轉爐冶煉半鋼下渣量控制的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金技術領域，具體涉及一種轉爐冶煉半鋼下渣量控制的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著鋼鐵行業(yè)微利化不斷加劇，各企業(yè)不斷加強降本增效力度。對于煉鋼精煉環(huán)節(jié)，提高合金收得率降低合金化成本、提高脫氧效率減少脫氧劑消耗，無疑是降低生產成本的重要措施。而開發(fā)更多具有較高附加值的高品質鋼種對于提升企業(yè)經(jīng)濟效益極為重要。
[0003]由于半鋼冶煉存在熱源不足的問題，轉爐煉鋼過程結束后，爐渣氧化性相對較高。轉爐出鋼下渣量的多少對精煉渣系的控制產生了直接的影響，對鋼液進行脫氧及合金化處理時，由于鋼渣之間原有的氧平衡被打破，渣中的氧化物將被還原，造成已經(jīng)被氧化于鋼渣當中的有害元素被還原，再次進入鋼液，造成脫氧劑消耗同時造成鋼液污染。具體的，對于軸承鋼GCrl5，由于其特殊的載荷條件及TiN、Ti (C，N)對軸承鋼的使用壽命有不利影響，因此，對[Ti] %提出了具體要求，要求[Ti] %< 0.0030%，轉爐冶煉過程中，Ti被氧化成T12進入轉爐渣中，脫氧后，渣中的T12部分被還原進入鋼液中，出現(xiàn)“回鈦”；而鋼液中的合金元素被氧化比例加大，降低合金收得率。有效控制轉爐出鋼過程下渣量，以提高合金收得率；降低脫氧材料消耗，一直是冶金工作者研宄的對象。
[0004]如:專利公開號為CN103849708A的專利文件，公開了一種轉爐下渣裝置及控制轉爐下渣的方法，所述裝置包括:具有板狀結構的下渣流道，傾斜地固定在鋼包車上，并且在轉爐出鋼方向上布置在鋼包的前方，下渣流道包括背對鋼包車車面的第一表面和面對鋼包車車面的第二表面，并且下渣流道沿高度方向包括第一端和比第一端低的第二端；以及擋墻，包括第一擋墻與第二擋墻，第一擋墻與第二擋墻分別固定于下渣流道的第一表面的左右兩側，以限定轉爐渣流動的通道。此裝置及方法能夠避免轉爐鋼水出盡后減小轉爐傾動角度的過程中鋼渣落入鋼包現(xiàn)象的發(fā)生，提高鋼水的質量，同時也避免了鋼渣迸濺到鋼包車上而引起鋼包車及其配套設備的燒損。而對于轉爐下渣的其他一些關鍵工藝技術并未涉及。
[0005]如專利公開號為CN102181598A的專利文件，公開了一種基于熱圖像的轉爐出鋼下渣預判及控制方法，該方法提供出鋼的下渣與判斷，即在大量夾渣出現(xiàn)前，通過連續(xù)圖像處理，計算鋼流速度，推算鋼水距離出鋼口液面高度，來對大量夾渣情況進行預判，通過通知操作人員提前對轉爐進行相應的操作，來解決由于轉爐電機響應延時帶來的部分鋼渣無法控制的問題。但是對于轉爐下渣控制的其他一些關鍵工藝技術并未涉及。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的不足，提供一種轉爐冶煉半鋼下渣量控制的方法。該方法對轉爐下渣實現(xiàn)有效控制，顯著提高了合金收得率及脫氧材料的使用效率，為高品質鋼種的開發(fā)提供了工藝平臺，特別地對于高品質軸承鋼的開發(fā)，該鋼種具體要求[Ti] %(0.0030%。
[0007]為解決上述的技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0008]一種轉爐冶煉半鋼下渣量控制的方法，所述的方法包括以下步驟:
[0009]設置出鋼口及出鋼口鏜孔頭結構
[0010]將出鋼口設置為等內經(jīng)結構，出鋼口鏜孔頭與所述出鋼口配套安裝；
[0011]設置擋渣塞結構
[0012]當出鋼口出鋼彡30爐時，將擋渣塞形狀設置為上面直徑75mm至85mm，底面直徑137臟至153mm，高度194mm至206臟的圓臺；
[0013]當出鋼口出鋼> 30爐時，將擋渣塞形狀設置為上面直徑75mm至85mm，底面直徑152臟至168mm，高度194mm至206臟的圓臺；
[0014]提升擋渣塞熱膨脹系數(shù)
[0015]在擋渣塞成分中配加質量百分比為18%?32%的蛭石，用于提升擋渣塞熱膨脹系數(shù)；
[0016]出鋼過程中分解擋渣工序
[0017]出鋼前期擋渣采用擋渣塞擋渣，出鋼后期通過紅外下渣檢測系統(tǒng)控制滑板擋渣機構進行擋渣。
[0018]更進一步的技術方案是設置出鋼口及出鋼口鏜孔頭結構步驟中，所述出鋼口外徑為280mm ;所述出鋼口內徑為135mm。
[0019]更進一步的技術方案是設置擋渣塞結構步驟中，當出鋼口出鋼< 30爐時，所述圓臺底面半徑30mm范圍內設置有一個直徑35mm至45mm，深度95mm至105mm的圓孔。
[0020]更進一步的技術方案是設置擋渣塞結構步驟中，當出鋼口出鋼> 30爐時，所述圓臺底面半徑30mm范圍內設置有一個直徑35mm至45mm，深度95mm至105mm的圓孔。
[0021]更進一步的技術方案是出鋼過程中分解擋渣工序中，當上一爐次出鋼完成后，關閉滑板，搖爐復位后使用擋渣塞塞緊出鋼口，用于擋待冶煉的爐次的前期渣。
[0022]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的是一種有效結合轉爐下渣自動檢測、控制及擋渣塞的方法，本發(fā)明在引入紅外下渣檢測及滑板擋渣技術的基礎上對出鋼口及出鋼口鏜孔裝置進行了重新設計，提高了出鋼口使用壽命；進一步地，對擋渣塞進行了優(yōu)化處理，有效的結合使用，實現(xiàn)了高效擋渣。
【具體實施方式】
[0023]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0024]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0025]下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0026]實施例1
[0027]在公稱容量120噸(實際出鋼量在120?140噸范圍內)轉爐流程上生產U75V鋼，優(yōu)選的，在生產過程中，采用如下改進方案:
[0028]第一:出鋼口及出鋼口鏜孔頭裝置設計改造
[0029]為配合滑板擋渣工藝裝置的安裝使用，將出鋼口進行優(yōu)化設計，出鋼口外徑為280mm ;出鋼口結構為無錐度、等內徑結構，出鋼口的內徑為:135mm，等靜壓整體成型水口，減弱出鋼口沖刷強度。同時，出鋼口鏜孔頭滿足出鋼口的安裝需求，與出鋼口配套安裝。
[0030]第二:擋渣塞的優(yōu)化設計
[0031](I)設置擋渣塞外形尺寸
[0032]出鋼過程中，隨著出鋼爐數(shù)的增加，出鋼口逐漸被沖刷，內徑實際尺寸發(fā)生改變，針對出鋼口使用不同階段，將擋渣塞尺寸分兩類設計。出鋼口出鋼<30爐時，設計擋渣塞形狀為上面直徑80mm±5mm，底面直徑145mm±8mm，高度200mm±6mm的圓臺。在擋澄塞底面中部(半徑30mm范圍內)設有一個直徑約40mm，深度約10mm的圓孔。當出鋼口出鋼>30爐時，設計擋澄塞形狀為上面直徑80_±5_，底面直徑160_±8_，高度200_±6_的圓臺。在擋渣塞底面中部(半徑30mm范圍內)設有一個直徑約40mm，深度約10mm的圓孔。
[0033](2)擋渣塞成分設置
[0034]擋渣塞在使用過程中，通過與出鋼口的接觸摩擦以承受一定的鋼液壓力，擋渣塞與出鋼口的接觸除了與尺寸有關外，擋渣塞的膨脹性也有很大關系，因此對擋渣塞的成分進行優(yōu)化設計，提升擋渣塞熱膨脹系數(shù)，以保障出鋼前期有效擋渣。具體為，在擋渣塞成分中配加質量百分比為18%?32%的蛭石。
[0035]第三:擋渣任務分解
[0036]出鋼過程中，為延長滑板擋渣使用壽命，出鋼前期擋渣采用擋渣塞擋渣，出鋼后期通過紅外下渣檢測系統(tǒng)控制滑板擋渣機構擋渣。【具體實施方式】為，上一爐次出完鋼后，關閉滑板，搖爐復位到一定角度后使用擋渣塞塞緊出鋼口，以擋即將冶煉的爐次的前期渣。
[0037]本實施例采用擋渣塞擋前期渣，采用紅外下渣檢測+滑板擋渣工藝擋后期渣，下渣量大幅度減少，合金收得率及渣料使用效率顯著提高。
[0038]各爐次澄厚控制在22mm?40mm之間，平均澄厚控制在34.2mm。采用碳酸鋇法量化下渣量，測定渣中BaO百分含量，去除過程渣料添加量后，最終得出轉爐下渣量，結果為平均下澄量5.22kg.tw 下澄量減少48.9 %。
[0039]回磷量及為控制回硫所添加的渣料也得到有效控制，采用該技術發(fā)明的爐次，回磷量平均為0.0018%，回磷量整體減少28%，回磷量< 0.003%的爐次比例達到74.72%,提高了 14.38%?；亓蚩刂品矫?，爐后石灰添加量平均下降到2.64kg/t鋼，石灰消耗降低14.
[0040]脫氧材料消耗方面，采用該技術發(fā)明后，終點碳平均為0.05%的條件下鋁線消耗為3.01m/tw，相比于終點碳平均為0.07%條件下鋁線消耗為3.31m/tw的原擋渣工藝脫氧材料消耗更少。換算為同一終點碳水平，脫氧材料消耗減少了 35.3%。
[0041]合金收得率方面，全流程的S1、Mn收得率Si平均為97.88%,Mn平均為98.32%,相比原擋渣工藝分別提高了 1.46%、1.80%。
[0042]實施例2
[0043]在公稱容量120噸(實際出鋼量在120?140噸范圍內)轉爐流程上生產GCrl5軸承鋼，優(yōu)選的，在生產過程中，采用如下改進方案:
[0044]第一:出鋼口及出鋼口鏜孔頭裝置設計改造
[0045]為配合滑板擋渣工藝裝置的安裝使用，將出鋼口進行優(yōu)化設計，出鋼口外徑為280mm ;出鋼口結構為無錐度、等內徑結構，出鋼口的內徑為:135mm，等靜壓整體成型水口，減弱出鋼口沖刷強度。同時，出鋼口鏜孔頭滿足出鋼口的安裝需求，與出鋼口配套安裝。
[0046]第二:擋渣塞的優(yōu)化設計
[0047](I)設置擋渣塞外形尺寸
[0048]出鋼過程中，隨著出鋼爐數(shù)的增加，出鋼口逐漸被沖刷，內徑實際尺寸發(fā)生改變，針對出鋼口使用不同階段，將擋渣塞尺寸分兩類設計。出鋼口出鋼<30爐時，設計擋渣塞形狀為上面直徑80