一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，采用單個頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐為處理容器，脫磷噴粉氧槍和脫碳雙流氧槍先后噴吹，中途倒渣操作，用于解決轉(zhuǎn)爐煉鋼過程脫磷效果不穩(wěn)定的問題。其中，脫磷噴粉氧槍和脫碳雙流氧槍均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外圍的主氧流通道，脫磷噴粉氧槍主氧流通道保持超音速射流，副氧流通道道輸送粉劑，進行快速化渣；脫碳雙流氧槍主氧流通道保持超音速射流，副氧流通道進行流量調(diào)節(jié)，以適應各階段供氧強度。與傳統(tǒng)工藝相比，本發(fā)明專利技術(shù)脫磷效果穩(wěn)定、脫磷率高，有利于轉(zhuǎn)爐采用中高磷鐵水進行冶煉，可穩(wěn)定生產(chǎn)低磷、超低磷鋼等高等級品種鋼。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于冶金行業(yè)中煉鋼領(lǐng)域，特別涉及一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法。
技術(shù)介紹
隨著鐵水預處理噴吹及攪拌法的出現(xiàn)，高效低成本脫硫工藝逐漸成熟。但對于如何經(jīng)濟有效地將高磷(初始磷含量≥0.15％)鐵水中的磷脫到極低(終點磷含量≤0.01％，甚至更低)，生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，是目前鋼鐵冶煉流程的難題。目前，轉(zhuǎn)爐工序生產(chǎn)低磷鋼(終點磷含量≤0.01％)常常采用的脫磷技術(shù)有轉(zhuǎn)爐雙渣法和轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法。轉(zhuǎn)爐雙渣法是指轉(zhuǎn)爐吹煉中途倒出或扒除約1/2～2/3爐渣，然后加入渣料重新造渣。其基本工藝思想是依據(jù)脫磷的有利熱力學條件，在爐渣堿度一定的情況下(R≥2.0)，在吹煉前期提高渣中(FeO)的含量，在前期化好渣(約6～9min)，鋼水溫度較低的時候搖爐倒渣，然后繼續(xù)造渣吹煉。現(xiàn)有雙渣法通常采用在單一普通轉(zhuǎn)爐中加入塊狀石灰等脫磷劑，用普通氧槍吹煉，由于需要減小供氧量導致氧槍噴頭不能實現(xiàn)超音速吹氧，弱化了氧流對熔池的攪拌作用，而且由于熔池溫度上升很快，致使塊狀脫磷劑尚未完全熔化時已發(fā)生劇烈的碳氧反應，因此現(xiàn)有雙渣法難于推廣應用，并且，對停吹碳有下限限制的鋼種來說，雙渣法的脫磷顯然能力不足。轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法是20世紀90年代在日本出現(xiàn)的一種轉(zhuǎn)爐脫磷技術(shù)，它是將脫磷和脫碳工序分開在兩座轉(zhuǎn)爐中獨立進行，可充分利用脫磷爐內(nèi)低溫、高氧勢的熱力學和強攪拌的動力學優(yōu)勢進行脫磷，脫碳爐還可以實現(xiàn)少渣冶煉。特別是將氧槍噴粉技術(shù)引入轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)脫磷工藝后，在脫磷轉(zhuǎn)爐中使用低氧流量的噴粉氧槍進行吹煉，在脫碳轉(zhuǎn)爐中采用普通氧槍吹煉，對于鐵水初始磷含量≤0.12％，轉(zhuǎn)爐終點磷含量可穩(wěn)定控制在0.01％以下；但由于脫磷爐和脫碳爐配合使用，影響鋼廠產(chǎn)能，且該工藝轉(zhuǎn)兌熱損失大、煤氣回收量降低，國內(nèi)鋼企尚不愿采用。中國專利技術(shù)《采用超音速氧槍噴粉脫磷的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法及超音速氧槍》(公開號：CN102643946)和《處理中高磷鐵水的轉(zhuǎn)爐噴粉、吹氣復合噴槍及使用方法》(公開號：CN104263877)等旨在解決轉(zhuǎn)爐煉鋼過程成渣慢和脫磷效率低的問題，但是均為單槍噴粉吹煉，從其所述的氧槍結(jié)構(gòu)來看很難獲得穩(wěn)定的超音速射流，冶金效果無法保證。申請?zhí)枮?00510011201.2的專利技術(shù)專利公開了一種轉(zhuǎn)爐煉鋼雙流道集束射流氧槍冶煉工藝及噴頭，其氧氣導流管將氧氣分為中心氧射流及外層環(huán)形氧射流，中心氧通過1～8個拉瓦爾噴頭射出超音速氧流，每個拉瓦爾噴頭均環(huán)繞外層環(huán)形射流且與轉(zhuǎn)爐CO燃燒產(chǎn)生高溫稀薄氣體，包裹中心射流形成集束氧流。本技術(shù)氧氣流量及壓力可根據(jù)冶煉過程進行調(diào)整，化渣階段中心主氧為設計供氧量的70％，環(huán)形氧為設計氧量的100％；脫碳階段中心主氧為設計氧量的100％，環(huán)形氧為設計氧量的50％；爐渣及溫度調(diào)整階段中心主氧為設計氧量的50％，環(huán)形氧為設計氧量的50％。實際上，仿真和實踐均說明：當中心主氧供氧流量開始小于超音速設計流量時，射流的馬赫數(shù)迅速降低，其射流沖擊和攪拌能力迅速下降，以致不降低槍位就無法使氧流穿透泡沫渣到達熔池表面。對于轉(zhuǎn)爐常規(guī)冶煉來說，目前轉(zhuǎn)爐吹煉更適合于冶煉磷含量0.15％以下的鐵水，對于冶煉磷含量大于0.15％甚至高達0.2％的鐵水，意味著要進一步提高轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的脫磷率，以滿足成品鋼水磷含量的要求。根據(jù)以往經(jīng)驗，在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中增加噴粉功能可實現(xiàn)中高磷鐵水的冶煉。此外，向轉(zhuǎn)爐噴吹煤粉可以獲得熱補償，1kg煤粉可多熔化7kg廢鋼。但目前鋼廠轉(zhuǎn)爐的大多數(shù)噴粉裝置，如專利申請?zhí)?01210123055.2、201220155429.4、201410542384.X等所公布的技術(shù)方案，直接在現(xiàn)有的氧槍系統(tǒng)引入頂吹噴粉功能，沒有對噴頭和供氧系統(tǒng)進行合理化設計。一類方案是將粉劑混入主氧流從拉瓦爾孔噴出，隨機波動的流體密度破壞了超音速氣流的生成條件，無法實現(xiàn)穩(wěn)定的超音速射流；另一類方案設計有粉劑的專有通道，但噴出的粉劑會被四周超音速氧流產(chǎn)生的負壓區(qū)氣流卷走，嚴重影響了粉劑的利用率，而降低槍位以便更多粉劑進入熔池又會增加冶煉過程產(chǎn)生的噴濺，造成粘槍甚至導致安全事故的發(fā)生，因此現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐噴粉技術(shù)難于達成高效脫磷的預期效果，成為轉(zhuǎn)爐處理中高磷鐵水工藝面臨的難題之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的在于提供一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，解決轉(zhuǎn)爐煉鋼過程脫磷效果不穩(wěn)定的問題。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本專利技術(shù)技術(shù)方案如下：一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，至少包括一個處理容器和兩支頂吹氧槍，所述處理容器為頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，兩支所述頂吹氧槍分別為脫磷氧槍和脫碳氧槍，所述脫磷氧槍采用小流量供氧，所述脫碳氧槍采用大流量供氧，所述脫碳氧槍的最大供氧流量是脫磷氧槍最大供氧流量的2～5倍。根據(jù)脫磷和脫碳的熱力學條件要求脫磷需要小流量供氧，可以保證渣中高的FeO含量，有利于脫磷；脫碳采用大流量供氧，有利于提高脫碳速度，縮短冶煉周期。進一步地，所述脫磷氧槍具有噴粉功能的雙流通道，所述脫碳氧槍具有可調(diào)節(jié)供氧流量的雙流通道。進一步地，上述方法采用脫磷噴粉氧槍和脫碳雙流氧槍進行噴吹，中途倒渣，所述脫磷噴粉氧槍和脫碳雙流氧槍均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外圍的主氧流通道，包括如下步驟：(1)處理開始前一爐次采用留渣操作，向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入稠渣劑進行液態(tài)稀渣的稠化；待爐內(nèi)無稀渣后，將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，廢鋼比控制在15％以內(nèi)，之后緩慢兌入鐵水；(2)裝料結(jié)束后開始脫磷期吹煉，脫磷噴粉氧槍通過其主氧流通道供氧的同時還通過副氧流通道輸送粉劑，進行快速化渣；其主氧流通道保持超音速射流；(3)脫磷期吹煉結(jié)束后倒出前期脫磷渣；(4)倒渣結(jié)束后更換為脫碳雙流氧槍進行脫碳期吹煉，其主氧流通道保持超音速射流，根據(jù)脫碳前期、中期、末期需氧量不同，通過副氧流通道調(diào)節(jié)脫碳雙流氧槍的氧氣流量。(5)脫碳結(jié)束后進行取樣測溫，待溫度及成分合格后進行出鋼操作。所述鐵水中磷含量(重量百分比)小于等于0.25％，鐵水中硅含量(重量百分比)小于等于0.8％，鐵水溫度大于等于1280℃。傳統(tǒng)的工藝只能適應磷含量0.15％以下的鐵水，本工藝能夠適應磷含量0.25％以下的鐵水，使用范圍更廣。進一步地，所述脫磷噴粉氧槍的供氧強度為0.8～2.5Nm3/(min·t)，以超音速噴入熔池，供氧時間為8～12min；粉劑以亞音速噴入熔池，其流量為0～1500kg/min；控制熔池溫度在1330℃～1380℃，避免碳劇烈反應。進一步地，所述脫碳雙流氧槍的總供氧強度為2.0～4.5Nm3/(min·t)，主氧本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，至少包括一個處理容器和兩支頂吹氧槍，其特征在于：所述處理容器為頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，兩支所述頂吹氧槍為脫磷氧槍和脫碳氧槍，所述脫碳氧槍的最大供氧流量是脫磷氧槍最大供氧流量的2～5倍。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，至少包括一個處理容器和兩支頂吹氧槍，其特征在
于：所述處理容器為頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐，兩支所述頂吹氧槍為脫磷氧槍和脫碳氧槍，所述脫碳
氧槍的最大供氧流量是脫磷氧槍最大供氧流量的2～5倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，其特征在于：所述脫磷氧槍
具有噴粉功能的雙流通道，所述脫碳氧槍具有可調(diào)節(jié)供氧流量的雙流通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，其特征在于：采用脫磷噴
粉氧槍和脫碳雙流氧槍進行噴吹，中途倒渣，所述脫磷噴粉氧槍和脫碳雙流氧槍均具有位
于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外圍的主氧流通道，包括如下步驟：
(1)處理開始前一爐次采用留渣操作，向轉(zhuǎn)爐內(nèi)加入稠渣劑進行液態(tài)稀渣的稠化；待爐
內(nèi)無稀渣后，將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐，廢鋼比控制在15％以內(nèi)，之后緩慢兌入鐵水；
(2)裝料結(jié)束后開始脫磷期吹煉，脫磷噴粉氧槍通過其主氧流通道供氧的同時還通過副
氧流通道輸送粉劑，進行快速化渣；其主氧流通道保持超音速射流；
(3)脫磷期吹煉結(jié)束后倒出前期脫磷渣；
(4)倒渣結(jié)束后更換為脫碳雙流氧槍進行脫碳期吹煉，其主氧流通道保持超音速射流，
根據(jù)脫碳前期、中期、末期需氧量不同，通過副氧流通道調(diào)節(jié)脫碳雙流氧槍的氧氣流量。
(5)脫碳結(jié)束后進行取樣測溫，待溫度及成分合格后進行出鋼操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，其特征在于：所述鐵水中磷
含量小于等于0.25％，鐵水中硅含量小于等于0.8％，鐵水溫度大于等于1280℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單轉(zhuǎn)爐雙氧槍生產(chǎn)低磷鋼的方法，其特征在于：所述脫磷噴粉
氧槍的供氧強度為0.8～2.5Nm3/(min·t)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：游香米，劉向東，王勇，吳令，
申請(專利權(quán))人：中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31