轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的工藝分析

張瑞峰（本溪鋼鐵集團(tuán)公司煉鋼廠,遼寧　本溪　117000）

轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的工藝分析

張瑞峰
（本溪鋼鐵集團(tuán)公司煉鋼廠,遼寧本溪117000）

轉(zhuǎn)爐煉鋼為工業(yè)生產(chǎn)了大量的鋼鐵，其生產(chǎn)速度快，以鐵水和廢鋼為主要工業(yè)原料，成本低，是目前使用最廣泛的煉鋼技術(shù)設(shè)備。高碳鋼在冶煉過程中有去磷、留碳和升溫等幾個(gè)難題需要解決，導(dǎo)致其對(duì)工藝的要求高。轉(zhuǎn)爐冶煉能夠有效地保證高碳鋼在冶煉過程中達(dá)到去磷，保留碳元素，減少?gòu)U渣的產(chǎn)生等目的，從而煉出品質(zhì)高的高碳鋼。本文主要對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的工藝進(jìn)行分析。

轉(zhuǎn)爐；高碳鋼；工藝

0　引言

轉(zhuǎn)爐煉鋼是指在沒有其他能源的參與下，依靠鐵液自身的物理熱能和鐵液各組間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼的過程。高碳鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉主要分為增碳和高拉補(bǔ)吹兩中方法，兩種方法都會(huì)存在不同的缺點(diǎn)，會(huì)給下個(gè)工序的進(jìn)程發(fā)展帶來阻礙。經(jīng)過不斷的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和工藝的不斷改良，得出“雙控雙調(diào)”的改良方案，并取得佳績(jī)。

1　轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的操作流程與問題分析

1.1轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的的操作流程

轉(zhuǎn)爐冶煉的操作流程主要包括裝料、控制過程、終點(diǎn)控制增碳和脫氧合金化分析等多個(gè)流程。裝料過程對(duì)鐵水和廢鋼的比重都有一定的要求，提溫劑的比重也要按照一定的比重添加，并于裝料時(shí)一次性投入轉(zhuǎn)爐中。在過程控制中加入適量比重的石灰來實(shí)現(xiàn)去磷減渣的目的，保證鐵水不到處噴濺，不被返干，并在根據(jù)前期化渣溫度，在終點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)吹來決定一倒拉碳。終點(diǎn)控制以“高拉補(bǔ)吹”為主要方法，進(jìn)行擋渣出鋼，以控制好鋼鐵的厚薄程度。鋼鐵形成初期要依據(jù)火候情況加入適量的碳粉，調(diào)整合金的成分并對(duì)合金進(jìn)行折算，以此來保證高碳鋼的質(zhì)量品質(zhì)。

1.2轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的問題

在轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼的過程中，高碳鋼的磷和碳這兩個(gè)重要元素往往難以實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展，不容易協(xié)調(diào)。采用吹煉法可以實(shí)現(xiàn)留碳的目的，但會(huì)產(chǎn)生大量廢渣不利于去磷；而以磷為中心目標(biāo)進(jìn)行煉鋼，又會(huì)導(dǎo)致碳的比重過低。轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼對(duì)溫度的要求也很高，碳作用時(shí)間短會(huì)導(dǎo)致溫度過低。但當(dāng)對(duì)鋼水的溫度進(jìn)行升溫時(shí)，碳的消耗量會(huì)跟著提升。也就是說，在轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼中存在“碳溫”不協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。所以，轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)的主要目標(biāo)就是在操作中協(xié)調(diào)“溫度、碳和磷”三要素的均衡，提升工藝技術(shù)，提高工作效率，抬升高碳鋼的質(zhì)量品質(zhì)。

2　工藝優(yōu)化措施

2.1控制留渣量，確保去磷

冶煉高碳鋼采用常規(guī)的拉碳槍位，有利于留碳，但是由于爐渣的流動(dòng)性比較差，且氧化性不好，常常會(huì)影響去磷的效果，從而阻礙的高碳鋼的生產(chǎn)效率。因此，只有在冶煉初期形成流動(dòng)性好高堿度爐渣，才能保證降低終點(diǎn)控制的鋼成品的磷含量，減少冶煉工序?？刂屏粼坑欣诒ＷC足夠量的活性堿性爐渣，使?fàn)t渣具有較高的氧化性，從而提高化渣效果，使轉(zhuǎn)爐脫磷效果更好。留渣量的控制必須依據(jù)前一爐出鋼碳的含量和過氧化情況來確定，通過長(zhǎng)時(shí)間的操作經(jīng)驗(yàn)反應(yīng)，留渣量的最好范圍控制在2噸左右，對(duì)于過氧化的渣必須要采取堅(jiān)決不能留的原則。

2.2調(diào)整供氧以及底吹氣體的強(qiáng)度，促進(jìn)去磷

在轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鐵的過程中，常常會(huì)加入一定比重的石灰粉來促進(jìn)磷的化學(xué)反應(yīng)，出去磷的含量，但這往往會(huì)容易產(chǎn)生大量的游離氧化鈣沉淀，形成新的廢渣，影響化渣進(jìn)程，這就需要大量的氧化鐵來促進(jìn)化渣效果。經(jīng)過多次操作結(jié)果顯示，加強(qiáng)供氧的強(qiáng)度，能夠使氧氣流股的噴濺換進(jìn)發(fā)生改變，使其對(duì)熔池表面的沖擊力降低，從而增加氧化鐵的含量，促進(jìn)化磷效果。底吹氣體對(duì)廢渣之間的合金含量和質(zhì)量起到了促進(jìn)傳熱和傳熱的作用，對(duì)高碳鋼的冶煉過程有著不可取代的作用。因此，通過調(diào)整供氧以及底吹氣體的強(qiáng)度，促進(jìn)去磷。

2.3槍位控制

高碳鋼的冶煉常常采用先低后高再低的冶煉原則，吹煉前期要快速形成堿性活性強(qiáng)的爐渣，提高脫磷的效率，增加氧化鐵含量，要將槍位控制在1.5-1.8米，其時(shí)間要控制在1.5-2分鐘，然后逐漸提升，從而為后期去磷工作奠定基礎(chǔ)；冶煉中期為了保證爐渣不噴濺，不返干，槍位應(yīng)該要控制在1.9-2.5米之間；在冶煉后期，為了防止發(fā)生還原反應(yīng)，碳氧化以及降碳速度加速等現(xiàn)象的發(fā)生，槍位控制在1.9米，時(shí)間控制為1.5-2分鐘之間，從而能夠改善化渣不良，碳氧化和回磷等狀況，提高冶煉效率。

2.4終點(diǎn)控制

在冶煉的各個(gè)流程中，原料的分量始終會(huì)有變化，從而給終點(diǎn)的溫度、碳素等留下處理的空間余地，高碳鋼往往采用1到2分鐘的點(diǎn)吹時(shí)間來實(shí)現(xiàn)高拉碳的一次性補(bǔ)吹，從而把握好對(duì)碳的控制。碳的把握還需要對(duì)點(diǎn)吹速度進(jìn)行控制，這可依據(jù)終渣的流動(dòng)性來進(jìn)行分析調(diào)控。粘性越高的終渣，其點(diǎn)吹速度必須越高，所以掌握好槍位也是重點(diǎn)控制的方向。取樣過程的控制是終點(diǎn)控制的關(guān)鍵，取樣樣品成分不均，不具有代表性往往是導(dǎo)致改鋼的主要原因，因此取樣時(shí)必須要有深度，強(qiáng)化去磷的各個(gè)操作，盡量取熔池深處的樣品，并且要取多取滿。并且為了防止終點(diǎn)碳含量無法控制，氧化鐵與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致爐渣過多造成倒渣困難等現(xiàn)象的產(chǎn)生，在倒?fàn)t前要根據(jù)爐渣的質(zhì)量情況，采用氧氣流沖擊熔爐表明，并加入鐵礬土進(jìn)行廢渣壓縮。冶煉終點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐的溫度會(huì)大大降低，在等待樣品實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)耗費(fèi)一定的熱量，可以采用溫度高的鋼水罐進(jìn)行保溫，并采用擋渣設(shè)備進(jìn)行擋渣去渣，保證徹底去磷，留碳和升溫三者的協(xié)調(diào)。

3　結(jié)語

轉(zhuǎn)爐冶煉高碳鋼通過對(duì)留渣量控制、槍位控制、調(diào)整供氧以及底吹氣體的強(qiáng)度和終點(diǎn)控制四個(gè)流程的工藝優(yōu)化，保證了留渣量，杜絕過氧化渣的留存，實(shí)現(xiàn)了留碳有去磷的協(xié)調(diào)目標(biāo)，及早地防止化渣不良和回磷現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而使冶煉高碳鋼的合格率得到大大的提升，促進(jìn)了高碳鋼工業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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