專利名稱：復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法。
背景技術(shù)：
目前的轉(zhuǎn)爐煉鋼大多是采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐來進(jìn)行的，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼常用的方法是從轉(zhuǎn)爐熔池上部通過氧槍向熔池吹入氧氣，同時從頂部加入塊狀石灰、白云石、螢石和鐵礦石等造渣劑，從轉(zhuǎn)爐底部通過底部供氣元件向熔池吹入氮氣或氬氣等氣體進(jìn)行熔池攪拌，以改善熔池的攪拌能力。 轉(zhuǎn)爐造渣采用的石灰需要石灰石經(jīng)煅燒才能獲得，將生產(chǎn)獲得的石灰冷卻后再加入轉(zhuǎn)爐內(nèi)加熱到反應(yīng)溫度，這中間存在著較大的能量浪費，同時石灰石煅燒設(shè)備的運行和治理污染需要不少費用。因此，中國發(fā)明專利200910082071. X提出了一種在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐內(nèi)用石灰石代替石灰造渣煉鋼的方法，在不改變轉(zhuǎn)爐原有設(shè)備和操作工藝的條件下，通過高位料倉加入石灰石塊進(jìn)行造渣，有效減少了能量浪費，節(jié)省了生產(chǎn)成本。但是，通過高位料倉加入的塊狀石灰石因為粒度比較大，石灰石塊的分解速度較為緩慢，石灰石穿透深度比較小，石灰的利用率不高，而且[O]和CaO的同位率不高，不利于轉(zhuǎn)爐早期脫磷。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法，采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉時，通過氧槍向熔池中同時噴吹氧氣、粉粒狀石灰石，全部或者部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通過高位料倉加入塊狀石灰。實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法，包括裝料、吹煉、脫氧出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣步驟，在吹煉步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置向熔池中同時噴吹氧氣和粉粒狀石灰石，其中氧氣的噴吹量為55飛5 Nm3/t鋼液，粉粒狀石灰石的噴吹量為l(Tl00kg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收。所述的噴吹用粉粒狀石灰石粒度< 5_，噴吹時以氧氣或氮氣為載氣。所述的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置包括噴粉罐、氧氣罐和氧槍，其中氧槍由三層套管組成，最里層套管噴吹以氧氣或氮氣為載氣的石灰石粉，次外層套管噴純氧，最外層套管為循環(huán)水冷管，噴粉罐與最里層套管的噴粉口相連，氧氣罐與次外層套管的噴氣口相連。采用本法發(fā)明的方法全部或者部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的通過高位料倉加入塊狀石灰時，高位料倉向熔池中加入石灰的量降低為為(Γ54. 5kg/t鋼液。本發(fā)明方法在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中造渣、脫硅、脫磷時，通過氧槍噴吹粉粒狀石灰石。粉粒狀石灰石通過氧氣噴吹進(jìn)入熔池后，由于粒徑小，可以迅速的加熱分解，比表面積大，可以與鋼渣充分接觸，迅速參與造渣反應(yīng)；同時，由于噴粉造渣是粉劑直接噴在鋼渣界面上，而且在一定的動能作用下，氣粉混合料有一定的穿透深度，然后上浮到渣面上，在這一過程中粉粒狀石灰石得到了一定程度的加熱，所以噴吹粉粒狀石灰石造渣成渣比較快；最后，由于粉粒狀石灰石和氧氣一起噴吹，石灰石快速分解產(chǎn)生CaO活性比較高，CO2可以在一定程度上增大熔池攪拌的能力，而且[O]和CaO同位率比較高，有利于快速脫磷。與現(xiàn)有的通過高位料倉加入塊狀石灰相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點
(1)本發(fā)明方法能夠使轉(zhuǎn)爐內(nèi)溫度較為穩(wěn)定，減少分批加入塊狀石灰引起的鋼水溫度的較大波動；
(2)本發(fā)明方法將石灰石煅燒過程轉(zhuǎn)移到了轉(zhuǎn)爐中實現(xiàn)，減少了石灰石煅燒生成石灰再加熱的能量消耗，同時減少CO2的排放，石灰石分解產(chǎn)生的CO2可以攪拌熔池，改善脫磷動力學(xué)條件，CO2還可以作為一種氧源可以部分進(jìn)行脫碳反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量；
(3)本發(fā)明方法通過氧槍噴吹的石灰石粉能在熔池中迅速被加熱，由于該溫度顯著高 于石灰石的煅燒溫度，所以石灰石會快速分解成為眾多的CaO顆粒，顆粒比表面積大，渣金界面增加，加快了熔渣-鋼水間的傳質(zhì)和傳熱速度，使渣金反應(yīng)速度加快，脫磷速度大大提高，而且石灰石分解可以形成局部低溫區(qū)，有利于轉(zhuǎn)爐吹煉早期脫磷，提高脫磷效率；
(4)工業(yè)條件下石灰石的煅燒過程需要幾個小時才能完成，而在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，石灰石粉顆?？梢栽趲追昼妰?nèi)，甚至幾十秒內(nèi)快速的完成分解，熱利用率高，生產(chǎn)效率高，可以節(jié)約能源和成本，石灰石粉在轉(zhuǎn)爐中完成煅燒，可以避免石灰在運輸、堆置過程中吸潮和碳酸化，減少石灰煅燒設(shè)備運行和治理污染所需的費用；
(5)粉粒狀石灰石粒徑小，可在轉(zhuǎn)爐內(nèi)邊煅燒邊參與造渣反應(yīng)，可有效避免石灰石的生燒和過燒，煅燒產(chǎn)生的石灰活性高，從而使石灰利用率高，減少石灰石的消耗；
(6)工業(yè)條件下石灰石煅燒或多或少都會使用含硫燃料，造成石灰硫含量增加，而石灰石粉在轉(zhuǎn)爐中直接完成煅燒產(chǎn)生的石灰硫含量較低，可以有效抑制煉鋼過程中鐵水回硫；
總之，頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹石灰石粉造渣煉鋼可以帶來巨大的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會效益。
具體實施例方式實施例I
采用60t轉(zhuǎn)爐煉鋼，鐵水原料成分按質(zhì)量百分比含C 4.2%，Si 0.8%，Mn 0.6%，P 0.2%，S O. 035%，余量都為Fe，采用石灰石的替代10wt%的石灰。在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的造渣、脫硅、脫磷步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置，通過與氧氣罐和噴粉罐相連的氧槍，向熔池中同時噴吹氧氣和粉粒狀石灰石，其中氧氣的噴吹量為62. 6Nm3/t鋼液，粉粒狀石灰石的噴吹量為10kg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收，煤氣的回收量是96. INmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為81. 2%,CO2的體積百分比為17. 5%。此時采用高位料倉向熔池中加入石灰的量為54. 5kg/t鋼液。冶煉后的鋼液成分按質(zhì)量百分比含C O. I %，Si痕跡，Mn O. 18%，P O. 02%, SO. 021%，余量為 Fe ；
采用上述設(shè)備和原料按傳統(tǒng)方式造頂渣冶煉，氧氣的噴吹量為63. 2Nm3/t鋼液，需要石灰60. 5kg/t鋼液，煤氣回收量為93. 2 NmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為82. 4%，CO2的體積百分比為16. 2%。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，氧氣消耗量降低，石灰消耗減少，煤氣回收量增加，煤氣的燃燒熱值也提高。實施例2
采用60t轉(zhuǎn)爐煉鋼，鐵水原料成分按質(zhì)量百分比含C 4.2%，Si 0.8%，Mn 0.6%，P 0.2%，S O. 035%，余量都為Fe，采用石灰石的替代20wt%的石灰。在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的造渣、脫硅、脫磷步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置，通過與氧氣罐和噴粉罐相連的氧槍，向熔池中同時噴吹氧氣和粉粒狀石灰石，其中氧氣的噴吹量為62. ONmVt鋼液，粉粒狀石灰石的噴吹量為20. 2kg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收，煤氣的回收量是99. ONmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為80. 0%，CO2的體積百分比為18. 7%。此時采用高位料倉向熔池中加入石灰的量為48. 4kg/t鋼液。

冶煉后的鋼液成分按質(zhì)量百分比含C O. I %，Si痕跡，Mn O. 18%，P O. 02%, SO. 021%，余量為 Fe ；
采用上述設(shè)備和原料按傳統(tǒng)方式造頂渣冶煉，氧氣的噴吹量為63. 2Nm3/t鋼液，需要石灰60. 5kg/t鋼液，煤氣回收量為93. 2 NmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為82. 4%，CO2的體積百分比為16. 2%。采用新技術(shù)后，氧氣消耗量降低，石灰消耗減少，煤氣回收量增加，煤氣的燃燒熱值也提聞。實施例3
采用60t轉(zhuǎn)爐煉鋼，鐵水原料成分按質(zhì)量百分比含C 4.2%，Si 0.8%，Mn 0.6%，P 0.2%，S O. 035%，余量都為Fe，采用石灰石替代全部石灰。在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的造渣、脫硅、脫磷步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置，通過與氧氣罐和噴粉罐相連的氧槍，向熔池中同時噴吹氧氣和石灰石粉，其中氧氣的噴吹量為57. 2Nm3/t鋼液，粉粒狀石灰石的噴吹量為100kg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收，煤氣的回收量122. ONmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為72. 4%，CO2的體積百分比為26. 5%。冶煉后的鋼液成分按質(zhì)量百分比含C O. I %，Si痕跡，Mn O. 18%，P O. 02%, SO. 021%，余量為 Fe ；
采用上述設(shè)備和原料按傳統(tǒng)方式造頂渣冶煉，氧氣的噴吹量為63. 2Nm3/t鋼液，需要石灰60. 5kg/t鋼液，煤氣回收量為93. 2 NmVt鋼液，煤氣中CO的體積百分比為82. 4%，CO2的體積百分比為16. 2%。采用新技術(shù)后，氧氣消耗量降低，石灰消耗減少，煤氣回收量增加，煤氣的燃燒熱值也提聞。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法，包括裝料、吹煉、脫氧出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣步驟，其特征是在吹煉步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置向熔池中同時噴吹氧氣和石灰石粉，其中氧氣的噴吹量為55飛5 Nm3/t鋼液，石灰石粉粒的噴吹量為l(TlOOkg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法，其特征在于所述的粉粒狀石灰石粒度< 5_，噴吹時以氧氣或氮氣為載氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法，其特征在于所述的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置包括噴粉罐、氧氣罐和氧槍，其中氧槍由三層套管組成，最里層套管噴吹以氧氣為載氣的粉粒狀石灰石，次外層套管噴純氧，最外層套管為循環(huán)水冷管，噴粉罐與最里層套管的噴粉ロ相連，氧氣罐與次外層套管的噴氣ロ相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中用氧槍噴吹粉粒狀石灰石造渣煉鋼的方法。在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的吹煉步驟中，采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐頂吹裝置向熔池中同時噴吹氧氣和粉粒狀石灰石，其中氧氣的噴吹量為55~65Nm3/t鋼液，粉粒狀石灰石的噴吹量為10~100kg/t鋼液，冶煉生成的煤氣回收。本發(fā)明方法不僅將石灰石煅燒過程轉(zhuǎn)移到了轉(zhuǎn)爐中實現(xiàn)，減少了石灰石煅燒生成石灰再加熱的能量消耗，同時減少CO2的排放，石灰石分解產(chǎn)生的CO2可以攪拌熔池，改善脫磷動力學(xué)條件，CO2還可以作為一種氧源可以部分進(jìn)行脫碳反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)爐煤氣質(zhì)量，而且與塊狀料頂加相比，粉粒狀石灰石噴射入熔池內(nèi)部還可以借助更大的比表面積和更均勻的分布加快化渣和脫磷，從而縮短吹煉時間，減少石灰消耗和熱損失。
文檔編號C21C5/36GK102766724SQ20121024082
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者唐彪, 鄒宗樹 申請人:東北大學(xué)