每批矿石加入量50 100Kg/吨钢;吹炼到9 11min后将萤石分2 3批~ ~ ~ ~
加入,每批萤石加入量8 30Kg/吨钢。
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8.根据权利要求1所述一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺,其特征在于:步骤(4)中,冶炼钢种包括60#、65#、75#、62A、67A、72A、82B高碳钢种。
说明书 :
一种60吨转炉一次高拉碳法高效冶炼高碳钢的工艺
技术领域
背景技术
低碳钢冶炼终点碳含量相近时,停止供氧出钢,然后根据所炼钢种成分要求,出钢过程在钢
包中大量加入增碳剂。增碳法有脱磷率高,终点碳温命中率高,生产效率高的优点。但由于
终点含碳量低,出钢时需要加入大量增碳剂,易出现成分不均、吸收率不稳定,钢水氧化性
强,钢中夹杂物含量高,影响钢的质量,增加了后道工序的处理难度。
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作水平的不同及铁水化学成分及温度的波动,高拉碳补吹法经常会出现一次补吹不成功,
而进行多次补吹,倒炉2 3次,来达到所炼钢种终点化学成分及温度双命中的要求。由于每
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补吹一次多倒炉一次就会增加2 3min冶炼时间,且多次倒炉造成钢液中的氧含量升高,温
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度损失增加,使高拉补吹法的优势减小。如果在转炉停止吹氧时使钢水成分和温度达到出
钢要求,倒炉后即可出钢,即一次高拉碳出钢则可有效解决上述问题。
钢的关键所在。关于转炉终点碳含量及温度的预测可以归结为3种手段,一是副枪接触式检
测,设备体积庞大,受空间限制,一些老厂房无法改造安装,无法适用于50 120吨转炉;设备
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维护费用昂贵,成本较高;采取副枪检测适用于[C]<0.10%范围内的控制有一定的精确度,
[C]含量质量分数在0.70% 1.10%范围内,误差很大,不得不采取高拉碳补吹方式。即熔池碳
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含量在1.0%左右时,提枪停吹检测,再依据检测结果,结合冶炼经验确定补吹氧量及时间,
这一过程一般需要3 5min。二是以烟气分析技术为主,但这些方法大多仅限于转炉冶炼低
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碳钢的工艺。申请号为CN1044197℃99A转炉冶炼在线预测高碳钢碳含量方法,也是基于烟
气分析技术的转炉在线预测高碳钢冶炼过程熔池中碳含量方法。三是转炉投弹式出钢自动
检测技术,目前也仅限于低碳钢([C]≤0.10%)的冶炼。
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检测技术。在碳含量如此高时即使基于副枪检测或烟气分析技术,在线预测高碳钢冶炼过
程熔池中碳含量方法,也存在须建立繁琐的数学模型,在碳高的情况下,预测精度差,导致
补吹不成功,多次补吹倒炉的问题。
发明内容
止吹氧时,使钢水成分和温度达到出钢要求,倒炉后即可出钢。
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基本枪位(0.9m)开吹,向转炉内加入头批料活性石灰、萤石、矿石造渣,吹炼到2min后高枪
位(1.2 1.4m)化渣,吹炼3 5min后,倒出部分炉渣提高脱磷效率,炉渣倒出量为炉渣总重量
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的1/3 1/2;倒渣后低枪位(0.9m)开吹,向转炉内分批加入二批料活性石灰、萤石、矿石,高
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枪位(1.2 1.4m)化渣,化好渣降到基本枪位(0.9m)。
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的加入量180 200Kg/吨钢。
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矿石分2 3批加入,每批矿石加入量50 100Kg/吨钢;吹炼到9 11min后将萤石分2 3批加入,
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每批萤石加入量8 30Kg/吨钢,利用萤石的重力破坏炉渣过度泡沫化溢渣,同时将炉渣化
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透。
12min时,转炉内钢水碳含量达到0.70 1.10%,此时平均脱碳速度d[C]=0.0083%/t,再结合
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初始铁水碳含量快速确定投弹定温定碳时机T1,T1=11min+t=11min+ d[C]/0.0083%=(ω
[C]‑3.7%)/0.0083%s。因此,根据入转炉初始铁水ω[C],快速确定投弹定温定碳时机,不需
要倒炉测温取样。
t,式中,当钢水碳含量质量分数为0.80 1.10%,A=0.0083%;当钢水碳含量质量分数为0.50
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0.80%,A=0.0067%,再结合冶炼钢种目标终点碳含量ω2[C],迅速确定一次拉碳提枪时间T2,
T2= T1+t= T1+d[C]/A=T1+(ω1[C]‑ ω2[C])/As。其中,目标终点碳含量ω2[C]为0.45~
0.70%;冶炼钢种包括60#、65#、75#、62A、67A、72A、82B高碳钢种。
拉碳一次倒炉出钢,减少倒炉与点吹次数。通过本发明工艺可缩短冶炼周期5分钟;减少温
度损失20 30℃;并能从源头上控制氧化物夹杂的生成,减少钢中夹杂物,提高钢的机械性
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能和疲劳性能。本发明效率高、成本低、对于60吨不具备机械式副枪或烟气分析等在线检测
装备的转炉,采用一次高拉碳高效冶炼高碳钢的工艺具有巨大的现实意义和经济价值。
具体实施方式
水中S杂质元素,铁水预脱硫后,S≤0.010%、温度≥1250℃、带渣量≤1.0%,再通过600T混
铁炉混匀铁水成份及均匀温度;
(1.3m)化渣,吹炼到3min40s起渣,迅速提枪倒出部分炉渣(倒出总炉渣质量的1/2);下枪吹
氧(枪位0.9m),加入二批料,活性石灰1000Kg,吹炼到6 9min,为防止炉渣返干,矿石分2 3
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批,每批加入300 500Kg,同时配合高枪位(1.3m)助熔化渣;吹炼到9 11min,将萤石分2 3
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批,每批50 150Kg,小批量加入,破坏炉渣过度泡沫化,防止喷溅,同时将炉渣化透。
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线监测系统自动投入高碳探头,10秒内检测出钢水的温度1553℃,钢水碳含量质量分数为
0.76%,70#钢冶炼钢种目标终点碳含量为0.60%,代入简易脱碳模型,T2= T1+(ω1[C]‑ ω2
[C])/As=11min34s+(0.76%‑0.60%)/0.0067%s=11min58s,确定出吹炼到11min58s为一次拉
碳时间。