低鐵比條件下的轉(zhuǎn)爐工藝及性價比研究

趙 濱，鮑緒海

（石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東 肥城 271600）

在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)競爭白熱化階段，受國家環(huán)保要求的日益提高，高爐產(chǎn)能受到限制，如何在現(xiàn)有產(chǎn)能限制條件下多產(chǎn)鋼是所有企業(yè)努力追逐的目標(biāo)，轉(zhuǎn)爐要想保證產(chǎn)能效益則必須致力于提高廢鋼融化能力、降低鐵水消耗，尤其在鐵水供應(yīng)不足的轉(zhuǎn)爐鋼廠，更在采用各種方法，進(jìn)行多種試驗，以增加廢鋼比例，且取得了顯著成就。

另外，隨著轉(zhuǎn)爐入爐鐵比的降低，轉(zhuǎn)爐入爐熱量不足帶來了一系列問題，如轉(zhuǎn)爐造渣料的選擇、打火不暢、出鋼溫度控制等需要重新優(yōu)化設(shè)置，我公司在不斷的摸索實驗中通過利用鐵水物理熱、優(yōu)化轉(zhuǎn)爐吹煉工藝、利用鋼水過熱度等措施來提高廢鋼比例、降低鐵水比例，達(dá)到多產(chǎn)鋼的目的并取得了一定成效，本文將依次進(jìn)行介紹。

1 低鐵比、高廢比冶煉熱平衡計算

我公司1#轉(zhuǎn)爐2015年～2018年的入爐鐵水比例依次為90.01%、86.68%、83.89%、81.20%，2019年1月 突 破80%實 現(xiàn)79.83%，創(chuàng)歷史最好水平，鐵水消耗由2017年的897.51kg/t降至833.38kg/t，見表1。通過測算，對比鐵水比例降低導(dǎo)致的成本變化，鐵水比例降低和廢鋼比升高增產(chǎn)產(chǎn)生的效益為9.89元/t，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

圖1 2015年～2018年1#轉(zhuǎn)爐鐵水比例、廢鋼比例變化對比圖

表1 1#轉(zhuǎn)爐鐵水比例、廢鋼比例變化統(tǒng)計表

主要通過以下措施來實現(xiàn)：①鐵水罐加蓋，減少鐵水熱量損失，提高入爐物理熱；②鐵水罐加廢鋼，充分利用鐵水熱量融化廢鋼，提高入爐鐵含量，減緩因廢鋼料斗等原因帶來的影響；③廢鋼料斗的輕量化設(shè)計，在現(xiàn)有天車負(fù)荷條件下盡可能的多加廢鋼；④利用鋼水過熱，使用潔凈廢鋼進(jìn)行溫度微調(diào)，減少廢鋼入爐造成的鋼鐵料和合金燒損；⑤受車間設(shè)施和性價比效益限制，否定了廢鋼烘烤預(yù)熱等方案。

以我公司1#轉(zhuǎn)爐為例，2018年12月鐵水比例為80.48%、廢鋼比例為19.32%，鐵塊比例為0.20%，轉(zhuǎn)爐冶煉熱平衡情況見表2。

表2 熱平衡表

2 合理的造渣制度

針對鐵水比例降低帶來的入爐熱量不足問題，轉(zhuǎn)爐造渣料必須減少吸熱造渣料使用量，用來彌補冶煉前期升溫速度慢的缺點，我公司1#轉(zhuǎn)爐入爐造渣料選擇由石灰、石灰石更換為石灰、輕燒白云石，并配加部分鎂球，取消冷料入爐配比。

經(jīng)過多年的摸索試驗，2018年轉(zhuǎn)爐一次倒?fàn)t合格率完成86.57%，終點碳平均為0.076%、終點磷為0.036%，完全適應(yīng)了低鐵比條件下的造渣料配比，實現(xiàn)了造渣材料費用14.40元/t的良好成績，具體明細(xì)表3。

表3 造渣材料消耗明細(xì)及費用

3 高供氧強(qiáng)度冶煉

轉(zhuǎn)爐入爐廢鋼量的增加導(dǎo)致升溫速度慢，可通過大流量操作工藝實現(xiàn)吹煉過程溫度的均勻上升，加快脫碳速度，減少返干時間，杜絕金屬噴濺。充分掌握溫度對轉(zhuǎn)爐化渣、脫磷、回磷等各方面的影響，可為高供氧強(qiáng)度奠定基礎(chǔ)。我公司1#轉(zhuǎn)爐2015年的供氧強(qiáng)度為3.80m3/t·min，2019年3月提升至3.95m3/t·min。

吹煉期間，控制含氧化亞鐵物質(zhì)的加入時機(jī)和數(shù)量，保證過程爐渣中含有一定的氧化亞鐵，保證轉(zhuǎn)爐脫磷率。

吹煉后期要保證轉(zhuǎn)爐終渣低氧化性，逐步降低終點磷含量，實現(xiàn)不補吹或者少補吹，來縮短冶煉周期。

另外，實施留渣操作，提高前期化渣效率，可以為中后期提高供氧強(qiáng)度創(chuàng)造良好條件。

轉(zhuǎn)爐熱量不足可補加部分發(fā)熱劑（如：市售發(fā)熱球或硅鐵），發(fā)熱球理化指標(biāo)為Si≥40%、C≥15%，綜合考慮使用發(fā)熱球造成的石灰加入量升高、鋼鐵料耗升高及爐體維護(hù)和氧耗升高等影響，我公司暫未實行補加發(fā)熱劑的方案。

4 后序保溫控制，降低出鋼溫度

轉(zhuǎn)爐低溫出鋼可有效減輕對爐襯耐材的侵蝕、提高一次倒?fàn)t合格率，我公司1#連鑄澆注過熱度由原來的25℃降至12℃，充分為低溫快鑄創(chuàng)造了條件，主要采取以下措施：①增加合金烘烤裝置，減少合金融化帶來的鋼水溫降；②實行鋼包全程加蓋工藝，減少鋼包輻射造成的熱量損失；③實現(xiàn)連鑄全程保護(hù)澆注，增加連鑄大包到中間包過程的保護(hù)澆注長水口；④通過精細(xì)化生產(chǎn)節(jié)奏控制，合理控制修包倒渣時機(jī)，利用鋼渣余熱進(jìn)行保溫，降低鋼包溫降；⑤鋼包砌筑時增加保溫層，減少包殼傳熱。

另外，針對轉(zhuǎn)爐終點碳降低、氧化性強(qiáng)帶來的質(zhì)量問題，我公司采用增加脫氧劑用量、軟吹時間大于5分鐘等措施來保證產(chǎn)品質(zhì)量。針對轉(zhuǎn)爐終渣氧化性強(qiáng)帶來的爐況波動問題，采用轉(zhuǎn)爐噴吹焦丁降低爐渣氧化性、生鐵補爐代替貼磚補爐來保證爐況穩(wěn)定，杜絕侵蝕爐襯甚至穿爐等安全事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

綜上所述，我公司1#轉(zhuǎn)爐通過綜合利用鐵水和鋼水的物理熱、優(yōu)化轉(zhuǎn)爐造渣料配比和供氧制度、下道工序保溫等措施，有效降低鐵水比例約6.85%，綜合效益明顯，值得推廣借鑒。