[发明专利]一种低碳LF炉工艺钢转炉冶炼方法

说明书

本发明公开了一种低碳LF炉工艺钢转炉冶炼方法，涉及转炉炼钢技术领域，为解决低碳LF炉工艺钢转炉冶炼过程中需要测温取样对转炉炉况损害大的问题；本发明通过实验，分别以氧枪枪位、氧枪供氧流量、底吹气流量其中之一单独作为变量，监控转炉煤气CO含量的变化规律，根据寻得的变化规律，在冶炼时控制这些因素，消除其对转炉冶炼脱碳的干扰；转炉冶炼时，实时测定转炉煤气CO含量并绘制曲线图，并以该曲线图作为冶炼终点提枪时机的判定依据，将转炉煤气CO含量从50％降到28％所经过的时间记为t秒，当转炉煤气CO含量由28％继续下降t秒时，提枪停止供氧；本发明转炉冶炼时无需测温和采样，可减少能源消耗，缓解转炉炉衬侵蚀，延长其使用寿命。

技术领域

本发明涉及转炉炼钢技术领域，具体为一种低碳LF炉工艺钢转炉冶炼方法。

背景技术

节能降耗是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，是推进经济结构调整、转变发展方式的必由之路。传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种，其对应傅里叶定律、牛顿冷却公式、斯忒藩--玻耳兹曼定律，如式(1)、(2)、(3)，结合式(1)-(3)可知，缩短冶炼工序周期减少过程散热是降低能源消耗的重要途径之一。

(a)热传导傅里叶定律：

λ--比例常数，导热率(导热系数)。

(b)对流传热牛顿冷却公式：

q＝hΔt w/m² (2)

h--比例系数(表面传热系数)单位w/(m²·k)。

h的物理意义：单位温差作用下通过单位面积的热流量。

(c)辐射传热斯忒藩--玻耳兹曼定律：

E＝εσT⁴ w/m² (3)

T--黑体的热力学温度K；

σ--斯忒潘—玻耳兹曼常数(黑体辐射常数)，5.67×10-8w/(m²·k)；

ε--辐射表面积m²。

转炉炼钢过程实际的脱碳速度是“两头慢,中间快”。吹炼初期脱碳速度随吹炼时间几乎成直线增加，吹炼中期脱碳速度几乎只取决于供氧强度。当碳的含量降到一定程度后，碳的扩散速度下降了，碳的氧化速度急剧下降，这时的氧化速度与吹炼初期相似，但取决于碳的浓度和扩散速度，并与含碳量成正比。冶炼初期和冶炼低碳钢的末期由于脱碳反应缓慢，生成的一氧化碳很少，因此熔池的搅拌很弱，结果冶金反应随之减慢，很难趋近于平衡状态，这是氧气顶吹转炉炼钢法工艺本身的弱点。采用复合吹炼法后，由于有底吹气体强化了金属熔池的搅拌，使冶炼反应比较容易趋近于平衡状态，从而克服了单纯顶吹的弱点。其结果是降低钢铁料消耗，并节约铁合金的用量，有利于低碳钢的冶炼和减少造渣材料的用量。顶底复吹转炉在炉底安装底吹供气元件，由底吹供气元件向转炉炉内喷吹氮气/氩气等气体搅拌金属熔池。底吹气体搅拌促进了熔池内渣-钢反应趋于平衡，改善了冶炼动力学条件，冶炼终点碳氧积低，且复吹转炉底吹搅拌强度越大，终点碳氧积越低。

铁水预处理-转炉-LF炉-连铸工艺流程生产时，由于LF炉具有电极升温功能，对于转炉出钢温度的适应性强。转炉生产遇到副枪故障或者副枪粘钢时，均不能进行测温、取样，就要进行出钢作业，在保证钢水磷合格的前提下，都未对LF炉生产造成过多影响。