[发明专利]一种转炉顶底复合喷粉高效冶炼的系统及冶炼方法

说明书

本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种转炉顶底复合喷粉高效冶炼的系统和方法，适用于30‑400吨转炉炼钢。该系统主要包含转炉、氧枪、中心输粉管路、顶吹喷粉罐、顶吹载气管路、氧枪主吹气管路、顶吹气管路、底喷粉元件、分配器、底喷粉管路、底吹喷粉罐、底吹气管路、缓冲罐，所述转炉冶炼开始前，计算顶底复合喷吹的喷粉量，并设置冶炼不同时期顶吹主吹气、顶吹喷粉载气和底吹气的介质类型。冶炼过程中，顶部石灰粉通过中心输粉管路喷射至转炉内，底部石灰粉经底喷粉管路由底喷粉元件喷射至转炉内。有益效果在于，与传统炼钢工艺相比，实现石灰消耗降低20％以上，钢铁料消耗降低4kg以上，碳氧积降低至20×10^‑4以内，可实现吨钢效益18元以上。

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种转炉顶底复合喷粉高效冶炼的系统和方法。

背景技术

我国2019年粗钢产量达到9.96亿吨，其中以高炉-转炉长流程为主，为实现提升产量、高效冶炼、提升产品质量和降低工序能耗，钢铁企业在转炉工序采取了多种优化措施，如钢包加盖、高效供氧等，以上措施均从优化现有转炉工序为起点，一定程度改善了转炉工序的工序能耗，但改善程度有限。

转炉冶炼过程主要完成脱碳、脱磷和升温等任务，其中脱磷是通过渣钢界面反应，即要求炉渣具有一定的碱度和氧化性。国内外目前转炉冶炼的石灰加入主要是通过料仓加入，由于石灰的块度尺寸和熔池动力学条件，对转炉前期造渣有一定影响，因此增大石灰的比表面积和改善熔池的动力学条件，是实现高效率脱磷和高效冶金的关键。

近年来，国内外关于转炉底喷氧气+石灰粉炼钢有少量报导，但关于转炉顶底复合喷粉的冶炼系统和方法却鲜有报导，因此发明转炉顶底复合喷粉高效冶炼的系统和方法对于转炉工序降低石灰消耗、降低钢铁料消耗、降低碳氧积、降低工序能耗和提升产品质量显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的，提供一种转炉顶底复合喷粉高效冶炼的系统和方法，通过顶底复合喷粉和气体介质的切换，实现降低石灰消耗、降低钢铁料消耗、降低碳氧积和提高钢水质量的目的。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种转炉顶底复合喷粉高效冶炼系统，其特征在于，该系统包含转炉，氧枪，中心输粉管路，顶吹喷粉罐，顶吹喷粉缓冲罐，顶喷粉氮气管路，顶喷粉氩气管路，顶喷粉氧气管路，顶喷粉二氧化碳管路，氧枪主吹气管路，氧枪主吹气缓冲罐，顶吹氮气管路，顶吹氧气管路，顶吹二氧化碳管路，底喷粉元件，分配器，底喷粉管路，底吹喷粉罐，底吹缓冲罐，底吹氮气管路，底吹氩气管路，底吹氧气管路，底吹二氧化碳管路，底吹天然气管路，其特征在于所述氧枪主吹气管路一端与所述氧枪连接，另一端与所述氧枪主吹气缓冲罐连接，所述氧枪主吹气缓冲罐与所述顶吹氮气管路、所述顶吹氧气管路、所述顶吹二氧化碳管路连接，所述中心输粉管路一端与所述氧枪连接，另一端与所述顶吹喷粉缓冲罐连接，所述顶吹喷粉缓冲罐与所述顶喷粉氮气管路、所述顶喷粉氩气管路、所述顶喷粉氧气管路、所述顶喷粉二氧化碳管路连接，所述顶吹喷粉罐与所述中心输粉管路连接，所述转炉与所述底喷粉元件连接，所述底喷粉元件与所述分配器连接，所述分配器与底喷粉管路连接，所述底喷粉管路与所述底吹喷粉罐、所述底吹缓冲罐连接，所述底吹缓冲罐与所述底吹氮气管路、所述底吹氩气管路、所述底吹氧气管路、所述底吹二氧化碳管路、所述底吹天然气管路连接。

进一步，所述氧枪为四通道结构，包含氧枪喷头，氧枪本体，中心喷粉通道，主吹气通道，冷却水进水通道，冷却水回水通道，所述氧枪外径为108-630mm，所述中心喷粉通道直径为10-325mm。

进一步，所述顶吹喷粉罐和底吹喷粉罐的数量为1-10个，额定装粉量为100-100000kg，罐体额定压力为0.3-5.0MPa，送粉能力为0-100000kg/h。

进一步，所述底喷粉元件材质为碳钢、铜或不锈钢，形式为单管式或环缝式，数量为2-16支。

进一步，所述系统适用于30-400吨转炉炼钢。