專利名稱：防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法及半鋼冶煉方法
技術領域：
本發明涉及半鋼煉鋼轉爐干法除塵技術領域，更具體地講，涉及一種能夠防止半鋼煉鋼轉爐的干法除塵系統泄爆的造渣方法，以及一種采用該造渣方法的半鋼冶煉方法。
背景技術：
在現有技術中，主要采用干法除塵系統對半鋼煉鋼轉爐產生的煙氣進行凈化與回收。轉爐干法除塵系統主要包括汽化冷卻煙道、蒸發冷卻器(EC)、靜電除塵器(EP)、煙氣切換站、煙氣冷卻器(GC)、放散系統、輸灰系統等。當除塵器電場中C0、H2、02等氣體含量達到一定值時就可能造成爆炸，因此，靜電除塵器都安裝有泄爆裝置，起到安全保護的作用，一旦除塵器內發生爆炸，泄爆裝置能夠自動打開將燃燒膨脹的氣體及時進行排放并且能夠自動復位，降低了對靜電除塵器的破壞程度，從而保證了靜電除塵器長期運行，但是每次泄爆也會對設備造成損傷，因此，如何防止泄爆成為延長干法除塵系統壽命的重要因素。在現有的專利文獻中，主要通過調整供氧制度，控制煙氣中CO、O2含量來達到防止泄爆的目的，而在供氧制度合理的情況下，煙氣中H2、O2含量達到一定值時也可能造成爆炸，另外造渣材料的加入方式不合理也會導致泄爆。

發明內容
針對現有技術存在的上述不足中的至少一項，本發明的目的之一在于提供能夠防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，該造渣方法通過調整煉鋼轉爐的造渣制度，以降低半鋼煉鋼時轉爐干法除塵泄爆的幾率。本發明的另一目的在于提供一種采用該造渣方法的半鋼冶煉方法。 本發明的一方面提供了防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，所述造渣方法包括以下步驟向轉爐內兌入鐵水；下氧槍吹煉，待爐內碳氧反應至煙氣中的氧氣的體積含量小于2%之后，分批次向轉爐內加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制為使靜電除塵器內的瞬時壓力不超過泄爆閥的一級泄壓值；吹煉結束后倒渣，并按重量百分比計，將爐渣總量的15 40%留在轉爐內用于下一爐冶煉。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，按重量百分比計，所述轉爐內留有上一爐吹煉結束后爐渣總量的15 40%的爐渣。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，當所述轉爐內沒有爐渣時，所述造渣方法還可以包括在所述兌入鐵水的步驟之前，按重量百分比計，向轉爐內加入總造渣材料的10 20%的造渣材料。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，當所述轉爐內沒有爐渣時，所述造渣方法還可以包括在所述兌入鐵水的步驟和所述下氧槍吹煉的步驟之間，按重量百分比計，向轉爐內加入總造渣材料的10 20%的造渣材料。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，所述造渣方法還可以包括在所述下氧槍吹煉的步驟之前，搖晃轉爐以排出水蒸氣。
根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，所述造渣方法還可以包括在所述下氧槍吹煉的步驟之前，底吹供氣攪拌以使鐵水與造渣材料混合均勻。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，下氧槍吹煉90s以后煙氣中的氧氣的體積含量小于2%。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，所述每批次造渣材料的加入量按重量百分比計為總造渣材料的10 20%。根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的一個實施例，當吹煉結束后的爐渣中全鐵含量按重量百分比計大于22%時，控制所述留在轉爐內用于下一爐冶煉的爐渣量按重量百分比計為爐渣總量的15%，并在下一爐冶煉兌入鐵水的步驟之前，向轉爐內加入5kg/tiH高鎂石灰和3kg/tiH活性石灰。本發明的另一方面提供了一種半鋼冶煉方法，所述半鋼冶煉方法采用如上所述的造渣方法作為半鋼冶煉過程中的造渣制度。與現有技術相比，本發明的有益效果包括能夠有效控制半鋼煉鋼轉爐干法除塵系統泄爆的次數，從而能夠減少對除塵設備的損害，并且具有操作簡單、易于實現等優點。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例詳細地描述根據本發明的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法及半鋼冶煉方法。需要說明的是，本 發明提到的造渣材料為高鎂石灰、活性石灰及酸性造渣材料，總造渣材料主要根據鐵水成分及終點爐渣堿度(一般在3 5之間)來選擇，通常在40 65kg/t 范圍內波動，爐渣是指加入的造渣材料熔化以及爐內氧化反應形成的氧化產物，半鋼為攀枝花釩鈦磁鐵礦經過脫硫提釩后的鋼水，其中，碳的質量百分含量為3. 4% 4.0%，硅、錳發熱元素含量可以忽略不計，在半鋼煉鋼轉爐冶煉初期主要發生的是碳氧反應。另外，在本說明書中，除另有說明外，所涉及百分比均指重量百分比，下文中將不再贅述。在本發明的一個示例性實施例中，采用干法除塵系統對半鋼煉鋼轉爐產生的煙氣進行凈化與回收。申請人發現，在正常冶煉情況下，當煙氣中H2體積含量大于3%，同時O2體積含量大于2%時，即會引起泄爆，而加入的造渣材料常由于受潮等因素含有水分，水蒸氣進入靜電除塵器后被高壓電離生成H2及O2 ;另外，當爐內煙氣量突然增加而引起靜電除塵器內瞬時壓力超過泄爆閥的一級泄壓值時，也會導致泄爆。在本實施例中，防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法包括以下步驟向轉爐內兌入鐵水；下氧槍吹煉，吹煉開始后，檢測煙氣中的氧氣的體積含量，在氧氣體積含量小于2%之后，分批次向轉爐內加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制為使靜電除塵器內的瞬時壓力不超過泄爆閥的一級泄壓值；吹煉結束后倒渣，并將爐渣總量的15% 40%留在轉爐內用于下一爐冶煉。根據現場生產情況，防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法的可以分為以下幾種當轉爐為連續冶煉時，防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法包括以下步驟向留有爐渣的轉爐內兌入鐵水。待轉爐內煙塵較小后下氧槍吹煉，由于爐內溫度低等因素，開吹時爐內碳氧反應緩慢，爐內未反應的氧含量較高(大于2%)，達到泄爆范圍，此時如加入造渣材料可能導致煙氣中H2含量也達到泄爆范圍(H2含量大于3% )，從而會導致泄爆，因此在氧氣開吹時不添加造渣材料。吹煉開始一段時間以后，爐內碳氧反應加劇，氧氣基本參與反應，煙氣中剩余的氧含量少，根據現場多次試驗生產發現，開吹90s以后，爐內碳氧反應劇烈，煙氣中02%< 2%，此時加入造渣材料，即使煙氣中H2含量達到泄爆極限也不會導致泄爆，因此，可以分批次向轉爐內加入造渣材料，并控制每批次造渣材料的加入量為總造渣材料的10 20%，分批次加入造渣材料的目的是為了防止爐內煙氣量突然增加，每批次造渣材料的選取原則是不引起靜電除塵器內瞬時壓力超過泄爆閥的一級泄壓值導致泄爆。吹煉結束后倒渣，并控制轉爐的留渣量為爐渣總量的15 40%，即將爐渣總量的15 40%留在轉爐內用于下一爐冶煉，以促進下一爐冶煉前期快速來洛和減少前期加料泄爆。當轉爐內沒有爐渣(例如，由于補爐，爐內不能留有爐渣)，進行第一爐冶煉時，該方法與連續冶煉時的不同之處在于在下氧槍吹煉步驟之前還包括向轉爐內加入造渣材料的步驟，造渣材料的加入可以選擇以下兩種方式中的任意一種方式一向轉爐內加入總造渣材料的10% 20%的造渣材料，緩慢兌入鐵水后來回搖晃轉爐。上述操作具有以下幾個目的(I)兌入鐵水后再來回搖晃轉爐可以使鐵水與造渣材料混合均勻，當然，還可以采用底吹供氣攪拌等方式使鐵水與爐渣材料混合均勻，但由于先加入造渣材料再兌入鐵水，鐵水與造渣材料在一定程度上得到混合，所以采用搖晃轉爐的方式已可以達到混勻的目的；(2)兌入的鐵水溫度高，使造渣材料中的水分蒸發，在來回搖爐的過程中，爐口和煙道錯開，水蒸氣通過爐口排出而不進入煙道，進而減少水蒸氣進入靜電除塵器被高壓電離生成H2和O2而引起泄爆的幾率；(3)對沒有留渣的爐次，在開始吹煉前加入造渣材料的目的還在于降低無渣料吹煉導致的金屬損失和緩解煙罩等冶煉設備的結冷鋼現象。方式二 兌入鐵水后，向轉爐內加入總造渣材料的10 20%的造渣材料，由于先兌入鐵水后加入造渣材料，因此需要來回搖晃轉爐并采用較大底吹供氣強度進行攪拌以加速造渣材料的熔化，底吹供氣強度可以為O. 05 O. 09m3/(min · t鋼)。
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當吹煉結束后的爐渣氧化性過高時(終點爐渣中全鐵含量大于22% )，為防止高氧化性爐渣對爐襯侵蝕嚴重，留渣量取下限值，即控制所述轉爐的留渣量為爐渣總量的15%，并且在下一爐冶煉兌入鐵水的步驟之前，向轉爐內加入5kg/t 高鎂石灰和3kg/t 活性石灰，來回搖晃轉爐以使其與爐渣充分混合。在本發明的另一個示例性實施例中，半鋼冶煉方法采用如上所述的造渣方法作為半鋼冶煉過程中的造渣制度。為了更好地理解本發明的上述示例性實施例，下面結合具體示例對其進行進一步說明。示例 I某公司半鋼煉鋼采用干法除塵系統，轉爐連續冶煉時，為防止除塵泄爆影響轉爐生產，采用了專用造渣制度。具體為轉爐內留有上一爐吹煉結束后爐渣總量的30%的爐渣；兌入鐵水；待轉爐內煙塵較小后，開始下槍吹煉，并在吹煉的前90s不添加造渣材料(高鎂石灰、活性石灰以及酸性復合渣)；吹煉90s以后，分5批次向轉爐內加入造渣材料，每一次的加入量均為9kg/t·；吹煉結束后倒渣，由于爐渣氧化性不高，固將爐渣總量的30%留在爐內循環利用，以促進下一爐冶煉前期快速來渣和減少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，轉爐干法除塵泄爆僅為3次/年。示例2某公司半鋼煉鋼采用干法除塵系統，轉爐補爐后進行第一爐冶煉時，為防止除塵泄爆影響轉爐生產，采用了專用造渣制度。具體為向轉爐內加入12kg/t 的造渣材料(高鎂石灰、活性石灰及酸性復合渣)；緩慢兌入鐵水后來回搖晃轉爐以使鐵水與造渣材料混合均勻；待轉爐內煙塵較小后下槍吹煉，并在吹煉的前90s不添加造渣材料；吹煉90s以后，分5批次向轉爐內加入造渣材料，每一次的加入量均為8kg/t鋼；吹煉結束后倒渣，由于爐渣氧化性不高，將爐渣總量的30%留在爐內循環利用，以促進下一爐冶煉前期快速來渣和減少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，轉爐干法除塵泄爆僅為4次/年。示例 3某公司半鋼煉鋼采用干法除塵系統，轉爐補爐后進行第一爐冶煉時，為防止除塵泄爆影響轉爐生產，采用了專用造渣制度。具體為兌入鐵水后，向轉爐內加入13kg/t鋼的造渣材料(高鎂石灰、活性石灰及酸性復合渣)，來回搖晃轉爐并底吹供氣攪拌lmin，底吹供氣強度為O. 07m3/(min ;下槍吹煉，并在吹煉的前90s不添加造渣材料；吹煉90s以后，分4批次向轉爐內加入造渣材料，每一次的加入量均為14kg/t鋼；吹煉結束后倒渣，由于爐渣氧化性較高，因而 將爐渣總量的15%留在轉爐內用于下一爐冶煉，以促進下一爐冶煉前期快速來渣和減少前期加料泄爆。采用本示例的方法后，轉爐干法除塵泄爆僅為2次/年。綜上所述，本發明通過合理的造渣制度，減少了煙氣量的突然增大，進而避免靜電除塵器內瞬時壓力超過泄爆閥的一級泄壓值，另外，避免了煙氣中H2、O2含量同時達到泄爆范圍，從而降低泄爆幾率，能夠有效地將半鋼煉鋼轉爐干法除塵系統泄爆次數控制為2 4次/年，從而能夠減少對除塵設備的損害，并且具有操作簡單、易于實現等優點。盡管上面已經通過結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域技術人員應該清楚，在不脫離權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對本發明的示例性實施例進行各種修改和改變。
權利要求
1.一種防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法包括以下步驟 向轉爐內兌入鐵水； 下氧槍吹煉，待爐內碳氧反應至煙氣中的氧氣的體積含量小于2 %之后，分批次向轉爐內加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制為使靜電除塵器內的瞬時壓力不超過泄爆閥的一級泄壓值； 吹煉結束后倒渣，并按重量百分比計，將爐渣總量的15 40%留在轉爐內用于下一爐冶煉。
2.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，按重量百分比計，所述轉爐內留有上一爐吹煉結束后爐渣總量的15 40%的爐渣。
3.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述轉爐內沒有爐渣，所述造渣方法還包括在所述兌入鐵水的步驟之前，按重量百分比計，向轉爐內加入總造渣材料的10 20%的造渣材料。
4.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述轉爐內沒有爐渣，所述造渣方法還包括在所述兌入鐵水的步驟和所述下氧槍吹煉的步驟之間，按重量百分比計，向轉爐內加入總造渣材料的10 20%的造渣材料。
5.根據權利要求3或4所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法還包括在所述下氧槍吹煉的步驟之前，搖晃轉爐以排出水蒸氣。
6.根據權利要求4所述的防止半鋼轉爐煉鋼除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述造渣方法還包括在所述下氧槍吹煉的步驟之前，底吹供氣攪拌以使鐵水與造渣材料混合均勻。
7.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，吹煉90s以后煙氣中的氧氣的體積含量小于2%。
8.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，所述每批次造渣材料的加入量按重量百分比計為總造渣材料的10 20%。
9.根據權利要求1所述的防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法，其特征在于，當吹煉結束后的爐渣中全鐵含量按重量百分比計大于22%時，控制所述留在轉爐內用于下一爐冶煉的爐渣量按重量百分比計為爐渣總量的15%，并在下一爐冶煉兌入鐵水的步驟之前，向轉爐內加入5kg/tiH高鎂石灰和3kg/tiH活性石灰。
10.一種半鋼冶煉方法，其特征在于，所說半鋼冶煉方法采用如權利要求1至9中任意一項所述的造渣方法作為半鋼冶煉過程中的造渣制度。
全文摘要
本發明公開了一種防止半鋼煉鋼轉爐除塵泄爆的造渣方法及半鋼冶煉方法。所述造渣方法包括以下步驟向轉爐內兌入鐵水；下氧槍吹煉，待爐內碳氧反應至煙氣中的氧氣的體積含量小于2％之后，分批次向轉爐內加入造渣材料，每批次造渣材料的加入量控制為使靜電除塵器內的瞬時壓力不超過泄爆閥的一級泄壓值；吹煉結束后倒渣，并按重量百分比計，將爐渣總量的15％～40％留在轉爐內用于下一爐冶煉。所述半鋼冶煉方法采用如上所述的造渣方法作為半鋼冶煉過程中的造渣制度。本發明能夠有效地控制半鋼煉鋼轉爐干法除塵系統泄爆次數，從而能夠減少對除塵設備的損害，并且具有操作簡單、易于實現等優點。
文檔編號C21C5/36GK103060514SQ201310018698
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月18日 優先權日2013年1月18日
發明者陳均, 曾建華, 陳永, 杜利華, 梁新騰, 楊森祥, 喻林, 何為 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司