1.本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种转炉渣中氧化铁高效利用的生产控制方法。
背景技术：
2.转炉炼钢过程是通过向含高碳高磷铁水的金属熔池吹入高纯氧气，生成co/co2气体脱碳的氧化脱碳过程，同时通过添加石灰、白云石等渣料含有的cao与氧化生成p2o5结合的脱磷过程。在碱度合适的范围内，石灰的加入量越多，磷的脱除率会越高，但石灰加入量多，消耗大，成本高，且石灰加入量多会导致炉渣粘度大，石灰利用率低，甚至会恶化脱磷。在碱度合适的范围内，降低石灰加入量，提高石灰利用率的有效手段便是提高渣中氧化铁(feo)的含量，渣中氧化铁(feo)含量高可促进炉渣熔化，但较高的氧化铁(feo)含量会使钢铁料消耗增加，即增加成本。因此，为了解决这一矛盾问题，控制转炉不同阶段炉渣的氧化铁(feo)含量成为攻关转炉冶炼操作过程控制的关键。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种转炉渣中氧化铁高效利用的生产控制方法，解决了背景技术中的石灰加入量多、石灰利用率低、消耗大、成本高，炉渣粘度大、甚至会恶化脱磷，以及氧化铁(feo)高、钢铁料消耗高、成本增加的难点问题，改善了转炉生产运行经济技术指标，降低了转炉冶炼成本，提高了转炉冶炼效率，为转炉炼钢低成本高效率生产提供了基础保证。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.本发明一种转炉渣中氧化铁高效利用的生产控制方法，包括：
6.s1、控制转炉冶炼过程中前期和中期的渣中高氧化铁(feo)含量
7.其中：
8.将转炉冶炼分为前期、中期、后期三期，转炉吹氧冶炼时间一般为15min，一般前期为：0-5min，中期为：5-12min，前期为：12-15min；
9.将氧枪枪位控制分为低枪位、中枪位、高枪位，其中低枪位范围为：1.5-1.8m，中枪位范围为：1.8-2.5m，高枪位范围为：2.5-3.0m；
10.将转炉底吹供气强度设计为0.15nm3/t
·
min，同时将转炉底吹强度分为高、中、低底吹强度，其中低底吹强度范围为：0.02-0.05nm3/t
·
min，中底吹强度范围为：0.05-0.10nm3/t
·
min，高底吹强度范围为：0.10-0.15nm3/t
·
min；
11.小于200吨的中小转炉的氧枪喷头角度控制在12
°‑
15
°
之间，大于200吨的大转炉，氧枪喷头角度控制在14
°‑
16
°
之间；
12.s1.1控制转炉前期高氧化铁(feo)含量方法
13.转炉冶炼前期，氧枪枪位控制采用高低枪位交替控制，先高后低，高枪位快速提高渣中氧化铁(feo)含量，使其含量快速达到20％以上；然后采用低枪位控制，尽快均匀提升
熔池温度，同时防止转炉前期的低温喷溅；底吹强度控制采用中高底吹供气强度进行充分搅拌，改善熔池的动力学条件，促进石灰熔化，实现前期的快速化渣和去磷；
14.s1.2控制转炉中期高氧化铁(feo)含量方法
15.转炉冶炼中期，氧枪枪位控制采用中枪位范围控制，适当中高枪位交替控制，保持渣中氧化铁(feo)含量，使其含量保持18-25％之间；禁止长时间高枪位控制，防止过高含量氧化铁(feo)渣的泡沫渣喷溅；禁止长时间低枪位控制，防止过低含量氧化铁(feo)渣的返干粘枪和金属喷溅；冶炼中期熔池碳氧反应激烈，熔池搅拌强度较充足，底吹强度控制采用中低底吹供气强度进行补充搅拌，促进新加入石灰的快速熔化，实现中期的快速化渣和保护前期去磷效果；
16.s2.控制转炉后期的渣中低氧化铁(feo)含量
17.转炉冶炼后期，氧枪枪位控制采用低枪位范围控制，降低渣中氧化铁(feo)含量，使其含量保持18％以下，甚至更低，降低钢铁料消耗，降低冶炼成本；禁止后期长时间高枪位控制，防止过高含量氧化铁(feo)渣的泡沫渣无法进行终点拉碳倒炉倒渣和出钢作业，影响转炉生产和发生生产事故；冶炼后期，熔池碳氧反应减弱，熔池搅拌强度降低，底吹强度控制采用高底吹供气强度进行加强搅拌，促使渣中氧化铁(feo)含量尽快降低，实现后期低氧化铁(feo)渣的低成本生产控制目标。
18.与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
19.本发明通过采用不同的转炉冶炼手段和方法，控制转炉冶炼过程不同阶段渣中氧化铁(feo)含量；控制转炉前期和中期高氧化铁(feo)含量，促进石灰快速熔化，提高石灰利用率，使其实现降低石灰消耗和高效脱磷的目的；控制后期低氧化铁(feo)含量，降低钢铁料消耗，实现降低成本的目的。
附图说明
20.下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
21.图1氧枪枪位控制模式。
具体实施方式
22.为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明一种转炉渣中氧化铁高效利用的生产控制方法进行进一步的详细描述。
23.1氧化铁(feo)促进化渣机理
24.石灰的主要成分是氧化钙(cao),熔点约为2580℃，为高熔点物质。转炉熔池温度范围一般在1200℃-1700℃之间，在转炉熔池温度范围内，石灰是不能熔化的。当氧化钙(cao)与渣中的二氧化硅(sio2)反应生成不同化合物时，其熔点有所降低，但熔点也在1500-2100℃之间，且熔化速度较慢，需要大量的时间，影响转炉生产效率。
25.当渣中氧化铁(feo)含量提高时，氧化铁(feo)的离子(fe
2+
、fe
3+
、o
2-)半径不大，与cao同是立方晶系，有利于feo向石灰晶格中迁移和扩散，生成低熔点物质(cao
·
sio2·
feo)而熔化；渣中氧化铁(feo)含量高，能减少石灰块表面2cao
·
sio2的生成，可使生成的2cao
·
sio2疏松、脱离和熔融；渣中氧化铁(feo)含量高，改善炉渣对石灰的润湿和炉渣向石灰空隙中的渗透，显著降低炉渣黏度，加速石灰块的传质，有利于石灰溶化，同时，渣中氧
化铁(feo)含量高，有利于脱磷反应正向进行。
26.2优化氧枪喷头角度，提供较好化渣条件
27.转炉氧枪喷头角度一般在12
°‑
16
°
之间，小于200吨的中小转炉的氧枪喷头角度一般在12
°‑
15
°
之间，大于200吨的大转炉，氧枪喷头角度一般在14
°‑
16
°
之间。
28.在合理范围内采用较大角度氧枪喷头，氧枪喷头角度大，吹入金属熔池的面积大，吹入的高纯氧气与金属熔池的碳(c)反应速度慢，过量的氧气与铁发生反应，生成氧化铁(feo)，提高渣中氧化铁(feo)含量，渣中氧化铁(feo)与氧化钙(cao)反应，生成(cao
·
feo)低熔点物质，促进石灰快速熔化，实现快速化渣和高效脱磷的目的。
29.3转炉冶炼三期、氧枪枪位、底吹强度说明
30.转炉冶炼分为前期、中期、后期，共三期，转炉吹氧冶炼时间一般为15min，一般前期为：0-5min，中期为：5-12min，前期为：12-15min。
31.氧枪枪位是转炉冶炼吹氧过程中氧枪喷头与金属熔池液面的垂直距离；氧枪枪位控制一般分为低枪位、中枪位、高枪位，氧枪枪位高低没有完全明确的定义，但一般低枪位范围为：1.5-1.8m，中枪位范围为：1.8-2.5m，高枪位范围为：2.5-3.0m。
32.底吹强度为转炉底吹供气强度，一般底吹强度设计为0.15nm3/t
·
min，底吹强度一般分为高、中、低底吹强度，底吹强度高低没有完全明确的定义，但一般低底吹强度范围为：0.02-0.05nm3/t
·
min，中底吹强度范围为：0.05-0.10nm3/t
·
min，高底吹强度范围为：0.10-0.15nm3/t
·
min；但目前个别生产厂家也有达到2.0nm3/t
·
min，甚至4.0nm3/t
·
min的超高底吹强度。
33.4控制转炉前期和中期高氧化铁(feo)含量方法
34.转炉冶炼前期，氧枪枪位控制采用高低枪位交替控制，先高后低，高枪位快速提高渣中氧化铁(feo)含量，使其含量快速达到20％以上；然后采用低枪位控制，尽快均匀提升熔池温度，同时防止转炉前期的低温喷溅。底吹强度控制采用中高底吹供气强度进行充分搅拌，改善熔池的动力学条件，促进石灰熔化，实现前期的快速化渣和去磷。
35.转炉冶炼中期，氧枪枪位控制采用中枪位范围控制，适当中高枪位交替控制，保持渣中氧化铁(feo)含量，使其含量保持18-25％之间；禁止长时间高枪位控制，防止过高含量氧化铁(feo)渣的泡沫渣喷溅；禁止长时间低枪位控制，防止过低含量氧化铁(feo)渣的返干粘枪和金属喷溅。冶炼中期熔池碳氧反应激烈，熔池搅拌强度较充足，底吹强度控制采用中低底吹供气强度进行补充搅拌，促进新加入石灰的快速熔化，实现中期的快速化渣和保护前期去磷效果。
36.4控制后期低氧化铁(feo)含量方法
37.转炉冶炼后期，氧枪枪位控制采用低枪位范围控制，降低渣中氧化铁(feo)含量，使其含量保持18％以下，甚至更低，降低钢铁料消耗，降低冶炼成本；禁止后期长时间高枪位控制，防止过高含量氧化铁(feo)渣的泡沫渣无法进行终点拉碳倒炉倒渣和出钢作业，影响转炉生产和发生生产事故。冶炼后期，熔池碳氧反应减弱，熔池搅拌强度降低，底吹强度控制采用高底吹供气强度进行加强搅拌，促使渣中氧化铁(feo)含量尽快降低，实现后期低氧化铁(feo)渣的低成本生产控制目标。
38.如图1所示，为举例的一种氧枪枪位控制模式。根据铁水磷含量和脱磷效率情况，可进行适当改变操作控制，即当低铁水磷含量和高脱磷效率，可采用更低枪位和更高底吹
强度控制，进一步降低渣中氧化铁(feo)含量，进一步降低冶炼成本，达到更低成本的转炉高效生产控制目标。
39.5综述
40.通过以上生产控制方法的落实，解决了背景技术中的石灰利用率低、消耗大、成本高，炉渣粘度大、甚至会恶化脱磷，以及氧化铁(feo)高、钢铁料消耗高、成本增加的难点问题，改善了转炉生产运行经济技术指标，实现了转炉冶炼过程不同时期的渣中氧化铁(feo)含量的动态生产控制效果，即在冶炼中前期利用了渣中高氧化铁(feo)含量促进石灰快速熔化，又在冶炼后期快速降低了渣中氧化铁(feo)含量，达到了降低钢铁料消耗和降低生产成本的转炉高效生产控制目标，为高质量转炉炼钢生产提供了基础保证。
41.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。