一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法技术

本发明专利技术提供一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，采用单个顶底复吹转炉为处理容器，脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪先后喷吹，中途倒渣操作，用于解决转炉炼钢过程脱磷效果不稳定的问题。其中，脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道，脱磷喷粉氧枪主氧流通道保持超音速射流，副氧流通道道输送粉剂，进行快速化渣；脱碳双流氧枪主氧流通道保持超音速射流，副氧流通道进行流量调节，以适应各阶段供氧强度。与传统工艺相比，本发明专利技术脱磷效果稳定、脱磷率高，有利于转炉采用中高磷铁水进行冶炼，可稳定生产低磷、超低磷钢等高等级品种钢。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金行业中炼钢领域，特别涉及一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法。
技术介绍
随着铁水预处理喷吹及搅拌法的出现，高效低成本脱硫工艺逐渐成熟。但对于如何经济有效地将高磷(初始磷含量≥0.15％)铁水中的磷脱到极低(终点磷含量≤0.01％，甚至更低)，生产出高附加值的产品，是目前钢铁冶炼流程的难题。目前，转炉工序生产低磷钢(终点磷含量≤0.01％)常常采用的脱磷技术有转炉双渣法和转炉双联法。转炉双渣法是指转炉吹炼中途倒出或扒除约1/2～2/3炉渣，然后加入渣料重新造渣。其基本工艺思想是依据脱磷的有利热力学条件，在炉渣碱度一定的情况下(R≥2.0)，在吹炼前期提高渣中(FeO)的含量，在前期化好渣(约6～9min)，钢水温度较低的时候摇炉倒渣，然后继续造渣吹炼。现有双渣法通常采用在单一普通转炉中加入块状石灰等脱磷剂，用普通氧枪吹炼，由于需要减小供氧量导致氧枪喷头不能实现超音速吹氧，弱化了氧流对熔池的搅拌作用，而且由于熔池温度上升很快，致使块状脱磷剂尚未完全熔化时已发生剧烈的碳氧反应，因此现有双渣法难于推广应用，并且，对停吹碳有下限限制的钢种来说，双渣法的脱磷显然能力不足。转炉双联法是20世纪90年代在日本出现的一种转炉脱磷技术，它是将脱磷和脱碳工序分开在两座转炉中独立进行，可充分利用脱磷炉内低温、高氧势的热力学和强搅拌的动力学优势进行脱磷，脱碳炉还可以实现少渣冶炼。特别是将氧枪喷粉技术引入转炉双联脱磷工艺后，在脱磷转炉中使用低氧流量的喷粉氧枪进行吹炼，在脱碳转炉中采用普通氧枪吹炼，对于铁水初始磷含量≤0.12％，转炉终点磷含量可稳定控制在0.01％以下；但由于脱磷炉和脱碳炉配合使用，影响钢厂产能，且该工艺转兑热损失大、煤气回收量降低，国内钢企尚不愿采用。中国专利技术《采用超音速氧枪喷粉脱磷的转炉炼钢方法及超音速氧枪》(公开号：CN102643946)和《处理中高磷铁水的转炉喷粉、吹气复合喷枪及使用方法》(公开号：CN104263877)等旨在解决转炉炼钢过程成渣慢和脱磷效率低的问题，但是均为单枪喷粉吹炼，从其所述的氧枪结构来看很难获得稳定的超音速射流，冶金效果无法保证。申请号为200510011201.2的专利技术专利公开了一种转炉炼钢双流道集束射流氧枪冶炼工艺及喷头，其氧气导流管将氧气分为中心氧射流及外层环形氧射流，中心氧通过1～8个拉瓦尔喷头射出超音速氧流，每个拉瓦尔喷头均环绕外层环形射流且与转炉CO燃烧产生高温稀薄气体，包裹中心射流形成集束氧流。本技术氧气流量及压力可根据冶炼过程进行调整，化渣阶段中心主氧为设计供氧量的70％，环形氧为设计氧量的100％；脱碳阶段中心主氧为设计氧量的100％，环形氧为设计氧量的50％；炉渣及温度调整阶段中心主氧为设计氧量的50％，环形氧为设计氧量的50％。实际上，仿真和实践均说明：当中心主氧供氧流量开始小于超音速设计流量时，射流的马赫数迅速降低，其射流冲击和搅拌能力迅速下降，以致不降低枪位就无法使氧流穿透泡沫渣到达熔池表面。对于转炉常规冶炼来说，目前转炉吹炼更适合于冶炼磷含量0.15％以下的铁水，对于冶炼磷含量大于0.15％甚至高达0.2％的铁水，意味着要进一步提高转炉炼钢过程的脱磷率，以满足成品钢水磷含量的要求。根据以往经验，在转炉吹炼过程中增加喷粉功能可实现中高磷铁水的冶炼。此外，向转炉喷吹煤粉可以获得热补偿，1kg煤粉可多熔化7kg废钢。但目前钢厂转炉的大多数喷粉装置，如专利申请号201210123055.2、201220155429.4、201410542384.X等所公布的技术方案，直接在现有的氧枪系统引入顶吹喷粉功能，没有对喷头和供氧系统进行合理化设计。一类方案是将粉剂混入主氧流从拉瓦尔孔喷出，随机波动的流体密度破坏了超音速气流的生成条件，无法实现稳定的超音速射流；另一类方案设计有粉剂的专有通道，但喷出的粉剂会被四周超音速氧流产生的负压区气流卷走，严重影响了粉剂的利用率，而降低枪位以便更多粉剂进入熔池又会增加冶炼过程产生的喷溅，造成粘枪甚至导致安全事故的发生，因此现有转炉喷粉技术难于达成高效脱磷的预期效果，成为转炉处理中高磷铁水工艺面临的难题之一。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，解决转炉炼钢过程脱磷效果不稳定的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术技术方案如下：一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪，所述处理容器为顶底复吹转炉，两支所述顶吹氧枪分别为脱磷氧枪和脱碳氧枪，所述脱磷氧枪采用小流量供氧，所述脱碳氧枪采用大流量供氧，所述脱碳氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2～5倍。根据脱磷和脱碳的热力学条件要求脱磷需要小流量供氧，可以保证渣中高的FeO含量，有利于脱磷；脱碳采用大流量供氧，有利于提高脱碳速度，缩短冶炼周期。进一步地，所述脱磷氧枪具有喷粉功能的双流通道，所述脱碳氧枪具有可调节供氧流量的双流通道。进一步地，上述方法采用脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪进行喷吹，中途倒渣，所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道，包括如下步骤：(1)处理开始前一炉次采用留渣操作，向转炉内加入稠渣剂进行液态稀渣的稠化；待炉内无稀渣后，将废钢加入转炉，废钢比控制在15％以内，之后缓慢兑入铁水；(2)装料结束后开始脱磷期吹炼，脱磷喷粉氧枪通过其主氧流通道供氧的同时还通过副氧流通道输送粉剂，进行快速化渣；其主氧流通道保持超音速射流；(3)脱磷期吹炼结束后倒出前期脱磷渣；(4)倒渣结束后更换为脱碳双流氧枪进行脱碳期吹炼，其主氧流通道保持超音速射流，根据脱碳前期、中期、末期需氧量不同，通过副氧流通道调节脱碳双流氧枪的氧气流量。(5)脱碳结束后进行取样测温，待温度及成分合格后进行出钢操作。所述铁水中磷含量(重量百分比)小于等于0.25％，铁水中硅含量(重量百分比)小于等于0.8％，铁水温度大于等于1280℃。传统的工艺只能适应磷含量0.15％以下的铁水，本工艺能够适应磷含量0.25％以下的铁水，使用范围更广。进一步地，所述脱磷喷粉氧枪的供氧强度为0.8～2.5Nm3/(min·t)，以超音速喷入熔池，供氧时间为8～12min；粉剂以亚音速喷入熔池，其流量为0～1500kg/min；控制熔池温度在1330℃～1380℃，避免碳剧烈反应。进一步地，所述脱碳双流氧枪的总供氧强度为2.0～4.5Nm3/(min·t)，主氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪，其特征在于：所述处理容器为顶底复吹转炉，两支所述顶吹氧枪为脱磷氧枪和脱碳氧枪，所述脱碳氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2～5倍。

【技术特征摘要】
1.一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，至少包括一个处理容器和两支顶吹氧枪，其特征在
于：所述处理容器为顶底复吹转炉，两支所述顶吹氧枪为脱磷氧枪和脱碳氧枪，所述脱碳
氧枪的最大供氧流量是脱磷氧枪最大供氧流量的2～5倍。
2.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，其特征在于：所述脱磷氧枪
具有喷粉功能的双流通道，所述脱碳氧枪具有可调节供氧流量的双流通道。
3.根据权利要求1所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，其特征在于：采用脱磷喷
粉氧枪和脱碳双流氧枪进行喷吹，中途倒渣，所述脱磷喷粉氧枪和脱碳双流氧枪均具有位
于中心的副氧流通道和位于副氧流通道外围的主氧流通道，包括如下步骤：
(1)处理开始前一炉次采用留渣操作，向转炉内加入稠渣剂进行液态稀渣的稠化；待炉
内无稀渣后，将废钢加入转炉，废钢比控制在15％以内，之后缓慢兑入铁水；
(2)装料结束后开始脱磷期吹炼，脱磷喷粉氧枪通过其主氧流通道供氧的同时还通过副
氧流通道输送粉剂，进行快速化渣；其主氧流通道保持超音速射流；
(3)脱磷期吹炼结束后倒出前期脱磷渣；
(4)倒渣结束后更换为脱碳双流氧枪进行脱碳期吹炼，其主氧流通道保持超音速射流，
根据脱碳前期、中期、末期需氧量不同，通过副氧流通道调节脱碳双流氧枪的氧气流量。
(5)脱碳结束后进行取样测温，待温度及成分合格后进行出钢操作。
4.根据权利要求3所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，其特征在于：所述铁水中磷
含量小于等于0.25％，铁水中硅含量小于等于0.8％，铁水温度大于等于1280℃。
5.根据权利要求3所述的一种单转炉双氧枪生产低磷钢的方法，其特征在于：所述脱磷喷粉
氧枪的供氧强度为0.8～2.5Nm3/(min·t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：游香米，刘向东，王勇，吴令，
申请(专利权)人：中冶赛迪上海工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31