一种分级低枪位转炉炼钢控制方法与流程

本发明属于顶底复吹转炉炼钢，尤其是涉及一种分级低枪位转炉炼钢控制方法。

背景技术：

1、180t顶底复吹转炉为碳钢、低合金钢主流冶炼设备。常规冶炼普遍采用前期高枪位、中期降枪、后期抬枪的波动式枪位制度。前期氧枪枪位偏高，氧气射流冲击熔池深度不足，熔池搅拌动能弱，石灰熔化速度慢、成渣滞后；操作人员为优化化渣效果频繁升降氧枪，枪位大幅波动造成氧气射流冲击位置紊乱，碳-氧反应稳定性差。

2、现有工艺存在以下缺陷：

3、1、熔池搅拌不均匀，熔池局部过氧化，终渣tfe质量分数偏高，钢铁料烧损增大；

4、2、泡沫渣剧烈发泡，极易引发炉口喷溅，钢水损耗严重、加速炉口构件损耗；

5、3、脱碳反应速率起伏大，整体冶炼吹炼周期长；

6、4、终点碳、温度、残余磷含量波动较大，副枪一次取样命中率偏低。

7、现有低枪位相关工艺大多仅在脱碳阶段短暂压低枪位，没有按照冶炼反应周期设置梯度分段低枪位区间，缺少供氧流量、底吹供气强度、造渣加料时序的协同约束；长期超低枪位作业容易冲刷侵蚀炉底，工艺参数边界模糊，难以工业化稳定复刻。因此亟需一套四段式梯度低枪位、多参数联动操控方案，解决喷溅率高、终渣全铁偏高、冶炼周期长、终点成分不稳定的技术痛点。

技术实现思路

1、针对以上的技术缺陷，本发明提供了一种分级低枪位转炉炼钢控制方法，克服现有技术枪位频繁大幅波动、熔池搅拌不均、终渣tfe偏高、喷溅频发、终点指标波动大的缺陷；采用四段逐级下压式梯度低枪位管控，联动匹配供氧流量、底吹供气强度、造渣加料时序；强化熔池搅拌、稳定碳氧反应、降低渣中氧化铁含量、抑制喷溅，缩短冶炼时长，稳定终点钢水成分。

2、为实现上述技术目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种分级低枪位转炉炼钢控制方法，应用于顶底复吹转炉，将吹炼全过程按冶炼反应进程依次划分为点火升温阶段、脱磷造渣阶段、脱碳激烈反应阶段和终点拉碳阶段；各阶段的氧枪枪位按逐级下压的梯度低枪位区间控制，并将供氧流量、底吹供气强度、造渣料投放时序联动调控；所述枪位为氧枪喷头距离熔池液面的垂直高度；

4、所述点火升温阶段为开吹起至60s，氧枪枪位为1750～1900mm，供氧流量为额定供氧流量的70%～79%，底吹供气强度为0.08～0.10nm³/(t·min)，该阶段不投放造渣料；

5、所述脱磷造渣阶段为开吹后60s至280～320s，氧枪枪位为1150～1300mm，供氧流量为额定供氧流量的92%～100%，底吹供气强度为0.12～0.15nm³/(t·min)，造渣料分至少两批投放；

6、所述脱碳激烈反应阶段自脱磷造渣阶段结束至开吹后700～730s，氧枪枪位为950～1100mm，供氧流量维持额定供氧流量，底吹供气强度为0.14～0.16nm³/(t·min)；

7、所述终点拉碳阶段自脱碳激烈反应阶段结束持续至出钢；副枪测温取样前，氧枪枪位维持880～980mm；副枪检测结束后，氧枪枪位下压至780～860mm，供氧流量下调至额定供氧流量的80%～90%，底吹供气强度为0.09～0.11nm³/(t·min)，低压枪稳压吹炼15～30s。

8、优选地，所述转炉的公称容量为180t。

9、优选地，所述氧枪的额定供氧流量为34000nm³/h，所述氧枪喷头为四孔喷头。

10、优选地，在脱磷造渣阶段，吹炼60s时投入总量75%的造渣料，吹炼180s时投入剩余25%的造渣料。

11、优选地，吨钢造渣料总用量为11～13kg/t，所述造渣料包括石灰和轻烧白云石，石灰占造渣料质量的68%～74%；另外每吨钢添加0.5～1kg/t的化渣剂。

12、优选地，冶炼全程氧枪仅在对应阶段的枪位区间内部进行微调，禁止出现超过±150mm的枪位波动。

13、优选地，在脱碳激烈反应阶段，实时监控炉口烟气状态与炉渣发泡状态，当炉渣出现返干时，单次补加0.3～0.6kg/t的化渣剂。

14、优选地，底吹气体在吹炼前期选用氮气，待熔池碳含量降至0.6%后切换为氩气进行搅拌。

15、优选地，在终点拉碳阶段，冶炼低碳钢时压枪稳吹时长取25～30s；冶炼中高碳钢时压枪稳吹时长取15～20s。

16、优选地，冶炼的钢种包括普碳钢、低合金钢、高碳钢、低碳冷轧基料。

17、本发明具有的优点和技术效果是：

18、本发明采用梯度枪位使射流冲击位置稳定、熔池搅拌均匀：全程采用逐级下压的分段低枪位制度，摒弃传统工艺高低高的大幅枪位波动，氧气射流冲击熔池位置稳定，熔池整体搅拌均匀性显著提升；该效果对应本发明各阶段设置梯度低枪位区间并禁止枪位大幅波动的技术特征。

19、本发明能够加速成渣、抑制feo富集：前期低枪位加速石灰熔融，提前生成高碱度炉渣，脱磷效果稳定；碳氧反应平稳可控，抑制feo富集，终渣tfe质量分数较传统工艺下降约24%，钢铁料烧损降低；该效果对应脱磷造渣阶段与脱碳激烈反应阶段枪位、供氧流量、底吹强度联动的技术特征。

20、本发明能够抑制喷溅：熔池反应状态平稳，泡沫渣高度可控，金属喷溅事故发生率较传统工艺下降45%以上；该效果对应枪位逐级下压、造渣料分批投放以及全程禁止枪位大幅波动的技术特征。

21、本发明能够缩短冶炼周期：枪位、供氧、底吹多参数协同调控，脱碳反应速率稳定加快，整体冶炼周期较传统工艺缩短35～85s；该效果对应各阶段枪位与供氧流量、底吹供气强度联动调控的技术特征。

22、本发明能够兼顾炉衬寿命：梯度下压式低枪位模式避免长时间超低枪位作业冲刷炉底，兼顾熔池搅拌效果和炉衬使用寿命；该效果对应各阶段枪位分段逐级下压、区间边界清晰的技术特征。

23、本发明中的工艺参数边界清晰，操作方案可直接工业化复刻，适配普碳钢、低合金钢、高碳钢、低碳冷轧基料等钢种的大批量工业生产。

1.一种分级低枪位转炉炼钢控制方法，应用于顶底复吹转炉，其特征在于，将吹炼全过程按冶炼反应进程依次划分为点火升温阶段、脱磷造渣阶段、脱碳激烈反应阶段和终点拉碳阶段；各阶段的氧枪枪位按逐级下压的梯度低枪位区间控制，并将供氧流量、底吹供气强度、造渣料投放时序联动调控；所述枪位为氧枪喷头距离熔池液面的垂直高度；

2.根据权利要求1所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，所述转炉的公称容量为180t。

3.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，所述氧枪的额定供氧流量为34000nm³/h，所述氧枪喷头为四孔喷头。

4.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，在脱磷造渣阶段，吹炼60s时投入总量75%的造渣料，吹炼180s时投入剩余25%的造渣料。

5.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，吨钢造渣料总用量为11～13kg/t，所述造渣料包括石灰和轻烧白云石，石灰占造渣料质量的68%～74%；另外每吨钢添加0.5～1kg/t的化渣剂。

6.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，冶炼全程氧枪仅在对应阶段的枪位区间内部进行微调，禁止出现超过±150mm的枪位波动。

7.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，在脱碳激烈反应阶段，实时监控炉口烟气状态与炉渣发泡状态，当炉渣出现返干时，单次补加0.3～0.6kg/t的化渣剂。

8.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于：底吹气体在吹炼前期选用氮气，待熔池碳含量降至0.6%后切换为氩气进行搅拌。

9.根据权利要求2所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于，在终点拉碳阶段，冶炼低碳钢时压枪稳吹时长取25～30s；冶炼中高碳钢时压枪稳吹时长取15～20s。

10.根据权利要求1-9任一项所述的分级低枪位转炉炼钢控制方法，其特征在于：冶炼的钢种包括普碳钢、低合金钢、高碳钢、低碳冷轧基料。