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邢钢套筒窑生产不锈钢 AOD 炉用灰实践

朱金东，霍志军，赵跃成

( 邢台钢铁有限责任公司，河北 邢台 054027)

摘 要: 邢钢不锈钢 AOD 炉用灰对冶金灰的灼减、CaO 等指标均提出了新的、更高的要求。邢钢在无任何经验可以借鉴的情况下，为了更好地满足不锈钢用户需求，进行了一系列“不锈钢 AOD 炉用灰生产试验”，积累了大量宝贵的原始数据和实践经验，为今后向不锈钢生产提供更优质的产品和服务奠定了扎实的基础，同时提出了试验中的注意事项。

关 键 词: 套筒窑; 不锈钢; AOD 炉; 对比; 实践

1 前言

氩氧脱碳炉( Argon Oxygen Decarburization，简称 AOD 炉) 是不锈钢冶炼的核心工艺装备之一，主要依赖安装在其底侧部的侧吹风枪向冶金熔池输入氧气与惰性气体( 氩气或氮气) 的混合气体，来降低碳、氧反应生成物一氧化碳气体的分压力，从而实现脱碳保铬的冶金目的。精炼中加入的石灰质量将影响最终 S、P、H、C 的含量。AOD 炉操作所用的石灰等级要比转炉、电炉的更高一些; 成渣时间短，因此需用速熔、高活性的石灰。对超低碳钢石灰的碳含量有更为严格的要求，即要求灼减指标控制在 5%左右。

2 试验的必要性

( 1) 先前无任何数据和经验可以借鉴，需要对不锈钢 AOD 炉用灰情况生产组织进行探索和试验。

( 2) 如何有效解决炼钢转炉和不锈钢 AOD 炉不同的用灰质量要求这对矛盾，需要进行相关试验和摸索。

( 3) 通过试验可以积累宝贵的原始数据和实践经验，同时对套筒窑操作团队进行很好的锻炼。

3 试验的前期策划

( 1) 至少提前 48 h 开始执行不锈钢生产用灰相关规定。

( 2) 不锈钢生产期间石子质量要求: 石子 CaO含量不得低于 53%; 石子粒度 30 ～ 50 mm; 上限要求: 粒度超过 60 mm 的比例不得超过 5%; 另外对石子含杂、含粉均提出了高标准的要求。

( 3) 循环气体要求比正常生产时升高 15℃左右( 循环气体设定温度 780 ℃对应 350 t/d，根据产量对应升温) ，要求冶金灰全部烧透，灼减控制在 6%左右。

( 4) 至少提前 12 h 将成品仓中剩余库存全部置换成“新标准石灰”。

( 5) 不锈钢生产期间未经车间同意任何班组和个人不得使用 2#成品仓( 备用仓) 石灰，以避免造成“混料”事故。

( 6) 不锈钢生产期间，根据炼钢( 转炉、精炼炉、AOD 炉) 总体用灰量对套筒窑产能进行调整，控制范围: 350 ～450 t/d，每次调整产量不得超过 50 t，调整间隔不得少于 24 h。

( 7) 执行不锈钢生产预案期间，要求必须严格执行每 2 h 对出灰门冶金灰的实物质量进行观察 1次的规定，发现异常立即进行纠偏调控。

( 8) 加强与不锈钢、炼钢工序的信息沟通，要求每 8 h 至少沟通 1 次，发现异常情况立即分析原因并采取有效措施。

( 9) 不能严格执行以上规定的，按照要求和造成的影响进行考核。

4 关键工艺参数对比

( 1) 试验前后循环气体温度对比见表 1。

由表 1 可知，进行不锈钢 AOD 炉用灰试验前后，循环气体温度对应升高了 16 ℃ ( 对应产量 350t / d) 、18 ℃ ( 对应产量 400 t / d) ，比设定温度分别高1 ℃ ( 对应产量 350 t / d) 、2 ℃ ( 对应产量 400 t / d) 。( 2) 试验前后燃烧室温度对比见表 2。

由表 2 可知，进行不锈钢 AOD 炉用灰试验前后，燃烧室上排温度对应升高了 18 ℃ ( 对应产量350 t / d) 、15 ℃ ( 对应产量 400 t / d) ; 下排燃烧室温度对应升高了 17 ℃( 对应产量 350 t/d) 、25 ℃( 对应产量 400 t/d) 。

( 3) 试验前后煤气消耗指标对比见表 3。

由表 3 可知，进行不锈钢 AOD 炉用灰试验前后，煤气单耗指标对应升高了 25． 4 m3/ t( 对应产量350 t / d) 、25． 2 m3/ t( 对应产量 400 t / d) 。

( 4) 试验前后质量指标对比见表 4。

由表 4 可知，进行不锈钢 AOD 炉用灰试验前后，对 应 产 量 350 t/d 时: 平 均 CaO 含 量 升 高0． 51% 、平均活性度升高 4 mL、平均灼减指标降低了0． 65%; 对应产量400 t/d 时: 平均 CaO 含量升高0． 49% 、平均活性度升高 3 mL、平均灼减指标降低了 0． 54%。

5 注意事项

( 1) 石子粒度: 套筒窑正常生产时要求石子粒度控制范围为 40 ～ 60 mm( 供应转炉、电炉) ，CaO含量要求≥52． 5%，但在进行不锈钢 AOD 炉用灰生产时需要对石子粒度及 CaO 含量要求做出适度调整，将石子粒度控制在30 ～50 mm，其最高上限范围要求≤60 mm 且比例不得超过 5%; CaO 含量要求≥53%。这样既可以确保炉况顺行，又可以保证AOD 炉用冶金灰的指标符合要求。

( 2) 炉况承受能力: 邢钢套筒窑自 2008 年 6 月份大修以来，已经运行 4 年多，到了套筒窑炉龄的中后期，部分耐材存在一定的缺陷和磨损，所以在考虑满足下道工序质量指标需求的同时，必须考虑套筒窑炉况的承受力，否则将得不偿失。致使炉况不顺，造成结瘤、耐材脱落等炉况事故。

( 3) 能耗与质量关系: 要降低冶金灰灼减指标，同时活性度、CaO 含量指标保持不降低，增加单位冶金灰的煤气消耗是必需的。但不是越高越好，需要恰当掌控能耗与质量之间的关系，否则可能过尤不及，造成冶金灰质量指标的降低。

( 4) 生产组织( 产能平衡) : 由于炼钢转炉、电炉采用留渣等新工艺，冶金灰消耗出现了较大幅度的降低; 同时不锈钢生产存在节奏变化快等特点，对套筒窑生产组织提出了新的、更高的要求。一旦生产组织不到位，很容易在不锈钢生产期间出现套筒窑因待仓位而停机，而生产的中断又必然会对冶金灰质量产生一定的负面影响。

6 结语

( 1) 收获

此次不锈钢 AOD 炉用灰试验，积累了大量AOD 炉用灰生产原始数据，锻炼了职工队伍，基本掌握了生产不锈钢 AOD 炉用灰的关键参数和相关数据，为今后更好地满足不锈钢 AOD 炉用灰需求奠定了扎实的基础。

( 2) 不足

①此次试验虽然基本满足了不锈钢 AOD 炉的需求，但冶金灰灼减指标距离用户需求还存在一定差距，需要今后继续摸索、努力。

②在满足不锈钢 AOD 炉用灰的同时不同程度影响到了转炉用户的化渣效果，如何兼顾转炉、AOD 炉用户的多种需求，仍是今后需要攻关和探索的重点。

③生产不锈钢 AOD 炉用灰煤气消耗比生产转炉用灰单耗高出 20 ～30 m3/ t，如何进一步优化工艺参数，降低煤气消耗也是今后努力的方向。