[发明专利]一种转炉无顶渣炼钢方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种转炉无顶渣炼钢方法。

背景技术

现在的转炉炼钢技术中的氧气底吹转炉在炼钢时，氧气是从炉底多个氧喷嘴分散地直接吹进熔池，所以搅拌条件好，氧气流和液态金属的接触面积大，化学反应迅速而均匀；碳与氧接近平衡状态，也就是说，与氧气顶吹转炉相比，底吹转炉炼钢的熔池含氧量较低且分布较均匀，所以吹炼平稳，喷溅少；并且由于氧喷嘴冷却剂采用了天然气、丙烷等可裂解的气体，降低了高温反应区的温度，铁的蒸发损失量少，而已蒸发的铁经过熔池的过滤作用，进一步降低了损失，因此，底吹氧气炼钢的烟尘量约为氧气顶吹转炉的1/3。由于上述原因，氧气底吹转炉的金属收得率比氧气顶吹转炉高2％左右。

氧气底吹转炉的主要缺点是：由于高温区在转炉底部，炉底寿命低于炉身和炉帽；并且采用碳氢化合物作氧枪冷却剂时，增加了设备的复杂性，碳氢化合物高温裂解产生氢气，使熔池含氢量升高。冶炼高质量钢时需要在吹炼末期喷吹惰性气体进行脱氢处理。炼钢成渣慢。另外底吹过程中要全程吹气保压，否则钢液渗透喷吹元件，造成安全事故。为解决这个问题，也有研究者通过直通管式底喷元件喷吹生石灰的试验，但仍然存在钢液渗透、堵塞等问题。因此进入80年代，氧气底吹转炉的发展趋于停顿状态。

氧气底吹转炉和氧气顶吹转炉相比，各有优缺点，前者搅拌条件好，后者成渣快，因此人们设想把两者优点结合起来，这就是20世纪70年代中期开始发展起来的顶底复吹转炉炼钢技术，该技术成为氧气转炉炼钢一项重要发展。但该技术在底吹时没有喷粉功能，通常底吹氮气，顶吹氧气；底吹过程中还需要全程吹气保压，否则易造成漏钢等安全事故。另外在冶炼过程中溶池都是氧化性气氛，去硫效率差，昂贵的合金元素也易被氧化而损耗，煤气回收质量也较差，因而采用顶底复吹的技术所炼钢种和质量就受到一定的限制，而且目前转炉底吹技术实际上仅仅喷吹氮气。

目前炼钢技术无不例外地采用造顶渣炼钢，顶渣材料主要是加块状石灰、白云石；其中石灰作为钙质造渣剂，主要用来脱磷；白云石作为镁质造渣剂，起中和酸性炉渣，减轻炉渣对炉衬的侵蚀作用，提高炉衬寿命。在现有的炼钢技术中，由于石灰、白云石利用率很低，造渣材料用量和金属损失都很大，且钢渣中出现较多的游离氧化钙，给钢渣的高效利用带来很多问题，也出现污染环境问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种转炉无顶渣炼钢方法，通过底吹装置的透气砖向溶池中喷吹石灰石和白云石，在不造顶渣的条件下，在冶炼成品钢的同时达到降低氧气消耗、降低石灰石和白云石的用量，提高金属和煤气的回收率，以及提高煤气燃烧值的效果。

本发明的方法为：转炉冶炼钢液时，通过底吹装置向溶池中同时喷吹氧气、石灰石粉和白云石粉，冶炼生成的煤气回收。

上述方法中氧气的喷吹量为35~45Nm³/t钢液，石灰石粉的喷吹量为11~22 kg/t钢液，白云石粉的喷吹量按重量比为白云石粉:石灰石粉=1:3~4。

上述的底吹装置中的狭缝式喷粉透气砖的狭缝宽度为0.15~0.25mm。

上述的石灰石粉的粒度≤0.06mm，白云石粉的粒度≤0.06mm。

上述方法中氧气的喷吹时间为29~42min，石灰石粉和白云石粉的喷吹时间为27~40min。

上述方法的煤气回收量为90~140 Nm³/t钢液。

上述方法获得的煤气中CO的体积百分比为90~95%。

上述方法冶炼的铁水原料的成分按重量百分比含C3.5~4.5%, Si 0.13~0.60%，Mn0.20~0.85%，P≤0.08%，S≤0.05%，余量为Fe。

上述方法冶炼后的钢液成分按重量百分比含C0.12~0.32%, Si≤0.30%，Mn0.15~0.65%，P≤0.04%，S≤0.04%，余量为Fe。