輕燒氧化鎂球在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用

魏春新

（鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司，遼寧朝陽122000）

輕燒氧化鎂球在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用

魏春新

（鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司，遼寧朝陽122000）

為了解決SPHC生產(chǎn)比例高時(shí)轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕嚴(yán)重的問題，使用了輕燒氧化鎂球代替白云石，優(yōu)化了轉(zhuǎn)爐造渣制度和供氧制度，合理控制輕燒氧化鎂球在冶煉過程中的加入量以及加入時(shí)機(jī)，結(jié)果熔劑消耗降低了31.2 kg/t鋼，鋼鐵料消耗降低了4.99 kg/t，爐襯侵蝕情況得到了有效控制。

轉(zhuǎn)爐；爐襯；輕燒氧化鎂球；濺渣護(hù)爐

在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，爐渣成分、粘度和渣量要與冶煉的鋼種相適應(yīng)，不但要滿足前期脫磷、脫硫的要求，還要對(duì)爐體侵蝕最小，保證濺渣護(hù)爐的效果［1-4］。在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，通過調(diào)整加料種類、加入時(shí)機(jī)和氧槍槍位、氧氣流量以得到不同目的的爐渣。為了避免硅錳氧化期生成的酸性爐渣對(duì)爐體的侵蝕，必須提高前期渣中MgO的含量及初期爐渣的堿度［5-7］。提高M(jìn)gO含量的渣料一般有白云石、輕燒白云石、菱鎂石或鎂質(zhì)合成渣料，出鋼后大幅度提高渣中的MgO含量，技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)且增加成本，提高吹煉過程中MgO含量要根據(jù)物料的價(jià)格和物料結(jié)構(gòu)來確定［8-10］。鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司煉鋼廠在冶煉初期加入白云石3.5 t，根據(jù)渣中FeO的含量和渣流動(dòng)的狀態(tài)來調(diào)整爐渣，保證渣中MgO含量達(dá)到8%～12%，終渣堿度約3.0。該方法在生產(chǎn)Q235B類鋼種時(shí)未發(fā)生問題，但是隨著SPHC比例的增加（達(dá)到85%），爐襯的侵蝕速率加快，上述方法不能夠滿足實(shí)際的護(hù)爐需要。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，滿足SPHC高生產(chǎn)比例的實(shí)際情況，引進(jìn)了輕燒氧化鎂球作為轉(zhuǎn)爐造渣過程中的物料，提供渣中的MgO。

1 主要工藝流程及物料裝備條件

1.1 主要工藝流程

鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司煉鋼廠具有

205萬t/a的生產(chǎn)能力，主要設(shè)備有120 t轉(zhuǎn)爐2座，120 t鋼包精煉爐2座，中薄板連鑄機(jī)2臺(tái)（可生產(chǎn)厚度為135 mm、150 mm，寬度為900～ 1500 mm的鑄坯）。

1.2 鐵水及熔劑條件

鐵水、熔劑及氧槍構(gòu)造均在一定程度上影響造渣效果，鐵水、熔劑條件見表1、2。

表1 鐵水條件

表2 熔劑條件%

2 工藝制度改進(jìn)

為了改善爐渣冶金性能，達(dá)到更好的護(hù)爐效果，使用了輕燒氧化鎂球，調(diào)整相應(yīng)的工藝制度并進(jìn)行了長期的試驗(yàn)，試驗(yàn)鋼種包括普碳系列、冷軋系列、耐候系列。調(diào)整造渣料用量、加入時(shí)機(jī)，優(yōu)化冶煉過程中的槍位及供氧強(qiáng)度，保證前期渣堿度高、氧化鎂含量高，終渣堿度及MgO含量控制在合理的范圍內(nèi)。

2.1 造渣制度

轉(zhuǎn)爐冶煉的主要渣料有活性石灰、菱鎂石、白云石、輕燒氧化鎂球、石灰石。為了控制轉(zhuǎn)爐終渣堿度約3.0，MgO含量為8%～12%，針對(duì)物料結(jié)構(gòu)、加入時(shí)機(jī)都進(jìn)行了合理的調(diào)整。前3 min輕燒氧化鎂球全部加入，總量不允許大于1.5 t；開吹前3 min加入石灰總量的60%，9 min前加入剩余石灰，小批量多批次加入，每次加入不準(zhǔn)大于300 kg，總量不允許大于3.0 t；開吹3 min加入1 t石灰石，后期根據(jù)溫度調(diào)整石灰石的加入量，每批加入量小于300 kg，總量不大于2 t；終點(diǎn)前加入50～200 kg的改質(zhì)劑改善終渣粘度，出鋼過程擋渣出鋼。表3為優(yōu)化前后造渣材料加入量及加入時(shí)機(jī)的對(duì)比情況。

表3 優(yōu)化前后造渣材料加入量及加入時(shí)機(jī)的對(duì)比情況

針對(duì)前期堿度低侵蝕爐襯嚴(yán)重的情況調(diào)整了前期的物料加入量，穩(wěn)定各種物料配比，最終穩(wěn)定

了渣中MgO的含量和堿度、穩(wěn)定脫硫、脫磷效果，終渣條件達(dá)到了濺渣護(hù)爐的要求。

2.2 供氧制度

合理的供氧制度必須確定氧槍噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的供氧制度使氧氣射流最合理地供給熔池，創(chuàng)造良好的物理化學(xué)反應(yīng)條件，它關(guān)系到終點(diǎn)碳控制、溫度控制、脫磷效果以及爐襯壽命，合理的供氧制度能夠降低煉鋼過程的鐵料損失。它是控制整個(gè)吹煉過程的中心環(huán)節(jié)，直接影響吹煉效果和鋼的質(zhì)量。通過長期的試驗(yàn)和數(shù)據(jù)積累，鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司煉鋼廠確定了供氧制度并且獲得了良好的冶金效果，表4為優(yōu)化前后的氧槍工藝參數(shù)。

表4 優(yōu)化前后的氧槍工藝參數(shù)

氧槍的控制直接影響化渣效果，進(jìn)而影響到轉(zhuǎn)爐的脫磷效果。優(yōu)化前后的槍位對(duì)比情況如圖1所示。開吹槍位設(shè)定為2.2 m，氧氣流量控制在27 500 m3/h，1 min后逐漸降槍到1.9 m，氧氣流量28 000 m3/h，2 min后根據(jù)爐渣狀態(tài)控制槍位，槍位一般控制在1.6～1.8 m，吹煉過程采取恒壓變槍操作，碳氧反應(yīng)前期槍位控制在1.5～1.7 m，碳氧反應(yīng)劇烈期槍位適當(dāng)提高到1.6～1.7 m，反應(yīng)末期適當(dāng)提高槍位到1.8～2.0 m，拉碳槍位為1.1 m，時(shí)間大于1 min。

與常規(guī)冶煉相比，少渣冶煉的槍位及供氧強(qiáng)度沒有大的變化。

圖1 優(yōu)化前后槍位的對(duì)比情況

3 冶金效果分析

3.1 輔料消耗

通過合理控制槍位及物料加入時(shí)機(jī)，降低了熔劑消耗，進(jìn)一步控制了熔劑成本。表5為優(yōu)化前后造渣材料加入量的對(duì)比。由表5看出，總的熔劑消耗降低了31.2 kg/t鋼，熔劑成本降低了2.1元/t。

表5 優(yōu)化前后造渣材料加入量及成本對(duì)比

3.2 脫磷率

因?yàn)閮?yōu)化了氧槍參數(shù)、過程槍位，并且提高了留渣比例，所以降低渣量后，轉(zhuǎn)爐脫磷率沒有明顯的變化。表6為優(yōu)化前后脫磷率的變化情況。由表6看出，在降低熔劑消耗的條件下保證了脫磷效果。

表6 優(yōu)化前后脫磷率的變化情況%

3.3 鋼鐵料消耗

2014年2 ～6月轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)渣樣中全鐵含量平均值為16%。轉(zhuǎn)爐總渣量的降低可以有效降低渣中含鐵物料的損失，計(jì)算得出，鋼鐵料降低4.99 kg/t，折合成本效益7.48元/t鋼。

3.4 爐襯侵蝕

利用激光測(cè)厚儀對(duì)爐體運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，表7為使用輕燒氧化鎂球前后一個(gè)月爐襯厚度的對(duì)比情況。由表7可以看出，輕燒氧化鎂球使用后，爐襯各部位厚度都有所上漲，爐襯侵蝕情況得

到了有效的控制。

表7 輕燒氧化鎂球使用前后爐襯厚度的對(duì)比mm

4 結(jié)語

鞍鋼集團(tuán)朝陽鋼鐵有限公司煉鋼廠優(yōu)化了轉(zhuǎn)爐供氧制度和造渣制度，使用輕燒氧化鎂球代替白云石，結(jié)果渣量降低了31.2 kg/t鋼，鋼鐵料成本降低7.48元/t，熔劑成本降低2.1元/t。在SPHC生產(chǎn)比例達(dá)到85%以上時(shí)，使用輕燒氧化鎂球后轉(zhuǎn)爐爐體穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］馬德剛．濺渣護(hù)爐提高煉鎳轉(zhuǎn)爐壽命的研究與工業(yè)實(shí)踐［J］．礦業(yè)工程，2011，31（4）：81-85.

［2］李小明．轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀［J］．鑄造技術(shù)，2007，28（8）：1140-1143.

［3］鐘良才．轉(zhuǎn)爐高氧化性爐渣濺渣護(hù)爐工藝優(yōu)化及效果［J］．煉鋼，2015，31（5）：1-6.

［4］鄒冰梅．國外濺渣護(hù)爐技術(shù)簡(jiǎn)介［J］．武漢冶金科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，22（2）：118-120.

［5］和寧波．濺法護(hù)爐技術(shù)在我國的應(yīng)用［J］．河南冶金，1999，34（5）：3-5.

［6］徐培江．濺渣護(hù)爐在煉鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］．冶金叢刊，2004，152（4）：19-20.

［7］張?zhí)熘P(guān)于轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)的幾個(gè)工藝問題［J］．四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，23（1）：4-6.

［8］蘇天森．轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)［M］．北京，冶金工業(yè)出版社，1999

［9］劉瀏.轉(zhuǎn)爐濺清護(hù)爐系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)基礎(chǔ)理論［J］．鋼鐵，1997，23（2）：50-55.

[10]劉瀏．轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)在我國的推廣與發(fā)展［J］．中國冶金，1998（5）：5-10.

（編輯 許營）

ANS-OB精煉升溫模式：

由于RH爐和ANS爐依靠鋁氧升溫，升溫過程加鋁過多對(duì)鋼水的澆注和最終的產(chǎn)品都會(huì)產(chǎn)生不利的影響，所以二者在升溫時(shí)，嚴(yán)格遵循升溫原則，嚴(yán)格控制二者升溫大于30℃的比例。在滿足精煉過程成分調(diào)整的基礎(chǔ)上，縮短精煉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速精煉操作，是精煉過程溫度控制的目標(biāo)。

經(jīng)計(jì)算，在RH和ANS-OB精煉過程中，只考慮鋁、氧升溫的消耗，噸鋼升溫1℃成本為0.45元。在LF精煉過程中，只考慮電極和電能消耗，噸鋼升溫1℃成本約1.97元。如果考慮轉(zhuǎn)爐燒鐵升溫，則噸鋼升溫1℃成本為0.23元，但合金調(diào)整的成本增加。

4 結(jié)論

（1）經(jīng)測(cè)試，同一高爐同一次出鐵前期、后期溫差最大達(dá)到46℃。折罐時(shí)鐵水罐運(yùn)輸鐵水溫降平均達(dá)到2.24℃/min，而魚雷罐折鐵時(shí)，接鐵空罐溫度較高，溫降只有0.78℃/min；

（2）轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，脫硅、脫碳、鐵氧化等化學(xué)反應(yīng)使鋼水溫度提高700～800℃，而渣料、轉(zhuǎn)爐熱輻射等使溫度降低300～400℃，總體上轉(zhuǎn)爐冶煉過程流體升溫300～400℃；

（3）在精煉過程的升溫操作中，LF升溫成本最高，噸鋼升溫1℃約1.97元，RH、ANS-OB升溫成本次之，噸鋼升溫1℃約0.45元，轉(zhuǎn)爐燒鐵升溫成本最低，但對(duì)合金收得率有影響。

參考文獻(xiàn)

［1］張盛昌，倪愛云，杜超伶，等.煉鋼過程系統(tǒng)溫降的生產(chǎn)實(shí)踐［J］.河南冶金,2004，12（2）:39-41.

［2］歐陽飛，曾令宇，劉志明.煉鋼-連鑄鋼水過程溫度的控制［J］.工藝技術(shù),2005（4）:3-5.

［3］王舒黎.鋼鐵冶金模擬試驗(yàn)研究方法［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，1991.

［4］佟溥翹，劉瀏，崔淑賢，等.武鋼二煉鋼復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)研究［J］.鋼鐵,2005,35（6）:18-22.

［5］王尖銳.轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制技術(shù)的研究與實(shí)踐［J］.世界鋼鐵, 2013（4）:46-49.

［6］劉正華，尹衛(wèi)平，湯曉輝，等.降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度的實(shí)踐［J］.山東冶金,2010（6）:27-28.

（編輯 許營）

修回日期：2015-11-28

Application of Lightly Sintered Magnesia Pellets in Steelmaking Process

Wei Chunxin
（Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation,Chaoyang 122000,Liaoning,China）

In order to solve the problem of the heavy erosion for the converter lining in smelting molten SPHC steel with high percent,such measures as substituting lightly sintered magnesia pellets for dolomite,optimizing the slag-making schedule and oxygen-supplying schedule for converter,suitably controlling the adding amount of lightly sintered magnesia pellets and the adding time during steelmaking were taken.And as a result the flux consumption was reduced by 31.2 kg/t steel,the iron and steel charge consumption was reduced by 4.99 kg/t while the erosion situation for the converter lining was effectively controlled.

converter;lining;lightly sintered magnesia pellets;slag-splashing for protection of converter

TF769

A

1006-4613（2016）06-0049-04

2016-07-12

魏春新，碩士，高級(jí)工程師，1996年畢業(yè)于鞍山鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)。E-mail:340206@163.com