一种转炉炼钢脱碳方法技术

本发明专利技术公开了一种转炉炼钢脱碳方法，转炉自动炼钢至终点时，检测钢水的成分数据，底吹气体，将钢水的碳成分与目标钢种的碳成分进行判断，当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差大于等于0.02％时，吹氧气，同时调整底吹气体流量，出钢；当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差小于0.02％时，调整底吹气体流量，出钢。本发明专利技术使用吹氧和底吹气体的方式来降低碳含量，利用吹氧来降低实际终点碳与目标终点碳的差值再减去0.02％的碳含量，利用底吹气体来降低比目标终点高0.02％的碳含量，吹氧和底吹气体的方式具有协同促进作用。方式具有协同促进作用。方式具有协同促进作用。

【技术实现步骤摘要】
一种转炉炼钢脱碳方法


[0001]本专利技术涉及转炉炼钢
，具体涉及一种转炉炼钢脱碳方法。

技术介绍

[0002]转炉炼钢是钢铁工业中的关键环节之一，其生产主要是一个降碳升温的氧化过程，过将氧气高速吹入熔池中，与铁水发生反应，释放热量，从而达到降碳、升温和降低磷硫等杂质元素含量的目的，最终获得满足工艺要求的钢水。通常，在吹炼过程中氧气的流量为恒定值，因此吹入氧气的总量对于吹炼进程的控制起着至关重要的作用.它控制着杂质元素的去除、熔池的升温过程和防止喷溅的发生，直接影响转炉炼钢的吹炼效果和产品的质量。
[0003]实际生产中，因为测量误差、设备误差、原料条件无法随生产情况的变化而动态变化，导致冶炼至终点时，会出现误差，常集中体现在碳有偏差或温度有偏差；当产生偏差时，就需要动态调整，若碳高则需要吹氧去除碳，若温度高则需要加入冷料降温，若温度低则继续吹氧升温。
[0004]根据钢铁冶金原理，转炉内钢水中的碳与氧有个平衡常数，当碳高时氧低，当碳低时氧高。
[0005]目前普遍采用的低碳钢冶炼方法为：通过氧枪吹炼，使转炉终点碳含量的质量分数与钢种目标碳的差值＜0.01％，然后将钢水放至钢包。根据上述原理，更低的终点碳会导致终点氧更高，因此，若要脱除更高的氧必须加入更多脱氧剂和合金，致使合金脱氧剂成本增加。同时，因脱除氧产生的氧化物夹杂对应增多，对钢水质量不利。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种转炉炼钢脱碳方法。为了降低过高的终点氧对成本和钢水质量产生的不利影响，本专利技术利用了碳与氧的相关特性，促进了钢水中碳与氧进一步发生反应，有效降低转炉终点碳和氧，达到降低合金和脱氧剂的目的。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种转炉炼钢脱碳方法，包括以下步骤：
[0009]转炉自动炼钢至终点时，检测钢水的成分数据，同时底吹气体，将钢水的碳成分与目标钢种的碳成分进行判断，当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差大于等于0.02％时，吹氧气，同时调整底吹气体流量，出钢；当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差小于0.02％时，调整底吹气体流量，出钢。
[0010]作为优选，在等待显示数据的过程中底吹气体，底吹的气体为氮气或氩气，所述底吹的流量为1000NM3/h，所述底吹的时间为2
‑
4分钟。
[0011]作为优选，氧气的吹入量为钢水碳成分与目标钢种的碳成分的差值减去0.02％的碳所消耗的对应耗氧量。
[0012]作为优选，吹氧和出钢时底吹装置的流量为600NM3/h，底吹气体为氮气或氩气。
[0013]作为优选，出钢时间为4
‑
6分钟。
[0014]转炉脱碳反应步骤大致如下：
[0015](1)从氧枪喷出的氧吸附于冲击坑气
‑
液界面，并同钢水中的Fe反应，将Fe氧化成FeO和Fe2O3：
[0016]Fe+1/2O2→
FeO
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(1)
[0017]2FeO+1/2O2→
Fe2O3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018](2)铁的氧化产物迁移到渣
‑
金界面，同金属Fe发生反应生成FeO：
[0019](Fe2O3)+[Fe]→
3(FeO)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0020](3)生成的FeO按分配定律部分进入金属相，部分留在渣相，留在渣相的FeO参与渣
‑
金界面反应，进入金属相的FeO以铁原子和氧原子形式存在：
[0021](FeO)
→
[FeO]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0022](FeO)
→
[Fe]+[O]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0023](4)进入金属相的氧和金属中的碳向CO气泡
‑
金属界面迁移；
[0024](5)迁移到CO气泡
‑
金属界面的[C]和[O]发生反应生成气态CO；
[0025](6)CO气泡长大、上浮，先后通过金属相、渣相，进入炉气。
[0026]根据碳氧平衡，[C]×
[O]＝平衡常数，平衡常数的值在0.0020
‑
0.0030，当钢水中的[C]含量低时[O]升高，要脱除更高的氧必须加入更多脱氧剂和合金，脱氧剂、合金与氧生成的氧化物也相应增多，对成品钢的质量不利。
[0027]本专利技术底吹氮气或氩气，提高搅拌动能，促进碳与氧发生反应，减少氧的同时又减少了碳，既能保证终点碳降至范围要求以内，又能降低终点氧，间接降低了与氧反应的脱氧剂和合金，降低了生产的夹杂物量。
[0028]在炼钢中实际冶炼终点碳含量比目标终点碳含量高，因此本专利技术使用吹氧和底吹气体的方式来降低实际冶炼终点比目标终点高的这部分碳，利用吹氧来降低实际终点碳与目标终点碳的差值再减去0.02％的碳含量，利用底吹气体来降低比目标终点高0.02％的碳含量。举例说明：当终点目标碳为0.05％时，实际冶炼终点的碳为0.10％，则需要吹入0.10％
‑
(0.05％+0.02％)＝0.03％的碳所对应的氧气量，利用底吹气体强搅拌促进碳氧反应来降低比目标终点碳高的0.02％的碳。
[0029]当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差小于0.02％时，可以在等待成分时即可将碳脱除至符合要求，可具备放钢条件，同时碳成分合格率100％，若碳差距超过0.02％，则有概率造成成分不合格，碳越高成分不合格的概率越大，容易产生钢种改计划甚至判废的情况发生，因此将钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差定为0.02％。
[0030]本专利技术相对提高了钢水冶炼终点的碳含量，充分利用搅拌能，促进[C]与[O]反应，使得钢水中的氧含量下降，从而降低了脱氧剂和合金的加入量，降低生产成本，脱氧剂、合金与氧生成的有害杂质物也相应减少，提高了成品钢的质量。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]本专利技术使用吹氧和底吹气体的方式来降低碳含量，利用吹氧来降低实际终点碳与目标终点碳的差值再减去0.02％的碳含量，利用底吹气体来降低比目标终点高0.02％的碳含量，吹氧和底吹气体的方式具有协同促进作用。
[0033]本专利技术利用碳与氧的相关特性，相对提高钢水冶炼终点的碳含量，利用搅拌能，促
进钢水中碳与氧进一步发生反应，有效降低转炉终点碳和氧，降低合金和脱氧剂的用量，提高成品钢的质量。
[0034]本专利技术无需额外材料，操作方便，可有效降低转炉终点碳和氧，降低了生产成本。该方法可在任何炼钢厂应用，具有应用范围广，推广价值高等优点。
附图说明
[0035]图1：本专利技术的转炉自动炼钢的工艺流程图；
[0036]图2：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转炉炼钢脱碳方法，其特征在于，包括以下步骤：转炉自动炼钢至终点时，检测钢水的成分数据，同时底吹气体，将钢水的碳成分与目标钢种的碳成分进行判断，当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差大于等于0.02％时，吹氧气，同时调整底吹气体流量，出钢；当钢水碳成分与目标钢种的碳成分之差小于0.02％时，调整底吹气体流量，出钢。2.根据权利要求1所述的转炉炼钢脱碳方法，其特征在于，在等待显示数据的过程中底吹气体，底吹的气体为氮气或氩气，所述底吹的流量为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡滨，郝树虹，李萍，周昊，张伟，郝帅，杜金科，付常伟，石红燕，邹春锋，刘恩伟，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：