[其他]氧气转炉煤氧复合吹炼工艺

说明书

本发明为氧气顶吹转炉采用底吹煤氧的复合吹炼工艺。依靠顶吹氧枪对整个冶炼过程进行调节和控制：底部煤氧喷枪可自始至终喷吹煤氧，且不影响顶吹操作，以期达到热补偿和搅拌熔池的作用。本发明可有效地提高炉内供热量，增加炉料中的废钢比。同时，即使在熔池含碳量很低的情况下，也能保持较高的脱碳速度，降低炉渣的氧化性，消除熔池的过氧化现象。本发明还能提高炉渣脱硫能力和提高锰的回收率。

本发明属于转炉炼钢工艺。主要适用于氧气顶吹转炉进行热补偿，提高转炉接受冷态原料（废钢、生铁、海绵铁等）的能力。

通常的转炉炼钢是依靠炉料本身的物理化学热，来提高熔池温度，提供加热熔化废钢的热量。因此，废钢的加入量受到铁水本身物理化学热的严格限制，废钢比波动在5～25%。这是转炉炼钢法与平炉法相比，一个主要缺点。近几年来，为了节约高炉焦炭及其它原因，国内外炼钢铁水的硅含量都出现下降的趋势，减少了铁水的化学热。采用现有的复合吹炼技术后，铁的氧化损失减少，也相应降低了转炉废钢熔化的能力。为了补救这一问题，各国冶金工作者提出了各种工艺方案，提高转炉的热效率。目前，围绕着转炉喷煤技术的采用，相继出现了许多新的炼钢工艺方法。其目的都是为了提高转炉废钢加入量，增强转炉对炉料的适应能力。

国外已经开发成功或正在研究开发的转炉热补偿技术，可分为顶吹法和底吹法两大类。

底吹法以西德Clockner-CRA技术开发公司的KMS法为代表（《SteelmaKing Proceedings》，1982，Vol65，287～295）。该工艺把底吹转炉的底吹氧枪改造成底吹煤氧枪。喷枪采用三层套管结构;中心管喷吹煤粉，中间环缝喷吹氧气，外层环缝通冷却介质。冶炼中期，底吹煤氧，向熔池提供热量，熔化废钢。冶炼初期和后期，煤粉切换为石灰粉，进行正常冶炼。为提高热效率，底吹转炉顶部安装氧枪，燃烧炉气。仍采用底吹法氧枪保护技术，用天然气或甲烷气保护炉底煤氧枪。为解决前期脱磷，并尽快形成炉渣，提高熔池热效率，采用底喷石灰粉技术。该工艺一公斤煤粉约可熔化6公斤废钢。

KMS法是适用于底吹转炉的热补偿工艺技术。它保留了底吹转炉的冶金特点，不象顶吹法，冶炼过程中炉内有大量的泡沫渣，因而热效率较低。该工艺存在如下缺点：为冷却煤氧喷枪，每吨钢需消耗天然气2.7标米³或油3～5公斤;冶炼末期渣钢间硫的分配系数仅为8～12。

顶吹法以日本的TAPS法（《铁と钢》1986，No 15，71～84）和卢森堡的ALCI法（《Steelmaking Proeedings》1985，Vol68，129～136）为代表。该工艺以顶吹煤粉为特征，把转炉喷煤粉技术与二次燃烧技术相结合，提高顶吹转炉废钢比。TAPS法进行过15吨转炉实验。采用TAPS氧枪，在冶炼中期尽量短的时间内，以较高的供粉速度把煤粉喷入溶池。为提高煤粉的收得率，需采用“硬吹”工艺，降低枪位，把煤粉喷入钢液。每喷吹一公斤煤粉可增用废钢4公斤。ALCI法在君津厂250吨LBE复吹转炉上进行过实验。该工艺基本与TAPS法相同，一公斤煤粉可熔化4～6公斤废钢。

TAPS和ALCI法适用于顶吹法冶炼的热补偿工艺，它的主要缺点是：采用顶喷煤粉技术，中断了冶炼过程，喷粉量和喷粉时间受到限制，热效率低;采用“硬吹”工艺喷煤粉，使炉气中CO₂含量降低，且干扰了顶枪的正常操作;无法解决大量加入废钢后，冶炼初期熔池温度低，炉内形成低温泡沫渣所引起的溢渣和喷溅问题;脱硫效率低，渣钢间硫的分配系数仅为4～6。

西德克虏伯研究所提出了另一种工艺方法-COIN法。该工艺由熔池底部喷入煤粉和氧气，并直接采用煤粉保护喷管。但据该公司自称，用该操作方法不能同时进行精炼。

本发明的目的在于提供一种热效率高，废钢比（或其它冷料比）高，成本低，能提高产品质量，获得良好冶金效果的顶吹氧气转炉热补偿炼钢工艺技术。

本发明的解决方案如下：