技術領域

本發明屬于轉爐煉鋼技術領域，尤其涉及一種降低石灰使用量的轉爐煉鋼零石灰冶煉法。

背景技術

石灰是氧氣轉爐煉鋼的主要造渣材料。石灰是由石灰石經過煅燒生成的。在石灰石煅燒的過程中大量的CO₂被浪費掉。石灰石可以直接加入爐內進行煉鋼。但要全部使用石灰石后，前期成渣慢，渣量大。本辦法主要是通過將上一爐次留下的渣量，循環利用，然后再配合石灰石進行造渣冶煉。留渣后利于前期成渣，石灰石在加入后迅速分解，生成的CO₂參與爐內反應，也是一種最軟的供氧方式。通過全留渣后，石灰石可以完全取代石灰進行煉鋼。從而實現零石灰冶煉。

美國人發明的濺渣護爐技術，能夠將上一爐次留下的液態爐渣，通過濺渣迅速發粘，變干，為留渣操作提供了有利條件。如遇氧性強，爐渣發泡，可以在濺渣時加入改質劑，延長濺渣時間，照樣能夠使爐渣重復利用。連續留渣后要控制留渣量。留渣后在下搶打火后可全部一次性加入石灰石，如溫度低可以在低槍位提溫后再加入，中后期加入石灰石要小批量多批次加入，提槍前三分鐘不要再加入。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種降低石灰使用量的轉爐煉鋼零石灰冶煉法。

一種轉爐煉鋼零石灰冶煉法，包括下列步驟：

1）第一次轉爐煉鋼后，對第一爐次進行第一爐的濺渣，出鋼水后對爐渣進行全留渣；

2）第一爐次的爐渣變干發粘后加廢鋼、兌鐵水，開吹打火后，加入第一次石灰石進行第二爐次的冶煉和快速成渣；

3）對成渣后的爐次重復步驟1）及步驟2），如此循環，進行更多爐次的冶煉。

石灰石在開吹加入爐內后，分解反應和成渣同時進行，其分解反應式如下：

CaCO₃→CaO+CO₂，(1)

ΔGΘ=169120－144.6T，J·mol^-1不過，CaCO3的分解反應和生成的CO₂氣體膨脹要吸熱，對石灰石顆粒的升溫有不利影響，因此采用此方法時要提高鐵水用量，減少廢鋼用量，保證爐內熱量充足。石灰石分解產生的CO₂在轉爐煉鋼吹煉初期是氧化性氣體，可以和鐵水中各元素發生氧化反應，在1400～1700K之間生成簡單氧化物的標準自由能的變化與溫度的關系，如式(2)～(6)所示.

ΔGΘ=144700－135.48T［9］，J·mol^-1(2)

CO2+1/2［Si］→CO+1/2SiO₂(s)，

ΔGΘ=-117290+16.34T［9］，J·mol^-1(3)

ΔGΘ=-122050+38.655T［9-10］，J·mol^-1(4)

CO₂+Fe(l)→CO+FeO(s)，

ΔGΘ=4343－13.653T［8-9］，J·mol^-1(5)

CO₂+2/5［P］→CO+1/5P₂O₅(l)，

ΔGΘ=23410－2.035T［8-9］，J·mol^-1(6)

可以近似的認為石灰石熱分解產生的CO₂全部參與了爐內的反應。

在對每一爐次留渣量的控制上要對兩點做到把握，一是留渣量的多少，另外是對爐渣的氧性的控制。第一爐可以全留在爐內，第二爐以后爐前倒爐時盡量多倒渣，連續留渣后要控制渣量。渣量過大后對吹煉不利。由于步驟2）及步驟3）可以在新的爐次中循環和重復，通過控制留渣量等，可以實現多爐次的零石灰的轉爐煉鋼。所述步驟2）中廢鋼用量減少1～2噸，鐵水用量增加.鐵水廢鋼比也可不做調整，但要考慮全部使用石灰石和全留渣后對終點溫度的影響。

優選的，在所述步驟3）中，連續幾爐次后當某一爐次出鋼水之后全留渣的渣量高于第一爐次的全留渣的渣量時，需要倒渣，倒渣后該爐次的留渣量與第一爐的全留渣的渣量相同。

自第一爐次濺完渣后不再倒渣，以爐前一次倒爐時多倒渣為原則，因為濺完渣后再倒渣對留渣量的把握不準確。若連續留幾爐后，渣量大，出完鋼后可直接倒一小部分，1/3即可，保證爐內有合適的渣量，既利于濺渣，也利與操作。