淺議少渣煉鋼工藝的進步與展望

■張永轟 ■方大集團江西萍鋼實業(yè)股份公司安源煉鋼廠，江西 萍鄉(xiāng) 337000

在當今科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛的時代，鋼鐵冶煉行業(yè)的煉鋼工藝也得到了快速的進步。少渣煉鋼工藝是在鐵水進行“三脫”的環(huán)節(jié)中逐漸發(fā)展而來的。這種工藝的出現(xiàn)明顯改善了原本的煉鋼工藝，有著能源消耗量小，減少環(huán)境污染等優(yōu)勢，在當前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，下面將對少渣煉鋼工藝的進步和展望進行分析。

1 少渣煉鋼工藝概述

轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼工藝的主要中心思想是對脫碳的爐渣進行循環(huán)利用，將上一個轉(zhuǎn)爐脫碳之后剩余的爐渣再轉(zhuǎn)換到下一個爐內(nèi)進行使用，從而打破傳統(tǒng)煉鋼過程中排除堿度過高的爐渣現(xiàn)象。同時也能有效地提升轉(zhuǎn)爐中爐渣的量，使得最終所排除的爐渣含堿度能夠達到規(guī)定的標準。我國很多鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)都比較重視對少渣煉鋼工藝的研究，但在進行轉(zhuǎn)爐的過程中時常會發(fā)生噴濺的現(xiàn)象。為了減少這樣的問題發(fā)生，相關(guān)的工作人員仍然需要不斷地進行嘗試和驗證，找到科學(xué)的煉鋼工藝。少渣煉鋼工藝的快速發(fā)展不僅使高效脫磷和金屬噴濺等難題得到了解決，同時還研發(fā)了轉(zhuǎn)爐脫碳階段的控制模式。

2 少渣煉鋼工藝流程

2.1 傳統(tǒng)煉鋼過程

傳統(tǒng)煉鋼工藝流程莫斯主要是先把鐵水進行脫硫，然后進行預(yù)處理，然后再將處理好的容易轉(zhuǎn)入到爐中進行冶煉［1］。在傳統(tǒng)的煉鋼工藝當中，轉(zhuǎn)爐中的煉鋼渣含量比較大，同時轉(zhuǎn)爐渣中氧化鐵的含量也比較高，因此，使用傳統(tǒng)的煉鋼工藝進行冶煉將會消耗大量的能源和材料。

2.2 “三脫”工藝流程

“三脫”工藝主要是將鐵水放入到鐵水溝當中來進行“三脫”處理，然后進行預(yù)埋處理，預(yù)埋處理之后將其放入到復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中來使用少渣煉鋼工藝。使用這種工藝進行煉鋼有一個十分明顯的缺點，那就是對其進行脫磷處理之前要先進行脫硅處理，這個過程中會造成脫磷渣的堿度提高，使得脫磷渣很難在得到有效的利用。

2.3 轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷工藝

這種工藝的流程與“三脫”工藝相比較有著一定的相似之處，但這種工藝在進行鐵水的脫磷處理過程中會在轉(zhuǎn)爐中進行。轉(zhuǎn)爐的空間比較大，同時有著良好的反應(yīng)動力學(xué)條件，所產(chǎn)生的成本較低，因此比較適合進行脫磷處理［2］。在整個工藝流程當中主要的一項工藝是在兩座轉(zhuǎn)爐中進行同時的工作，當中的一座轉(zhuǎn)爐用來進行鐵水脫磷工作，另外一臺則用來對脫磷爐當中含量較低的鐵水進行脫碳工作。近年來煉鋼技術(shù)得到了快速的發(fā)展，工藝也在不斷成熟，可以將脫碳的過程中產(chǎn)生的脫碳渣運送到脫磷爐當中，然后將脫磷后的鐵水在進行脫碳，通過這樣的方式能有效的提升煉鋼的純度。

總之，轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼一定要先通過對鐵水的預(yù)處理過程。只有將鐵水事先進行了“三脫”處理之后，鐵水中的硅、磷和硫的含量才能基本上達到煉鋼的要求。此外應(yīng)注意在進行少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐過程中，操作任務(wù)產(chǎn)生了變化，工藝制度也一定要隨之進行調(diào)整。

3 少渣煉鋼工藝的制度分析

3.1 供氣制度

在少渣煉鋼脫碳轉(zhuǎn)爐的整個過程中，頂吹氧槍槍位使用“高——低——低”的控制方式是比較科學(xué)的。由于入爐的鐵水硅含量和錳含量都比較低，渣量也比較少，前期槍位會十分容易出現(xiàn)金屬噴濺的現(xiàn)象。硅含量的減少給煉鋼的初級階段造成了一定的麻煩，通過高槍位的操作方式則能更加快速的成渣，提升吹煉前期的渣中氧化鐵的含量，然后在根據(jù)實際需要來逐漸的降低槍位。少渣吹煉的與傳統(tǒng)的吹煉方式相比較而言，前期的含氧氣流量應(yīng)適當?shù)慕档?，這樣有利于減少鐵的損失，同時提升錳的收得率。

3.2 造渣制度

在轉(zhuǎn)爐少渣吹煉的過程中，生石灰和其他的造渣材料在開始吹煉時就投入，或者在中期階段投入。通常來說不加入螢石，轉(zhuǎn)爐化渣效果不好的情況下可以適當?shù)耐度胍恍┪炇瘞椭．旇F水經(jīng)過了“三脫”處理之后，少渣吹煉應(yīng)當結(jié)合留渣操作。在神戶制鋼進行少渣吹煉的過程中，發(fā)現(xiàn)連續(xù)三爐以上都使用小于二十千克的少渣量進行操作，爐襯上幾乎沒有熔渣，耐火材料比較容易受到影響產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，最終對轉(zhuǎn)爐的使用年限造成影響。因此，制鋼將渣量通常會控制在每噸剛四十千克的渣量。

3.3 溫度制度

在利用“三脫”鐵水吹煉工藝的過程中，確定溫度制度的主要在于科學(xué)合理的選擇造渣料以及廢鋼的用量，以此來均衡印鐵水溫度降低而造成的熱量變化。通常來說減少造渣量和廢鋼的用量就能是溫度得以平衡［3］。一般進行“三脫”鐵水少渣吹煉過程中，停吹的溫度會在1657 攝氏度左右，而進行過脫硫的鐵水預(yù)處理吹煉中，停吹溫度一般在1655 攝氏度左右。

3.4 轉(zhuǎn)爐內(nèi)部分合金化制度

在對鐵水進行過“三脫”之后就會實現(xiàn)少渣的煉鋼，這樣一來就會使造渣量的消耗相對的減少［4］。但如果有較高的熱量存在的話，就可以對錳直接的進行合金化，從而通過對堿度的控制來實現(xiàn)造渣中的鐵含量降低。

3.5 脫磷反映

少渣冶煉技術(shù)中主要分為脫磷階段和脫碳階段。在進行吹煉的前期階段中鐵水中含有的磷迅速的減少，當吹煉到一定時間之后，隨著溫度的上升，鐵水中的磷含量也會逐漸減少。適當?shù)慕档颓捌陧敶笛鯕鈴姸?，搶位按照由高到低的順序來進行控制，同時在適當?shù)臅r候加入輔助料進行少渣煉鋼，通過這樣的方式來進行煉鋼能有效提升轉(zhuǎn)爐脫磷效率，穩(wěn)定了鋼水當中的磷含量，保證鋼的純凈度得到提升。

4 未來前景展望

相關(guān)資料顯示轉(zhuǎn)爐脫碳渣用于另一座轉(zhuǎn)爐進行脫磷的過程中，每生產(chǎn)一噸的鋼水所消耗的石灰會比傳統(tǒng)的冶煉方式消耗減少40%，同時每噸降低成本大概在70 元左右。轉(zhuǎn)爐使用少渣冶煉工藝進行，則可以有效的提升提水的利用率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。少渣煉鋼所使用的鐵水硅含量十分低，因此造渣所使用的石灰含量也明顯的下降，有效地降低了渣料的消耗和能源的消耗，同時減少了污染物的排放量，為環(huán)境保護作出了貢獻。由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)渣含量較少，氧氣能夠得到充分的利用吹煉重點鋼水中含氧量較低。少渣煉鋼工藝有效的縮短了冶煉的時間，提升了轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用效率，同時也延長了轉(zhuǎn)爐的使用年限。此外，少渣煉鋼工藝提升了鋼水的純度，使鋼材的生產(chǎn)更加純凈［5］。通過國外的一些相關(guān)研究和實踐可以看出，少渣煉鋼工藝比較適合進行大量的純凈鋼材生產(chǎn)，鋼鐵產(chǎn)量的日益增加勢必會給環(huán)境和資源帶來影響，同時也有可能受到資源的限制。而在鋼材的生產(chǎn)中采用少渣煉鋼工藝則能有效的降低能源消耗，為可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ)，有利于緩解我國當前緊張的環(huán)境資源，發(fā)展前景十分樂觀。

5 結(jié)語

隨著我國的科學(xué)技術(shù)不斷進步，各行各業(yè)也得到了快速的發(fā)展。對于鋼鐵行業(yè)來說煉鋼的工藝對煉鋼的最終效果和質(zhì)量來說有著重要的作用。因此，鋼鐵冶煉企業(yè)應(yīng)不斷地完善煉鋼工藝，為鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供更加有效的方式。少渣煉鋼工藝在當前的煉鋼工藝中是應(yīng)用的比較廣泛的一種工藝，不僅能有效地提升鋼材冶煉的純度，同時也能有效的減少環(huán)境污染，對環(huán)境起到良好的保護作用。

［1］程玉林.日、法12 家公司完成“新煉鋼工藝”的開發(fā)［J］.山東冶金，2010，07(03):40-44.

［2］劉志.集裝箱板煉鋼工藝優(yōu)化與實踐［J］.冶金叢刊，2012，03(05):32-36.

［3］殷寶言.對少渣煉鋼工藝的進步與展望研究［J］.上海金屬，2011，04(02):50-52.

［4］王軍.湘鋼簾線鋼煉鋼工藝控制［J］.金屬材料與冶金工程，2010，11(01):44-47.

［5］石丹宇，戴超軍.少渣煉鋼工藝的進步分析［J］.河南科技，2013，07(18):60-62.