转炉炼钢法制造技术

一种转炉精炼炼钢法，其中，将铁水加入具有底吹功能的转炉内、添加助熔剂、顶吹氧气以及底吹氧气进行搅拌混合，所述方法包括第一工序：加入事先已在转炉外预脱硫的铁水，或向转炉内加入铁水、添加脱硫剂对铁水进行脱硫精炼；第二工序：通过调整已加入的助熔剂数量与吹炼气体量使处理后炉渣中的碱度和铁水温度的终点受到控制使铁水进行脱磷精炼；第三工序：排放至少６０％的脱磷精炼炉渣，同时连续底吹；第四工序：吹氧进行脱碳精炼。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在炼钢中使用具有底吹功能转炉的精炼方法。本专利技术更具体地涉及一种转炉精炼炼钢法，其中，通过在同一转炉内脱硅与脱磷而精炼铁水、进行中间炉渣排放并通过脱磷而连续地精炼铁水；还涉及脱磷精炼的操作条件。由于各种应用技术变得更为先进和多样化，对钢材质量的要求也变得更为严格，并进一步增加了对生产高纯钢的需求。为了满足生产这种高纯钢的上述要求，在炼钢工艺中扩大与装备了铁水预处理设备或二次精炼设备。由于在低温铁水阶段脱磷特别有效，因此一般在铁水预处理阶段进行通常的脱磷。在常规的脱磷中，有各种精炼槽系统，例如混铁车系统、浇包系统和双转炉系统(其中在单独熔炉内进行脱碳)。可以通过顶部添加或喷射装入助熔剂如CaO与氧化铁以及通过氮气鼓泡或氮气鼓泡结合氧气顶吹的搅拌混合而实现上述系统中的任一系统。例如，日本专利公开公报No.58—16007公开了一种用于铁水脱磷与脱硫的方法，其中，将CaO助熔剂连同载气吹入铁水中，同时进行氧气顶吹，随后铁水被脱磷以致在处理后炉渣碱度和氧化铁含量分别至少为2.0与不超过15％，然后停止顶吹氧气，并通过吹入脱硫剂无需强迫除渣而使铁水脱硫。然而，日本专利公开公报No.62—109908公开了一种使铁水脱硅、脱磷和脱硫的方法，其中，将含有CaO作为主要成份的脱磷助熔剂添加到经过初始阶段预处理的铁水表面；将氧气或固态氧源添加到铁水表面，同时将氧化铁助熔剂粉末随载气吹入铁水中；在脱硅阶段后将该助熔剂变为碱性类型的助熔剂以进行脱磷和脱硫。除了上述日本专利公报以外，日本专利公开公报No.63—195209公开了一种炼钢法，其中，使用两座转炉，一座顶吹转炉与一座底吹转炉，其中一座被用作脱磷熔炉，另一座则被用作脱碳熔炉，将脱碳炉内产生的转炉炉渣循环到脱磷炉内，并将通过脱磷而得到的已脱磷的铁水装入脱碳炉内。如上所述，为了有效地在转炉内进行脱碳工序并提高生产效率，把在铁水阶段进行脱硅和脱磷的工序作为初始的精炼工艺，各钢铁公司已经注意到分离精炼，并进行研究和实现这种类型的设备。仅从上述方法的脱磷工序的能力来看，可以达到相对低的磷含量水平。然而，该工序有以下缺点处理时间长而且处理时的热损失大；向转炉供应铁水耗费很多时间；甚至使用两座转炉时，由于从第一座转炉排出处理后的铁水并将其装入另一座转炉而不可避免地会降低铁水的温度。因此，从热富裕度的观点来看，该方法决不是一种令人满意的方法。然而，近年来铁水总量脱磷已经进一步降低了转炉炼钢法中的热富裕度。结果，今后从转炉必定循环使用废铁的观点来看，丧失了选择所用原材料的灵活性，并将出现一系列问题。同上述方法相反，如同在日本BOT集团LD委员会庆祝LD委员会成立10周年的论文集(235，(1969))中公开的一样，有一种称为双渣工艺的精炼方法，其中，在一座转炉内实施预脱磷与脱碳精炼。该方法是在转炉内通过第一次吹炼的软吹精炼进行脱磷，并按以下方式排出脱磷炉渣，即在脱磷后铁水不会从炉口流出，然后连续进行脱碳精炼。然而，无法在该方法中找到任何可改进精炼方法和提高炉渣可排出性的技术。尽管双渣工艺具有热富裕度高的优点，但如下所述该工艺的成本高，其中耐火材料的消耗也大(1)由于有意地进行软吹炼(转炉内铁水的搅拌力降低，并按确定比率状态进行铁水中〔C〕材料转送)精炼，炉渣中(％T.Fe)浓度至少被保持在约15％以使炉渣易于发泡。则铁损失增加，(2)为了保持炉渣的可流动性，提高精炼温度以使脱磷精炼期间的停吹温度至少变为1400℃，结果在转炉倾斜位置耐火材料的磨损和熔损增加。(3)由于高的停吹温度而降低脱磷效率，因此至少应将炉渣碱度CaO/SiO2保持为3.0而且助熔剂成本增加。因此，该技术不能应用于实际运行。在上述方法中，通过将具有高CaO浓度的脱碳渣留在炉内以使脱碳渣循环作为脱磷剂并将下一批铁水装入炉中可以有效地降低助熔剂成本。然而，转炉内的脱碳渣通常具有高氧活性。结果，当铁水被装入转炉中同时处于熔化状态的脱碳渣被留在炉内，铁水中的C会同转炉脱碳渣中的氧进行剧烈反应。因此，可能出现由于暴沸或炉渣发泡而妨碍转炉运行的问题。本专利技术是在这些情况下而完成的。尽管在常规方法中为了使铁水脱硅和脱磷而要求分离精炼，本专利技术使在转炉炼钢法中结合预处理工序成为可能。本专利技术的目的是提供一种大大地提高热富裕度与大大地降低炼钢成本的有效的精炼方法。本专利技术的要点如下(1)一种转炉精炼炼钢法，其中，将铁水装入具有底吹功能的转炉内、添加助熔剂、顶吹氧气和通过底吹氧气进行搅拌混合，所述方法包括第一工序装入事先在转炉外已被脱硫的铁水，或者将铁水装入转炉内、添加脱硫剂并对铁水进行脱硫精炼；第二工序通过调节装入的助熔剂数量和吹炼气体量使处理后炉渣中的碱度与铁水终点温度受到控制而对铁水进行脱磷精炼；第三工序排放至少60％的脱磷精炼炉渣同时连续底吹气体。第四工序，通过吹氧进行脱碳精炼。(2)一种转炉精炼炼钢法，它包括以下工序将铁水装入具有底吹功能的转炉内，通过以下方法使钢水脱磷控制装入的助熔剂与装入的冷却剂的数量，使处理后炉渣中的CaO/SiO2比至少为0.7但不大于2.5和钢水温度至少为1,200℃但不大于1,450℃，同时控制底吹气体的流量，以致搅拌能ε至少为0.5KW/tonε＝0.0285×Q×103×T×log(1＋Lo/1.48)/W其中ε是搅拌能(Watt/T—S)，Q是底吹气体流量(Nm3/min)，T是熔池温度(K)，Lo是熔池深度(m)，W是铁水重量(ton)。(3)根据(2)的转炉精炼炼钢法，其中，该方法还包括顶吹氧气使处理后炉渣中T.Fe浓度与MnO浓度之和为10—35％(按重量)的工序。(4)根据(3)的转炉精炼炼钢法，其中，顶吹氧气同时L/Lo比被保持为0.1—0.3L/Lo＝Lhexp(—0.78h/Lh)/Lo其中Lo是氧气顶吹喷管的高度，L由公式Lhexp(—0.78h/Lh)表示为槽深，Lh由公式63.0×(K/Q02/nol)2/3表示，其中Q02是氧气流量(Nm3/h)，n是喷嘴数目，d是各喷嘴的直径(mm)，K是由喷嘴喷射角确定的常数。(5)一种转炉精炼炼钢法，它包括以下工序将铁水装入具有底吹功能的转炉内、通过以下方法使钢水脱磷控制已装入的助熔剂与已装入的冷却剂的数量，使处理后炉渣中CaO/SiO2比至少为0.7但不大于2.5和钢水温度至少为1,200℃但不大于1,450℃，同时控制底吹气体流量，使搅拌能ε至少为0.5KW/tonε＝0.0285×Q×103×T×Log(1＋Lo/1.48)/W其中ε是搅拌能(Watt/T—S)，Q是底吹气体流量(Nm3/min)，T是熔池温度(K)，Lo是熔池深度(m)，W是铁水重量(ton)，一旦中断精炼，立即使转炉倾斜以排放炉内至少60％的炉渣、使转炉垂直竖立进行脱碳精炼。(6)根据(5)的转炉精炼炼钢法，其中，将脱碳期间形成的脱碳渣留在转炉内，在以下条件下装入下一批铁水炉渣中T.Fe浓度与MnO浓度以及渣温满足以下公式(1)3.038×108×〔(％T.Fe)＋(％MnO)〕2×exp(—914400/(Ts＋Tm＋546)≤0.1(1)其中(％T.Fe)是脱碳渣中氧化铁的重量比例(FeO与Fe2O3的铁浓度之和)，(％MnO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野正孝，小川雄司，荒井雅之，小泉文夫，升光法行，佐佐木英彰，平田浩，草野祥昌，前出弘文，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：