一种提高低温压力容器用9Ni钢产量的方法与流程

一种提高低温压力容器用9ni钢产量的方法
技术领域
1.本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种提高低温压力容器用9ni钢产量、降低钢铁消耗的方法。


背景技术：

2.随着全球环保意识日益提高，天然气作为一种清洁能源将在未来占据更重要的地位。液化天然气(liquefied natural gas，简称lng)由于其安全可靠、便于运输等特点被世界各国广泛使用，2019-2000年世界液化天然气贸易量逐年上升也证实了这一点。然而尽管超低温液化技术的应用可以将净化后的天然气转变为液态，使其体积大幅减小便于运输，但由于液化天然气通常需要经由漫长的海上航路才能抵达目的地，因此对存储液化天然气的压力容器钢提出了更高的要求，不仅需要其同时具备高强度和优良的低温韧性，同时还需要其具备极佳的抗脆性开裂能力，随后9ni钢应运而生，因其优秀的力学性能成为了制备lng储罐的关键材料。然而在冶炼过程中，由于9ni钢对成分要求极其严格，在转炉冶炼阶段，碳元素和磷元素都被限制在极低的条件下，转炉冶炼的9ni钢通常产出率较低，一方面钢铁料消耗巨大，严重影响生产成本，另一方面由于钢水极低的碳含量要求导致炉渣过氧严重，溅渣护炉效果很差，炉况维护困难。
3.目前9ni钢的转炉冶炼生产方式通常是前一炉溅渣完成之后，将炉渣倒入渣盆内，由于渣量过大会导致吹炼末期拉碳困难，因此倒渣过程中通常要求将全部炉渣倒入渣盆，即不留渣吹炼；而转炉冶炼阶段要求钢水磷含量极低，转炉出钢过程中严格禁止炉渣进入钢包，在出钢过程中一旦发生钢水收流，立即安排关闭滑板、结束出钢，这样就会导致转炉炉内残余一部分钢水无法倒出，而溅渣后又立刻将炉内剩余物全部倒出，这就导致了这部分未倒出的钢水被严重浪费，炉后钢水产出严重短缺，生产成本极高。与此同时，由于极低的碳含量要求，通常转炉冶炼产生的炉渣都会严重过氧，粘稠度极低，因此溅渣护炉过程中需要加入大量的溅渣料来提高炉渣粘稠度，这对物料也是一个极大的消耗，不仅增加成本同时溅渣护炉效果也并不好。
4.倒渣溅渣是一种钢铁冶炼生产模式，区别于传统吹炼模式，在出钢结束之后选择先将炉内部分炉渣倒出，再进行溅渣护炉操作，溅渣后直接加入废钢和铁水进行吹炼。这样操作的好处是可以保证在石灰未开始熔化的吹炼前期炉内熔渣碱度足够，有助于前期脱磷反应进行，提升冶炼终点成分合格率。专利(cn113913583a)公开了一种炉渣改质和溅渣护炉方法，该方法在溅渣时加入大量的组分复杂的改质剂，同时该专利中提及的溅渣效果良好的案例显示，溅渣时间长达250s以上，操作复杂严重拖延生产节奏，尤其不适合在快节奏转炉生产中实际应用。专利(cn114085943a)公开了一种留渣生产普通钢的方法，该方法为在上一炉出钢结束后，先进行溅渣而后再将部分或全部炉渣留在炉内，而后进行下一炉钢的吹炼。实质上，该方法与传统留渣操作并无二致，该方法的好处是留渣量大有助于下一炉钢吹炼过程中化渣，提高脱磷难度，然而较大的留渣量会导致吹炼前期低温溢渣，大留渣操作不适用于现阶段低铁水比生产模式。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种倒渣溅渣冶炼低温压力容器用9ni钢的方法，实现生产冶炼低温压力容器用9ni钢提产降本。
6.为实现本发明目的，本发明具体采用如下技术方案：
7.一种提高低温压力容器用9ni钢产量的方法，其特征在于包括如下步骤：
8.步骤一、加废钢铁水，吹炼，出钢，炉内保留500～1500kg钢水不出；
9.步骤二、出钢结束后立刻倒渣，将炉内上层炉渣倒出绝大部分，留渣量500～2000kg；
10.具体留渣量根据钢水吹炼终点氧含量和温度确定，钢水氧含量越低、温度越高，留渣量越少。过大的留渣量会导致吹炼终点拉碳困难，引发吹炼异常。
11.步骤三、抬炉溅渣，溅渣料加入量和溅渣时间根据留渣量确定，留渣量越低，溅渣料加入量越少，溅渣时间越短；
12.步骤四、溅渣末期加入石灰稠化炉渣，石灰加入后立刻提枪；
13.步骤五、进行下一炉钢水作业，重复步骤一～五，直到生产结束。
14.优选地，溅渣料加入量为100～250kg，溅渣时间为100～170s。
15.优选地，石灰加入量为500～1100kg。
16.优选地，倒渣摇炉终点角度为108-112度。
17.优选地，吹炼过程采用前期大流量、中期中流量、后期大流量的吹炼模式，其中，吹炼前期供氧流量为35000-36000nm3，吹炼中期供氧流量为30000-32000nm3，吹炼后期供氧流量为35000-36000nm3。
18.本发明在出钢过程保留前一炉少量钢水不出，避免下渣，保证了前一炉钢水的成分准确率，同时提高了下一炉钢水的出钢量，最大程度减少了9ni钢水的损耗，极大提高了钢水收得率。
19.本发明突破性地采用倒渣溅渣的吹炼方式，在前一炉钢出钢结束后先进行倒渣操作，将大部分生产9ni钢产生的极度过氧的炉渣倒出，仅保留小部分炉渣溅渣，既能让护炉产生效果，又能大幅度减少所需溅渣料的加入量，降低了生产成本，减少了溅渣时间，缩短了9ni钢冶炼周期，大幅提高了生产效率和效益。
20.本发明采用出钢过程在炉内保留少量钢水不出、先倒渣再溅渣的方式，把小部分炉渣和未出完的钢水留在炉内，可以提高低温压力容器用9ni钢产量，最大程度降低9ni钢生产钢铁料消耗，同时降低低碳低磷的9ni钢吹炼难度，大幅降低溅渣所需溅渣料的加入量，达到生产冶炼低温压力容器用9ni钢提产降本的目的。
21.本发明的有益效果如下：
22.1、本发明与现有的传统溅渣倒渣生产相比，平均炉产明显提高，相同装入量炉产提高3～8％；
23.2、本发明明显降低溅渣料的使用量，大幅降低生产成本；
24.3、本发明可以有效避免大渣量溅渣导致的吹炼终点升温异常脱碳困难，大幅降低点枪次数，提高9ni钢生产的一倒命中率。
附图说明
25.图1为采用现有方法和本发明方法生产低温压力容器用9ni钢对比实验的平均炉产及溅渣料消耗结果图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
27.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。值得注意的是，由于铁水成分会严重影响冶炼过程中的喷溅溢渣情况，进而影响每炉钢的炉产，因此对比例选用与实施例成分相同的铁水为对比的前提，仅将留渣与否作为区别，更能体现对比真实性。
28.下面为本发明的举出实施例与对比例，其中实施例1与对比例1装入铁水成分及物理温度基本相同，实施2与对比例2装入铁水成分及物理温度基本相同。
29.实施例1
30.本实施例废钢和铁水装入量分别为35.76t和138.4t，前一炉出钢结束后直接倒渣，炉内剩余钢水量约500kg，倒渣摇炉终点角度为112
°
，留渣量1.5t左右。
31.根据留渣量确定溅渣料的加入量和溅渣时间，经过优化参数，确定溅渣料加入量为170kg，溅渣时间为135s，在溅渣即将结束时，加入石灰900kg，然后提枪。
32.加入废钢铁水后进行下一炉吹炼，由于9ni钢水极低的碳含量和磷含量，吹炼采用前期大流量中期中流量后期大流量的“大中大”吹炼模式，吹炼前期供氧流量为35000-36000nm3，吹炼中期供氧流量为30000-32000nm3，吹炼后期供氧流量为35000-36000nm3，在保证脱碳的同时尽可能更好地化渣。
33.出钢过程中严格执行双档操作，观察钢流变化，钢水收流立即关闭滑板结束出钢。
34.抬炉后直接倒渣，根据本炉吹炼终点氧含量和温度确定本炉留渣量。
35.实施例2
36.本实施例废钢和铁水装入量分别为35.36t和138t，前一炉出钢结束后直接倒渣，炉内剩余钢水量约500kg，倒渣摇炉终点角度为111
°
，留渣量1.8t左右。
37.根据留渣量确定溅渣料的加入量和溅渣时间，经过优化参数，确定溅渣料加入量为200kg，溅渣时间为161s，在溅渣即将结束时，加入石灰1011kg，然后提枪。
38.加入废钢铁水后进行吹炼，采用“大中大”的吹炼模式，吹炼前期供氧流量为35000-36000nm3，吹炼中期供氧流量为30000-32000nm3，吹炼后期供氧流量为35000-36000nm3，在保证脱碳的同时尽可能更好地化渣。
39.出钢过程中严格执行双档操作，观察钢流变化，钢水收流立即关闭滑板结束出钢。
40.抬炉后直接倒渣，根据本炉吹炼终点氧含量和温度确定本炉留渣量。
41.对比例1
42.本实施例废钢和铁水装入量分别为35.5t和137.8t，前一炉出钢结束后抬炉溅渣，并全部倒出。
43.根据炉内炉渣的量和粘稠度确定溅渣料的加入量和溅渣时间，经过优化参数，确定溅渣料加入量为1039kg，溅渣时间为307s。溅渣结束后提枪将炉渣全部倒出。
44.加入废钢铁水后进行吹炼，采用与实施例1相同的“大中大”的吹炼模式，在保证脱碳的同时尽可能更好地化渣。
45.出钢过程中严格执行双档操作，观察钢流变化，钢水收流立即关闭滑板结束出钢。
46.根据下炉吹炼钢种确定溅渣方式。
47.对比例2
48.本实施例废钢和铁水装入量分别为35.88t和138.1t，前一炉出钢结束后抬炉溅渣，并全部倒出。
49.根据炉内炉渣的量和粘稠度确定溅渣料的加入量和溅渣时间，经过优化参数，确定溅渣料加入量为1267kg，溅渣时间为257s。溅渣结束后提枪将炉渣全部倒出。
50.加入废钢铁水后进行吹炼，采用与实施例2相同的“大中大”的吹炼模式，在保证脱碳的同时尽可能更好地化渣。
51.出钢过程中严格执行双档操作，观察钢流变化，钢水收流立即关闭滑板结束出钢。
52.根据下炉吹炼钢种确定溅渣方式。
53.实验对比结果如表1所示：
54.表1实施例和对比例炉产及溅渣料消耗对比
[0055] 总装入量(t)炉产(t)溅渣料消耗量(kg)实施例1174.16164.3170对比例1173.3153.381039实施例2173.36168.94200对比例2173.98164.231267
[0056]
由实验对比结果可见，相较于传统生产方法，应用新方法生产的镍系钢炉产平均要高3～8％，与此同时新法所需溅渣料消耗也明显降低，达到了生产冶炼低温压力容器用9ni钢提产降本的目的。
[0057]
以上仅为本发明部分低温压力容器用9ni具体生产冶炼实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构想加以等同替换相近材料、设备或调整相关技术参数，都应涵盖在本发明的保护范围之内。