本发明属于钢铁冶金领域，转炉炼钢过程，尤其涉及一种在转炉内应用轻薄废钢的冶炼方法。
背景技术：
限制碳排放及环保指标达标将成为未来影响钢铁行业发展的巨大挑战，强制性减排二氧化碳及严格的环保政策要求，将倒逼钢铁企业发展低碳、环保的冶金流程及冶金技术。
对于以转炉炼钢为主的企业，与传统的铁水炼钢相比，每利用1吨废钢来炼钢，可减少86％废气排放、76％的废水排放以及97％的废渣排放。同时，根据废钢协会统计，2018年全国废钢铁资源产生总量为2.2亿吨，同比增幅10％，预计到达2030年全国废钢资源总量可达3.5亿吨。但另一方面，我国转炉生产利用废钢的比例却不高，2018年为15％左右，而2007年-2017年的十年间，全球废钢比维持在35％-40％的水平，发达国家中，美国废钢比最高为75％左右，欧盟在55％-60％的水平，韩国平均为50％，日本以转炉炼钢为主，废钢比在35％的水平。因此，提高转炉炼钢的废钢比例，对于降低碳排放、提高环保水平具有重大意义。
技术实现要素：
本发明提供了一种提高转炉废钢比的冶炼方法，可有效利用废钢资源炼钢，降低钢铁生产过程的碳排放，提高钢铁生产过程的环保水平。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种提高转炉废钢比的冶炼方法，包括以下步骤：
1)上一炉出钢及溅渣护炉完成后，留一部分热态炉渣在炉内，堵住出钢口，向转炉内加入废钢；
2)采用氧气和焦炉煤气对废钢进行预热，气体由预热氧枪吹入，氧气和焦炉煤气发生化学反应放出热量加热废钢，预热时间3-5min，此后加入铁水，加入的铁水温度大于1300℃；
3)采用二次燃烧氧枪进行吹氧气熔炼，在吹炼的同时一次性加入造渣料，完成脱碳、脱磷、升温操作；
4)当钢水成分、温度满足出钢要求后，停止吹炼，出钢。
上述步骤2)中的氧气流量1000nm3/h-10000nm3/h，焦炉煤气流量1000nm3/h-10000nm3/h。
所述的焦炉煤气中各组份的质量百分含量为：h2含量50％-60％、ch420％-30％、co5％-10％、n25％-10％，其余为杂质。
所述的预热氧枪的枪体设置有四层通道，最内层通道为氧气通道，次内层为焦炉煤气通道，第三层为冷却水进水通道，最外层为冷却水回水通道，所述冷却水进水通道与冷却水回水通道相连通，所述的氧气通道在预热氧枪的端部设有出口，所述的焦炉煤气通道在预热氧枪的端部设有出口。
所述的二次燃烧氧枪的内圆周开设有3-6个主氧孔，在主氧孔的外部、圆周方向开设有6-12个副氧孔。
主氧孔总供氧流量满足整个吹炼周期内钢水成分调整所需的供氧量，副氧孔总供氧流量为主氧孔总供氧流量的80％-100％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可以实现转炉冶炼废钢比例在300kg/t以上，一方面充分利用国内现有的废钢资源，减少对铁矿资源的依赖，另一方面由于降低了铁水的需求量，可有效降低高炉、焦化、烧结等流程的碳排放，提高钢铁冶炼流程的环保水平。
附图说明
图1是预热氧枪的示意图。
图2是二次燃烧氧枪示意图。
图中：1-氧气通道、2-焦炉煤气通道、3-冷却水进水通道、4-冷却水回水通道、5-主氧孔、6-副氧孔。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种提高转炉废钢比的冶炼方法，包括以下步骤：
1)上一炉出钢及溅渣护炉完成后，留一部分热态炉渣在炉内，堵住出钢口，向转炉内加入废钢；
留一部分热态炉渣在炉内的目的是为了减少造渣料的使用量，进而减少加入造渣料带来的钢水温度损失；
2)采用氧气和焦炉煤气对废钢进行预热，气体由预热氧枪吹入，氧气和焦炉煤气发生化学反应放出热量加热废钢，预热时间3-5min，此后加入铁水，加入的铁水温度大于1300℃；
铁水的加入温度大于1300℃的目的是为了避免加入大量废钢后带来的钢水热量不足；
3)采用二次燃烧氧枪进行吹氧气熔炼，在吹炼的同时一次性加入造渣料，完成脱碳、脱磷、升温操作；
4)当钢水成分、温度满足出钢要求后，停止吹炼，出钢。
上述步骤2)中的氧气流量1000nm3/h-10000nm3/h，焦炉煤气流量1000nm3/h-10000nm3/h。
所述的焦炉煤气中各组份的质量百分含量为：h2含量50％-60％、ch420％-30％、co5％-10％、n25％-10％，其余为杂质。
如图1所示，所述的预热氧枪的枪体设置有四层通道，最内层通道为氧气通道1，次内层为焦炉煤气通道2，第三层为冷却水进水通道3，最外层为冷却水回水通道4，所述冷却水进水通道3与冷却水回水通道4相连通，所述的氧气通道1在预热氧枪的端部设有出口，所述的焦炉煤气通道2在预热氧枪的端部设有出口。
见图2，所述的二次燃烧氧枪的内圆周开设有3-6个主氧孔5，在主氧孔2的外部、圆周方向开设有6-12个副氧孔6。
主氧孔5总供氧流量满足整个吹炼周期内钢水成分调整所需的供氧量，副氧孔6总供氧流量为主氧孔总供氧流量的80％-100％。这样的目的是为了最大限度地实现炉内二次燃烧，提高炉内热量供给。
实施例1：
1)转炉出钢及溅渣护炉完成后，将上炉冶炼炉渣留3吨在转炉内，堵住出钢口，向转炉内加入35吨废钢；
2)采用预热氧枪对废钢进行预热，预热氧枪枪体由四层钢管组成，最内层为氧气通道1，次内层为焦炉煤气通道2，第三层为冷却水进水通道3，最外层为冷却水回水通道4。氧气流量1400nm3/h，焦炉煤气流量1800nm3/h，预热时间5min，此后加入60吨铁水，铁水入炉温度1321℃；
3)采用二次燃烧氧枪进行吹炼，二次燃烧氧枪主氧孔孔数为4个，副氧孔孔数为10个，副氧孔布置在主氧孔的周围；主氧孔氧气压力0.8mpa，供氧流量12000nm3/h，副氧孔氧气压力0.3mpa，供氧流量10000nm3/h，在吹炼的同时加入3吨石灰和1吨轻烧镁球，过程枪位为1.5m-2.3m，吹氧时间为9min。
4)取样，碳含量为0.065wt％，磷含量为0.015wt％，钢水温度1668℃，停止吹炼，出钢。
本实施例采用35吨废钢配加60吨铁水的冶炼模式，废钢比例为36.8％，虽然采取预热氧枪对废钢先预热5min，但由于铁水量少，吹氧时间比常规工艺缩短4.6min，因此总的吹氧时间与常规工艺基本相当。常规工艺废钢比例平均为12.5％，可以认为，在相同吹氧时间的条件下，本实施例大大提高了转炉冶炼的废钢比例。
1.一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)上一炉出钢及溅渣护炉完成后，留一部分热态炉渣在炉内，堵住出钢口，向转炉内加入废钢；
2)采用氧气和焦炉煤气对废钢进行预热，气体由预热氧枪吹入，氧气和焦炉煤气发生化学反应放出热量加热废钢，预热时间3-5min，此后加入铁水，加入的铁水温度大于1300℃；
3)采用二次燃烧氧枪进行吹氧气熔炼，在吹炼的同时一次性加入造渣料，完成脱碳、脱磷、升温操作；
4)当钢水成分、温度满足出钢要求后，停止吹炼，出钢。
2.根据权利要求1所述的一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，上述步骤2)中的氧气流量1000nm3/h-10000nm3/h，焦炉煤气流量1000nm3/h-10000nm3/h。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，所述的焦炉煤气中各组份的质量百分含量为：h2含量50％-60％、ch420％-30％、co5％-10％、n25％-10％，其余为杂质。
4.根据权利要求1所述的一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，所述的预热氧枪的枪体设置有四层通道，最内层通道为氧气通道，次内层为焦炉煤气通道，第三层为冷却水进水通道，最外层为冷却水回水通道，所述冷却水进水通道与冷却水回水通道相连通，所述的氧气通道在预热氧枪的端部设有出口，所述的焦炉煤气通道在预热氧枪的端部设有出口。
5.根据权利要求1所述的一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，所述的二次燃烧氧枪的内圆周开设有3-6个主氧孔，在主氧孔的外部、圆周方向开设有6-12个副氧孔。
6.根据权利要求5所述的一种提高转炉废钢比的冶炼方法，其特征在于，主氧孔总供氧流量满足整个吹炼周期内钢水成分调整所需的供氧量，副氧孔总供氧流量为主氧孔总供氧流量的80％-100％。
技术总结