一种转炉出钢过程中抑制下渣的方法与流程

本发明属于钢铁冶金转炉炼钢，尤其涉及一种转炉出钢过程中抑制下渣的方法。

背景技术：

1、转炉出钢过程中，钢水与炉渣在重力和流动作用下经出钢口排出。当出钢进入中后期，炉内钢水液位下降，出钢口上方易形成漏斗状旋流（漩涡）结构，炉渣被旋流卷吸并随钢水一同进入钢包，产生下渣现象。下渣会增加钢包渣量、恶化钢水洁净度、导致钢水回磷与合金烧损，并影响后续精炼过程的稳定性，增加冶炼成本。

2、为减少转炉出钢过程中的下渣，现有技术主要采用以下几类方法：

3、第一种方法，设置机械挡渣机构，例如，挡渣球、挡渣锥、挡渣塞或自动挡渣装置，在出钢末期物理阻挡炉渣流入钢包，该方法需要专用设备与投放机构，结构复杂、维护成本高，在高温强冲刷环境下易失效，且难以完全消除旋流卷渣。

4、第二种方法，通过红外、电磁或渣线检测手段判断下渣趋势，结合自动控制系统在检测到下渣时提前终止出钢或摇炉挡渣；但是，该方法依赖检测精度与控制响应速度，且往往以牺牲钢水收得率为代价，难以兼顾稳定性与经济性。

5、第三种方法，向出钢口附近加入造渣或冷态粉料以改变炉渣物理状态，例如，在出钢过程中以出钢口为中心向钢渣表面喷入石灰石粉等冷态材料，利用其吸热降温与分解吸热作用使局部炉渣降温、形成硬化渣壳，从而在一定程度上阻断炉渣流动；也有向渣面吹入二氧化碳气体促使渣面凝聚、降低渣流动性的方法。然而，上述方法通常依赖单一材料的降温结壳作用，其抑制效果对终渣成分、温度及流动状态高度敏感；单纯依靠局部降温形成的硬化渣壳强度有限，容易在出钢过程中被钢水冲刷破坏，难以在出钢中后期持续发挥抑制旋流卷渣的作用，实际生产中批次稳定性不足。

技术实现思路

1、鉴于上述分析，本发明旨在提供一种转炉出钢过程中抑制下渣的方法，用以解决现有技术中机械挡渣机构易失效且难以消除旋流卷渣、检测控制方法稳定性不足且钢水收得率较低、通过添加冷态材料改变渣态的方法难以在出钢中后期持续稳定地抑制旋流下渣中的至少一个问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种转炉出钢过程中抑制下渣的方法，包括如下步骤：

4、步骤1：监测转炉出钢进程，当转炉钢水出炉量达到炉内钢水总量的50%～70%时，进入步骤2；

5、步骤2：以出钢口为中心，向出钢口上方的钢渣表面喷吹增稠剂，喷吹包括依次进行的前段和后段，前段的喷吹速度大于后段的喷吹速度，前段的喷吹覆盖面积小于后段的喷吹覆盖面积；

6、步骤3：出钢结束时停止喷吹。

7、进一步地，步骤2中，前段的喷吹速度为100～120kg/min，增稠剂覆盖于出钢口上方直径不大于500mm。

8、进一步地，步骤2中，后段的喷吹速度为40～70kg/min，喷吹覆盖直径为800～1200mm。

9、进一步地，步骤2中，前段喷吹时长为15s~40s，后段时长为喷吹总时长与前段喷吹时长的差值。

10、进一步地，步骤2中，喷吹的载气压力为0.4～1.0mpa。

11、进一步地，前段的载气压力高于后段的载气压力。

12、进一步地，步骤2中，采用增稠剂喷吹装置喷吹增稠剂。

13、进一步地，增稠剂喷吹装置包括原料仓、混合料仓、载气供应器、引射器和喷头；

14、原料仓的数量为多个，用于存储增稠剂的多种原料；

15、多个原料仓的出料口均与同一混合料仓的进料口连接，配比后的多种原料在混合料仓中混合制得增稠剂；

16、混合料仓的出料口和载气供应器的出气口均与引射器的进口连接，引射器的出口与喷头连接。

17、进一步地，喷头的轴线与钢水表面的夹角为30°~60°。

18、进一步地，原料仓的出料口依次通过计量给料器、振动器和给料阀与混合料仓的进料口连接。

19、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

20、a）本发明提供的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，通过在旋流发育的关键窗口期（出钢50%～70%），向出钢口上方喷入增稠剂，同时提高局部钢渣的高温黏度和固相体积分数，使得钢渣由易流动的液态转变为具有屈服应力的半凝固状态。这种流变调控方式不依赖降温结壳的脆性渣壳，也不受终渣成分和温度波动的显著影响，因此能够有效提升抑制下渣的稳定性。

21、b）本发明提供的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，采用前段高速度、小覆盖与后段低速度、大覆盖的两段动态喷吹策略。其中，前段在旋流核心区快速建立稠化核心，确保在涡核贯通前形成有效阻碍；后段扩大覆盖范围，在出钢口周围构建连续的抗冲刷稠化带，减少旋流从旁路绕流卷渣的情况，使得稠化剂的效用最大化，缓解单段大面积喷吹时核心区浓度不足或单点集中时外围防护缺失。

22、c）本发明提供的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，无需对转炉本体进行改造，也无需增设复杂的机械挡渣机构或高精度检测联动系统，仅借助现有喷吹手段即可实施，对冶炼制度影响小、改造成本低。

23、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

1.一种转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，前段的喷吹速度为100～120kg/min，增稠剂覆盖于出钢口上方直径不大于500mm。

3.根据权利要求1所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，后段的喷吹速度为40～70kg/min，喷吹覆盖直径为800～1200mm。

4.根据权利要求1所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述前段喷吹时长为15s~40s，所述后段时长为喷吹总时长与前段喷吹时长的差值。

5.根据权利要求1所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，所述喷吹的载气压力为0.4～1.0mpa。

6.根据权利要求5所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述前段的载气压力高于后段的载气压力。

7.根据权利要求1至6任一项所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述步骤2中，采用增稠剂喷吹装置喷吹增稠剂。

8.根据权利要求7所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述增稠剂喷吹装置包括原料仓、混合料仓、载气供应器、引射器和喷头；

9.根据权利要求8所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述喷头的轴线与钢水表面的夹角为30°~60°。

10.根据权利要求8所述的转炉出钢过程中抑制下渣的方法，其特征在于，所述原料仓的出料口依次通过计量给料器、振动器和给料阀与混合料仓的进料口连接。