一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法技术

本发明专利技术涉及一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法，本发明专利技术在入炉废钢比≥30%的条件下，促进冶炼初期废钢快速熔化，解决废钢堆出现象对冶炼的不利影响，在冶炼中通过留渣操作、低碱度（CaO/SiO2范围2.0~2.5）、低石灰耗量（≤26kg/t）实现超低过程成本控制，在冶炼终点，一方面控制钢液碳含量在合适范围，降低炉渣和钢液的氧化性，通过顶吹氮气，解决较高碳含量冶炼终点低碱度渣气泡化严重，影响出钢的问题，同时在钢液较低氧化性条件下有效对钢液增氮，使出钢前钢液氮含量达到30~50ppm，氩站处理结束后达到40~70ppm，为后续微合金化后的强化效果提供良好基础。强化效果提供良好基础。强化效果提供良好基础。

A very low-cost production method of rebar converter smelting

【技术实现步骤摘要】
一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金，转炉冶炼
，特别是一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法。

技术介绍

[0002]目前，以HRB400E系列为主的螺纹钢是国内产量最大的单一钢种。从2018年年底开始，螺纹钢开始全面执行GB/T 1499.2
‑
2018新国标，为了在不进行强冷的情况下达到国标要求的拉伸强度和金相组织，必须在冶金过程中加入一定量的V、Nb或者Ti等进行微合金化，这将极大推动螺纹钢的质量提升，也同时带来了螺纹钢制造成本的明显增加。
[0003]从转炉冶炼工序节来说，脱碳、升温、脱磷、控硫等是核心任务。减少铁原料成本、减少渣料消耗同时提高脱磷效率，是有效降低本工序的根本方向，而在螺纹钢钢液中加入V、VN、Ti进行合金化时，钢液中N可在钢液凝固过程中促使V、Ti以VN、TiN、TiCN等形式析出，形成比V、Ti单质存在更为强大的析出强化作用，同等条件下明显提升成品钢材强度，从而降低以上两种合金的使用量，进一步降低生产成本。螺纹钢作为一种普通钢，生产节奏很快，转炉低碳出钢、高氧化性冶炼终点N含量一般在10～20ppm之间，通常氩站合金化及混匀过程、LF精炼过程（部分螺纹钢生产企业不装备LF精炼设备）时间相对较短，增氮量相对有限，在不添加氮化合金的情况下，成品氮含量在40～60ppm之间，加入钒氮合金进行微合金化，氮含量一般也不超过80ppm，如果在转炉冶炼时，将冶炼终点N含量10～20ppm的氮含量稳定提升至更高水平，则成品氮含量将相应增加，从而更好地发挥上述微合金元素的强化作用，进一步降低生产成本。
[0004]申请号为CN201510308609.X的专利，介绍的是一种转炉少渣料加入的冶炼方法，采用单渣法操作，控制入炉铁水Si≤0.7%，P≤0.12%；采用少渣料加入冶炼模型控制辅料加入量，通过过程优化控制，实现石灰消耗量少于20kg/t、总渣料少于70kg/t的目标，同时终点磷含量≤0.009%，但是该方法的低活性石灰消耗目标，是以石灰石替代活性石灰而实现的，在超高废钢比条件下，石灰石加入又大量吸收热量，对转炉冶炼过程控制不利，也不适用于高效、低成本冶炼螺纹钢的需要。另外如专利号CN201210544071.9公开的一种半钢炼钢双渣留渣的炼钢方法，CN201510548481.4公布的一种超低磷钢的冶炼方法等，都是采用的双渣法冶炼，其目的也是冶炼超低磷高，与螺纹钢的冶炼目标不同。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是提供一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法，本专利技术方法在入炉废钢比≥30%的条件下，促进冶炼初期废钢快速熔化，解决废钢堆出现象对冶炼的不利影响。在冶炼中通过留渣操作、低碱度（CaO/SiO2范围2.0~2.5）、低石灰耗量（≤26kg/t）实现超低过程成本控制。
[0006]本专利技术的一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法，具体包括下述步骤：（1）原料要求
铁水量96～105t，铁水磷含量≤0.15%、硅含量为0.3～0.6%，铁水采用KR预处理脱硫，脱硫后铁水硫含量≤50ppm，铁水兑入转炉前温度≥1300℃；（2）热量平衡实行留渣操作制度，上一炉冶炼完成，出钢结束，留总渣量的40～50%，摇正炉体，准备下一炉冶炼；废钢提前预热至600～700℃，以入炉铁水温度1300℃、铁水硅含量0.4%为基准，兑入废钢基准量为铁水量的20%，在此基础上，铁水温度每升高10℃，废钢相应增加1.2～1.5t，铁水硅含量每升高0.1%，废钢相应再增加1.8～2t，但装炉金属料总量上限为145t；（3）装入操作上一炉冶炼完成，留渣并溅渣护炉后，倾斜炉体，首先向炉内装入废钢，再兑入铁水，之后向相反方向倾斜炉体一次，然后摇正炉体，保证废钢在熔池内分布基本均匀，避免废钢在炉内单侧堆积，此时，废钢在炉内存在中心堆出现象，即废钢堆的顶部超出熔池液面；（4）冶炼过程转炉炉体摇正后，先使用5+1孔喷头结构氧枪直接开始吹炼，所述5+1孔喷头结构氧枪具有中心孔和围绕中心孔的五个周边孔，该型氧枪由于有中心孔的存在，射流总体更为集中，更好地作用于熔池表面中部，对堆出废钢的快速熔化及熔池的上下部位的混匀有明显作用，初始枪位控制在3～3.5m，供氧强度2.8～3.2Nm3/t
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min，较高的枪位一方面防止氧枪喷头与堆高的未熔废钢碰触损坏，另一方面高枪位可以提高氧气的二次燃烧率，从炉气分析系统中的CO和CO2比例可知，此时二次燃烧率可达到20～30%，利于炉内快速提温，开吹后枪位逐步下降，至2min时，枪位下降至2～2.4m，停吹提枪，加入第一批活性石灰1.5～1.8t和轻烧白云石0.8～1t(CaO含量约40%，MgO含量约30%），马上从炉顶放下5孔均匀分布喷头结构氧枪继续吹炼，枪位为1.8m，供氧强度保持在3.2～3.6Nm3/t
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min，进行高强度吹炼，吹炼总时间5～6min时，转入脱碳反应阶段，泡沫渣迅速充满炉内，加入第二批活性石灰1.8～2.1t及轻烧白云石0.4～0.6t，枪位调整至1.5m固定值，在7～15min内，如遇炉渣返干，分1～2次加入0.2～0.6t铁矿石调渣，不再加入活性石灰、白云石等其它造渣料，若无异常，则不加任何造渣料；转炉冶炼终点C按照0.06～0.10%的范围控制，通过经验计算公式得到全程总的供氧量，在供氧量达到目标值后，通过TSO副枪探头检测钢液C含量、钢液温度T，由于炉渣碱度低，FeO含量高，炉渣总体泡沫化仍较为严重，此时不利于出钢，如果测得钢液温度≥1600℃时，迅速将氧枪供气更换为氮气，枪位调整至2～2.4m，供气强度2.4～2.8Nm3/t
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min，高枪位氮气射流一方面可以将炉渣中的泡沫吹破，使泡沫渣层转变为液渣层，另一方面，由于终点钢液目标C含量较高，钢液O含量范围在300～450ppm之间，氧化性不强，高速的氮气射流可以通过气
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渣
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液或气
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液界面实现向熔池传质，实现熔池快速增氮，顶吹氮气时间2～3min，降温范围在5～10℃，出钢温度按1590～1620℃控制，钢液P≤0.022%，S≤0.012%。之后，正常出钢和合金化，冶炼过程完成；冶炼终点钢液氮含量30～50ppm，出钢合金化并到氩站底吹氩气混匀后，钢液氮含量达到40～70ppm。
[0007]上述冶炼过程，还包括全程底吹氮气，强度0.03～0.06Nm3/t
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min，利于全程增氮。
[0008]上述冶炼过程，全过程石灰消耗量为25～29kg/t钢，终渣二元碱度CaO/SiO2值为
2.0～2.5。
[0009]上述冶炼过程中，所述5+1孔喷头结构氧枪具有中心孔和围绕中心孔的五个周边孔，五个周边孔的喷孔倾角为13
°
，马赫数2.02，理论穿深比72%。
[0010]上述冶炼过程中，所述5孔均匀分布喷头结构氧枪，具有均匀分布的五个周边孔，五个周边孔的喷孔倾角为13.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极低成本的螺纹钢转炉冶炼生产方法，其特征在于转炉冶炼过程包括下述步骤：（1）原料要求铁水量96～105t，铁水磷含量≤0.15%、硅含量为0.3～0.6%，铁水采用KR预处理脱硫，脱硫后铁水硫含量≤50ppm，铁水兑入转炉前温度≥1300℃；（2）热量平衡实行留渣操作制度，上一炉冶炼完成，出钢结束，留总渣量的40～50%，摇正炉体，准备下一炉冶炼；废钢提前预热至600～700℃，以入炉铁水温度1300℃、铁水硅含量0.4%为基准，兑入废钢基准量为96t，在此基础上，铁水温度每升高10℃，废钢相应增加1.2～1.5t，铁水硅含量每升高0.1%，废钢相应再增加1.8～2t，废钢总量上限为105t；（3）装入操作上一炉冶炼完成，留渣并溅渣护炉后，倾斜炉体，首先向炉内装入废钢，再兑入铁水，之后向相反方向倾斜炉体一次，然后摇正炉体，保证废钢在熔池内分布基本均匀，避免废钢在炉内单侧堆积，此时，废钢在炉内存在中心堆出现象；（4）冶炼过程转炉炉体摇正后，先使用5+1孔喷头结构氧枪直接开始吹炼，初始枪位控制在3～3.5m，供氧强度2.8～3.2Nm3/t
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min，此时二次燃烧率可达到20～30%，开吹后枪位逐步下降，至2min时，枪位下降至2～2.4m，停吹提枪，加入第一批活性石灰1.5～1.8t和轻烧白云石0.8～1t，马上从炉顶放下5孔均匀分布喷头结构氧枪继续吹炼，枪位为1.8m，供氧强度保持在3.2～3.6Nm3/t
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min，进行高强度吹炼，吹炼总时间5～6min时，转入脱碳反应阶段，泡沫渣迅速充满炉内，加入第二批活性石灰1.8～2.1t及轻烧白云石0.4～0.6t，枪位调整至1.5m固定值，在7～15min内，如遇炉渣返干，分1～2次加入0.2～0.6t铁矿石调渣，不再加入活性石灰、白云石造渣料，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨治争，洪霞，廖广府，王小燕，黄道昌，卜勇，刘江源，潘建设，
申请(专利权)人：宝武集团鄂城钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：