[发明专利]一种高炉开新炉高硅铁水的转炉冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金中的转炉炼钢生产工艺技术领域，涉及一种适用于炼铁厂铸铁能力不足，通过转炉冶炼方式消化高炉开新炉初期产生的不符合炼钢生铁标准的高硅铁水, 也适用于冶炼高炉休风检修复产所产生的高硅铁水的高炉开新炉高硅铁水的转炉冶炼方法。

背景技术

炼铁高炉在开新炉炉缸温度低，必须加入大量的焦炭补充热量，提高炉温，在此期间高炉产生的铁水硅含量特别高，平均硅含量为2％，最高可以达到3％以上，远远高于炼钢生铁标准规定的铁水硅含量，不能满足转炉正常冶炼的要求，为非炼钢用铁水。

正常炼钢铁水含硅量一般为0.4~0.6%，高炉开新炉前三天产生的铁水硅含量1.5%~3.0%，甚至达到3.0%以上，平均硅含量为2.0%。而炼钢生铁标准要求硅含量不高于1.25%。高炉开新炉初期产生的铁水硅含量远远高于炼钢生铁标准规定的硅含量，不满足转炉炼钢生产的要求。实际生产实践中，设计炉容比低于1.0的转炉，当铁水硅含量高于0.8%时冶炼过程控制困难，喷溅严重，往往需要采用双渣法操作才能使冶炼过程平稳、可控。因此对于低炉容比转炉而言，硅含量大于0.8%的铁水为高硅铁水。

此高硅铁水如送往转炉进行常规冶炼将会造成严重的后果，转炉冶炼过程发生剧烈的爆发性喷溅，导致转炉设备被烧坏，生产中断，大量烟尘外逸污染环境，增加炉下清渣工作量。

转炉吹炼过程发生碳氧反应，产生大量的CO气体，气体、金属液和炉渣相互作用形成乳化液，覆盖于熔池上部，对熔池内CO气体的排出有阻碍作用，当熔池内碳氧不均衡反应瞬间产生大量CO气体从炉口夺路而出，将炉渣和金属托出炉口形成喷溅。

转炉吹炼高硅铁水时必须加入大量的石灰造渣，以保证炉渣碱度能满足脱磷、脱硫的要求，转炉渣量大、渣层厚，熔池内CO气体排出阻力大，增大发生喷溅的可能性。硅的氧化产物SiO₂是表面活性物质，铁水硅高则渣中（SiO₂）含量高，有促进炉渣泡沫化的作用，也增大了发生喷溅的可能性。

另一方面，硅氧化是放热反应，是转炉炼钢的主要热量来源之一，在转炉炼钢条件下熔池中硅优先氧化、反应速度快，在吹氧20％～30％的时间内硅被氧化至痕迹，释放出大量的热量，铁水硅含量越高释放的热量越多，而熔池内的冷却剂如废钢、铁矿石、石灰等吸热熔化速度相对较慢，因此熔池升温速度快、温度高，熔池温度越高碳氧反应越剧烈，当剧烈的碳氧反应产生大量的CO气体排出受阻就会引起爆发性的喷溅。

铁水预脱硅技术是基于铁水预脱磷技术而发展起来的。铁水脱硅的方法有：高炉出铁沟脱硅、鱼雷罐车中喷射脱硅剂脱硅、铁水罐中加入脱硅剂和吹氧脱硅。鱼雷罐车和铁水罐中脱硅因反应空间有限，铁水硅含量不能太高，否则容易产生喷溅损害设备，一般为硅含量不高于1.25％的合格铁水。国内外有钢厂采用转炉双联法生产洁净钢的生产工艺，在脱磷炉内进行铁水脱硅、脱磷预处理，此方法对铁水硅含量也有限定，因为铁水硅含量太高，硅比磷优先氧化，生成的SiO₂大大降低渣的碱度，影响脱磷效果。未查到关于使用转炉单纯脱硅预处理的记载。

不符合炼钢生铁标准的非标铁水通常采用铸铁的方式进行消化，但这种消化方式只是在非标铁水量少且铸铁机过程能力充足的条件下采用；而且铸铁方法存在环境污染大，能效低的缺点。

随着高炉的大型化，开新炉初期会产生大量的不符合炼钢生铁标准的铁水，炼铁厂铸铁能力严重不足，如何消化大型高炉开新炉初期产生的大量非标铁水成为一个大难题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种通过转炉冶炼方式来消化高炉开新炉产生的非标铁水，既保证合格铁水的正常消化，又能顺利消化高炉开新炉产生大量的不符合炼钢生铁标准的铁水，即高炉开新炉高硅铁水的转炉冶炼方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高炉开新炉高硅铁水的转炉冶炼方法，首先对高炉送来的铁水进行分装处理，将合格的低硅铁水装入混铁炉供转炉进行常规冶炼以衔接铸机生产；将不符合炼钢生铁标准的高硅铁水在铁水倒罐站倒进转炉铁水包贮存，直兑其中一座转炉对高硅铁水进行脱硅预处理。