專利名稱：一種頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法
技術領域：
本發明涉及轉爐煉鋼領域，更具體地講，涉及ー種頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法。
背景技術：
傳統頂底復吹轉爐采用活性石灰來造渣，其CaO含量達到80%以上，利用活性石灰中的CaO與鐵水氧化生成的Si02、P205等酸性氧化物結合后進入爐渣中，以達到去除鐵水中Si、P、S等元素的目的。石灰是由石灰石煅燒而生產的，其反應為CaC03 — Ca0+C02，一般將石灰石加熱在1050-1150°C，煅燒數小時后，分解得到石灰。根據石灰的煅燒條件，一般將溫度控制在1100で左右而獲得的晶粒細小、氣孔率高、體積密度小的石灰稱為活性石灰，活性石灰在轉爐吹煉過程反應能力強，化渣速度快，去磷、硫效果好。將石灰石直接加入轉爐造渣，與活性石灰對比，認為主要可能存在兩個問題。ー是成渣速度慢，石灰石需先分解成CaO，然后參與反應。ニ是分解過程需吸收熱量，會使轉爐內熱量不足，進ー步影響化渣效果。所以從轉爐發明至今，一直都是選擇石灰造渣煉鋼。隨著煉鋼エ藝的發展，原來的空氣轉爐已演變成氧氣轉爐，轉爐的升溫速度及反應產生的熱量大幅提升，CaCO3分解吸收的熱量已不會對其產生影響。另外，隨著拉瓦爾式噴頭氧槍及復吹エ藝的成熟應用，轉爐內已經有非常良好的動力學條件，石灰石的成渣速度可以滿足煉鋼要求。專利申請號為“200910082071. X”的專利公開了“一種在氧氣頂吹轉爐中用石灰石代替石灰造渣煉鋼的方法”。該方法介紹了在頂吹轉爐中用部分石灰石代替石灰造渣，將石灰石加入分成4-8批，小批量多批次加入以減少石灰石的化渣難度，渣量加入頻繁，專利中未提及該方法對轉爐爐氣的影響，過程加入后產生的CO2會降低爐氣中CO濃度，減少轉爐回收煤氣的熱值；專利中也未描述供氧操作、石灰石粒度、使用后脫磷、脫硫率變化等具體數據。

發明內容
本發明的目的在于提供一種可以快速成渣并有利轉爐脫磷的頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法。為了實現上述目的，本發明提供了ー種頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法，在頂底復吹轉爐煉鋼時，使用部分石灰石代替石灰，其中，在開始吹氧之前將石灰石一次全部加入，并且石灰石的粒度為5-20mm，石灰石的加入量為5_40kg/t鋼。在根據本發明實施例的頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法中，前期底吹流量為0. 05-0. 07Nm3/min *t，開吹槍位比正常低50_100mm，氧壓高0. 5-1. OMPa0此外，減少的石灰加入量根據石灰石含有的CaO含量折算。
復吹轉爐因增加了底吹氣體攪拌，反應條件優于頂吹轉爐，因此用石灰石造渣可以達到更好的冶金效果。
具體實施例方式本發明的主要目的是在頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣，減少石灰用量，同時可以提高轉爐CO回收量，降低轉爐氧耗。選擇小粒度石灰石，通過底吹和供氧制度調整，快速成渣，有利轉爐脫磷，不影響轉爐脫硫。與頂吹轉爐相比，頂底復吹轉爐使轉爐內的反應更平穩、均勻。在下文中，將詳細描述根據本發明實施例的頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法。根據本發明實施例的頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法包括以下步驟 (I)選擇粒度為5-20mm的石灰石。正常煅燒石灰用石灰石的粒度為20_80mm，用豎窯煅燒更要求粒度在40mm以上，以避免產生石灰粉面。石灰石粒度越大，煅燒速度越慢。在同一溫度下，粒度小一半的石灰，煅燒速度會提高I倍，選擇小粒度石灰石加入轉爐中，可以大幅提高石灰石分解速度，加速成渣。當粒度小于5_吋，因石灰石強度不夠，很容易出現細的粉末，加入過程被煙氣帶走，另外粒度越小，加工成本越高，石灰石價格也將提高。因此，選擇5-20mm粒度的石灰石為最佳。(2)在頭批一次全部加入所需石灰石。在開始吹氧之前，頭批一次加入操作方便，同時可以提高吹煉前期的CO濃度，降低氧耗。吹煉前期為硅、錳反應期，例如約為3分鐘，該過程爐氣中CO濃度低，石灰石分解產生的CO2也會參與鐵水前期反應，反應方程如下CO2+[Si]/2 = C0+Si02/2, CO2+[C] = 2C0。CO2 消耗了部分鐵水中的 C、Si 元素，減少 O2 的消耗，提高了前期CO濃度。若在中、后期加入,鐵水中的硅已全部與氧氣反應完,進入碳氧反應期，鐵水中的C基本全部生成CO，CO濃度高，不會有上述反應發生，而且石灰石分解出的CO2也會降低中期爐氣CO濃度。頂吹轉爐正常情況下，因無底吹系統，其成渣速度慢，溫度上升也慢，石灰石必須分批加入，分4-8次，必定有部分石灰在中后期加入，影響中后期的CO回收。然而，本發明采用頂底復吹轉爐，頭批一次加入，避免了頂吹轉爐的以上問題。通常，整個吹煉過程分成前期、中期、后期3個階段。前期指硅錳反應期，中期指碳氧反應期，后期指碳氧反應高峰至結束。轉爐的噸位不同，吹煉時間不同，但前期、中期、后期三者所占吹煉時間的比例基本不變。以本發明為例，可以描述為前期吹煉0-3分鐘，中期3-10分鐘，后期10分鐘-停止供氧，但本發明不限于此。(3)石灰石加入量5_40kg/t鋼。根據鐵水溫度調整，溫度越高，加入量越大，在鐵水溫度高爐次，石灰石分解吸熱，可以降低前期鐵水溫度，延緩碳氧反應時間，減少泡沫型噴濺，且有利于前期低溫脫磷。(4)頂底復吹轉爐，有底吹氣體的攪拌，反應動力學條件更好，但前期石灰石ー批加入，加入量大，為更好加速化渣，需同時提高其底吹氣體及頂吹氧氣的攪拌能。前期底吹選擇強吹，流量0. 05-0. 07Nm3/min t (標立方米姆噸姆分鐘),開吹槍位1150-1200mm,比正常低 50-100mm ;氧壓 0. 80-0. 90MPa,比正常高 0. 5-1. OMPa0因石灰石在頭批已經全部加入，主要的調整在前期的エ藝參數，未描述的中后期的エ藝參數與現有技術基本相同。(5)加入石灰石后，根據其CaO含量,折算成石灰后，減少相應的石灰用量。通常，每爐鋼加入的CaO含量一般主要根據鐵水Si來考慮，最終保證爐渣中的Ca0/Si02在
2.5-3. 5之間，寧高勿低，具體的加入量不需要那么的精確。石灰石中含有CaO約50%，活性石灰CaO含量在80%以上，實際精確計算It石灰石約可以替代600kg石灰，但轉爐用的石灰秤稱量精度要求低，同時考慮小顆粒石灰石粉面損耗等，為方便職エ操作，一般按2 I的比例降低石灰用量。以下結合具體的實施例來描述本發明的方法及效果。實施例所用石灰石的粒度均為 5-20mm ;成分包括 2. 03wt%的 SiO2,50. 85界セ％的0&0、1. 28wt%的Mg0、0. 017界セ％的？和 0.OOlwt %的S。需要說明的是，檢驗石灰石成分時，只給出CaO含量，具體CaCO3量可以用CaO折算，折算后合計約95wt%。實施例I向80t轉爐內加入90t鐵水、3t廢鋼和It鐵塊，鐵水C :4. Owt%、Si :0. 90wt%,Mn 0. 25wt%,P 0. 153wt%, S :0. 037% wt%，鐵水溫度 1350°C。開始供氧同時加入 3t 石灰石，頭批石灰加入量相應減少It, 3分鐘后ニ批石灰加入量減少500kg,累計石灰加入量減少I. 5t。前0-3分鐘期間底吹流量0. 07Nm3/min *t,開吹槍位1200mm，氧壓0. 85MPa，3分鐘之后按原冶煉エ藝操作。14分鐘停止供氧，測溫鋼水溫度1616°C，鋼水成分C :0. 22wt%,P 0. 011wt%,S 0. 016wt%o成分合格，當爐脫磷率達到92. 8wt%，脫硫率達到56. 7wt%,氧耗為52. 5m3/t,回收煤氣CO濃度50. 83wt%。實施例2向80t轉爐內加入90t鐵水、3t廢鋼和It鐵塊，鐵水C :4. OwtSi :0. 37wt%,Mn 0. 25wt%, P 0. 155wt%, S :0. 035wt%，鐵水溫度1298°C。開始供氧同時加入It石灰石，頭批石灰加入量相應減少500kg。前0-3分鐘期間底吹流量0. 05Nm3/min t，開吹槍位1200mm，氧壓0. 85MPa，3分鐘之后按原冶煉エ藝操作。14分鐘停止供氧，測溫鋼水溫度1627°C，鋼水成分C :0. 31wt%，P 0. 021wt%, S:0. 016wt%。成分合格，當爐脫磷率達到86. 4wt%，脫硫率達到54wt%，氧耗為51. 7M3/t，回收煤氣CO濃度49. 17wt%0實施例3向80t轉爐內加入90t鐵水、3t廢鋼和It鐵塊，鐵水C :4. Owt%、Si :0. 66wt%,Mn 0. 27wt %, P 0. 172wt%, S :0. 048wt%，鐵水溫度 1268 °C。開始供氧同時加入 2t 石灰石，頭批石灰加入量相應減少It。前0-3分鐘期間底吹流量0. 06Nm3/min t，開吹槍位1150mm，氧壓0. 90MPa, 3分鐘之后按原冶煉エ藝操作。14分鐘停止供氧，測溫鋼水溫度1630°C，鋼水成分C :0. llwt%，P 0. 015wt%, S:0. 022wt%。成分合格，當爐脫磷率達到91. 3wt%，脫硫率達到54. 2wt%，氧耗為53. 5M3/t,回收煤氣CO濃度54. 8wt%0采用本方法的主要優點I)將石灰石直接加入轉爐成渣，可以避免煅燒石灰后冷卻后再加入至轉爐內，過程造成的熱量浪費，節省能源和減少CO2排放量；2)減少了氧氣消耗,提高前期CO濃度,增加煤氣熱值；3)采用的小粒度石灰石，屬燒石灰時篩選出來的石灰石尾礦，起到回收資源作用；
4)石灰石價格低廉，代替石灰，降低冶煉成本低。5)成渣速度快，控制前期鐵水升溫速度，有效抑制高溫鐵水冶煉的前期泡沫型溢渣問題，提高脫磷率。 盡管已經結合本發明的具體實施例示出了本發明，但是本發明不限于此。在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可以在形式和細節上做出各種變型和修改。
權利要求
1.ー種頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法，其特征在于在頂底復吹轉爐煉鋼時，使用部分石灰石代替石灰，其中，在開始吹氧之前將石灰石一次性全部加入，并且石灰石的粒度為5-20mm，石灰石的加入量為5_40kg/t鋼。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于前期底吹流量為0.05-0. 07Nm3/min t，開吹槍位比正常低50-100_，氧壓高0. 5-1. OMPa0
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于減少的石灰加入量根據石灰石含有的CaO含量折算。
全文摘要
本發明提供了一種頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法。根據本發明的方法在頂底復吹轉爐煉鋼時，使用部分石灰石代替石灰，其中，在開始吹氧之前將石灰石一次全部加入，并且石灰石的粒度為5-20mm，石灰石的加入量為5-30kg/t鋼。根據本發明的頂底復吹轉爐用部分石灰石代替石灰造渣的方法可以快速成渣，有利轉爐脫磷。
文檔編號C21C5/36GK102719601SQ20121013943
公開日2012年10月10日 申請日期2012年5月8日 優先權日2012年5月8日
發明者尹崇麗, 王廣連, 王顯軍, 申景霞, 陳良, 魏瀟 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司