[发明专利]一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺

说明书

本发明一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺。包含以下两步：第一步，底吹砖分组：将位于同一个圆上的底吹砖分为两组；第二步，底吹砖分组气量控制：在转炉生产过程中，两组底吹砖分别进行气量控制，在底吹总气量不变的条件下，炉役的第一炉气量开启模式为：第一组气量与第二组气量之比为4:1～8：1，第二组气量保证底吹砖过程不堵塞；炉役第二炉气量开启模式与第一炉相反：第二组气量与第一组气量之比为4:1～8：1，第一组气量保证底吹砖过程不堵塞；之后炉次按照第一炉、第二炉气量开启模式交替进行。本发明使转炉熔池钢液流动加速，反应动力学条件改善，同时减缓底吹砖侵蚀，提高底吹砖的使用寿命，在延长转炉炉龄的同时保证了底吹效果。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，特别涉及一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺。

背景技术

顶底复吹是转炉炼钢技术的一项革命性技术，利用转炉底吹强化了转炉内钢水的反应动力学条件，加快了反应速度，对于降低转炉终点碳氧积、降低终渣全铁、快速脱磷都产生了显著效果。然而，为了提高炉龄，炉役中、后期往往降低底吹气量，同时溅渣护炉技术的使用导致底吹元件常常在中、后期被堵塞，其使用难以与炉龄同步，从而影响了其中、后期实际使用效果。为此围绕底吹效果的发挥，出现了大量的研究成果，主要集中在底吹砖数量与分布位置；《氧气顶底复吹转炉设计参考》一书中，日本学者加藤嘉英等认为底吹布置同心圆直径非常关键，底部供气元件不能距离顶枪一次反应区过远；论文“300t转炉底吹布置优化研究”（《工业加热》，Vol.46,第3期）认为熔池平均速度与平均湍动能在数值上存在相反关系，而影响熔池混匀效果的主要因素是熔池的流动速度，即湍动能越大，内部能量损耗越大，流动速度就降低，熔池混匀效果就越差。在“Physical and metallurgicalcharacteristic of combined blowing process”（Steelmaking ConferenceProceeding,1982）论文中，Kyoji Nakanshi等认为底部供气元件增多，熔池被分割为等数量的小区，各小区的小环流搅拌强烈，但是在相同底吹气体流量下，各小区之间混合不充分，不能形成大循环回路，不利于整体流速的提高，混匀时间延长，但是这些研究没有得出获得最佳流场的措施。专利（CN 105603146A）公开了一种转炉底吹元件按强度分组、定时、轮转切换的供气方法，将同心圆上分布的底吹元件分成奇数、偶数两组，两组分别采用强、弱气量并能进行定时、轮转切换，轮转切换在吹炼周期内进行，20-180秒内快速自动切换，显然这种吹炼周期内频繁更换一定程度上对稳定流动产生干扰，存在能量耗散。

在转炉的实际生产过程中，气流的搅拌效率和混匀时间是不可测的，为了加强对转炉底吹技术的理论指导，上述研究结果大多借助数模或者水力学模拟来进行。基于相似原理设计相应的水力学模型，通过对模型溶体的混匀时间的检测来测算转炉的底枪搅拌效率。从上世纪70年代国外开始使用这样的研究方法到现在，已经经历近半个世纪，采用水力学模拟方法已经是成熟的技术手段，对于转炉底吹的设计以及转炉底吹效果的验证，经常采用水力学模拟实验进行研究。

随着国内钢铁产能的调整，大型转炉趋于增多，且多采用数量较多、低搅拌强度的底吹设计，底吹砖同时吹气，转炉生产2000～3000炉后，部分底吹元件开始堵塞，而为了追求转炉炉龄，经常采取降低后期底吹气量的操作，加上溅渣原因，从而进一步加剧了底吹元件的堵塞，导致底吹效果更差，难以保证底吹的效果；相反，“转型发展形势下的转炉炼钢科技进步” （炼钢，Vol.33,1）论文中，王新华等指出日、韩等国大型转炉朝着底吹砖数量少、搅拌强度大的方向发展，无溅渣护炉操作，在5000-7000炉经济炉龄内，底吹保持良好的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺，使转炉熔池钢液流动加速，熔池流场效果更持久，反应动力学条件改善，同时减缓底吹砖侵蚀，提高底吹砖的使用寿命，在延长转炉炉龄的同时保证了底吹效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种底吹砖分组吹气控制的转炉底吹工艺，包含以下两步：