120t转炉“单渣—留渣”法低成本高效冶炼工艺的研究与应用

温福新1，王明杰1，于亮涛1，王，强1，沈彬彬2

(1．莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂，莱芜271104；2．莱钢集团技术中心莱芜271104)

摘 要：介绍了莱钢120t转炉“单渣—留渣”操作的基本工艺技术条件及应用效果。针对终渣状态和铁水条件，规范了留渣操作所需铁水的基本条件，确定了转炉开氧基本模式及过程基本操作模式，提高了脱磷效率，有效降低了石灰、白云石吨钢消耗，取得显著效益。

关 键 词：转炉；单渣—留渣；留渣操作；脱磷率；工艺

0 前言

在当前钢铁市场环境下，“单渣—留渣”操作已成为各钢铁企业作为降本增效的手段之一。该工艺早在十几年前就已实践，但是由于留渣后下炉兑铁水时易出现喷溅、泄爆等安全问题，使这项工艺很长时间内在生产实践中受阻。但随着工艺技术及其设备的不断改进，留渣操作伴随着的相关问题已基本解决。并且留渣操作已被证实可以大幅降低吨钢石灰消耗，及在转炉吹炼初期可以快速成渣，高效脱磷，具有显著的经济效益。

1 留渣喷溅的根本原因与预防机理

转炉终渣中含有一定量FeO成分。这种终渣留待下一炉，在兑入铁水时，必会同时发生以下式(1)、式(2)的反应。当终渣中(FeO)过高时，式(1)、(2)反应激烈，瞬间产生大量的气体并附带炉渣、铁水冲出，造成爆发性喷溅事故。

(FeO)+[C]=[Fe]+CO    (1)

2(FeO)+[C]=2[Fe]+CO2    (2)

要防止喷溅，最直接的办法是控制炉中气体，杜绝或减缓式(1)、式(2)的反应[1]。

2 留渣操作具体工艺技术措施

2．1 留渣操作条件

1)铁水成分[Si]不高于0．80％。[Si]高时，为保证炉渣碱度，渣料加入量大，产生的炉渣量较多，如果再采取留渣操作，将使冶炼条件恶化，过程不易控制，易发生喷溅等安全事故。

2)终点碳不低于0．05％，根据碳氧平衡原理得知：终点碳过低时，渣中全铁含量高，不适合留渣。

3)终点钢水温度不高于1680℃。终点温度过高时，会直接导致终渣偏稀，渣中(FeO)偏高。

2．2 溅渣操作

为避免所留炉渣偏稀、氧化性强、兑铁易发生喷溅等情况，需要根据炉渣情况判断是否加碳镁球等物料进行改渣处理，以达到稠化炉渣，降低渣中(FeO)含量。碳镁球具体指标如表1所示。

2．3 开吹操作

2．3．1 “单渣—留渣”开吹打火曲线

鉴于留渣操作开吹时铁水表面炉渣较厚，影响开吹打火效果，易发生开吹泄爆等安全事故，特制定开吹打火曲线，有效避免了开吹泄爆问题。具体开吹打火曲线，如图1所示。

2．3．2 开吹操作模式

开吹采用手动开吹模式，先将氧枪调节阀调至开吹氧压0．5MPa左右，将氧枪降至开吹枪位1．6m，再开氧吹炼，至1min30s左右将氧压提至正常0．88MPa。

2．4 过程控制

2．4．1 枪位控制

采用“高→低→低”的控制模式，开吹采取固定枪位模式操作，吹炼平稳时，缓慢下降枪位直至过程正常操作枪位。冶炼前期渣中FeO含量较高，前期采取手动开氧，恒枪位开吹冶炼至2min时，逐步降低至过程枪位，以避免开吹泄爆，同时增强熔池搅拌，为前期低温去磷创造良好的条件。中期采取恒枪位操作，平稳控制脱碳、升温速度。终点采取逐步压枪的方式，压枪枪位1．1m，压枪时间不小于2min，以稳定终点成分、温度。

3．4．2 加料控制

坚持前期渣早化、过程渣化好、全程化渣的原则，头批白云石全部加入、石灰加入量控制在3t，矿石加入量控制在1．5t。冶炼中后期根据头批料加入后起渣情况，分批次加入石灰、烧结矿，稳定操作，全程化渣。

3．4．3 氧压控制

为避免开吹泄爆，开吹使用低氧压操作，氧压控制在0．50MPa左右，之后逐步提高氧压，至1min30s时正常操作氧压0．88MPa，冶炼中后期采取恒压操作。

3．4．4 “单渣—留渣”加料、枪位控制

具体“单渣—留渣”加料、枪位控制，如图2所示。

3 “单渣—留渣”操作实际生产数据

“单渣—留渣”操作实际生产数据，见表2。

4 应用效果

1)提高了脱磷率，使终点磷含量有效降低

通过对“单渣—留渣”实际生产数据分析得知：“单渣—留渣”炉次终点磷含量平均0．014％，脱磷率达到89．99％。而实际生产中非“单渣—留渣”操作炉次，同样铁水条件下，平均脱磷率为85．83％，即采取“单渣—留渣”操作模式后，脱磷率提高4．16％。

2)提高了前期炉渣碱度，石灰消耗大幅减少

通过对“单渣—留渣”实际生产数据分析得知：“单渣—留渣”炉次石灰消耗38．2kg／t钢，较正常操作炉次降低9．45kg／t钢；白云石消耗12．38kg／t钢，较正常操作炉次降低3．23kg／t钢。

5 结语

1)优化转炉溅渣操作模式和开氧模式，可有效避免兑铁喷溅和开吹泄爆。

2)转炉“单渣—留渣”操作，有利于前期化渣和脱磷，可使脱磷率有效提高4．16％。

3)转炉“单渣—留渣”操作，有利于降低石灰、白云石吨钢消耗，石灰可降低9．45kg／t钢，白云石可降低3．23kg／t钢。

参 考 文 献：

[1]   吴明．转炉冶炼低碳钢留渣操作的生产实践[J]．炼钢，2009，25(2)：16—18．