轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)研究及推廣意義

李勇 李春雷 胡克（寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東 湛江524000）

0 引言

轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在近20 年間科技創(chuàng)新成績顯著，國內(nèi)煉鋼界對(duì)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的改進(jìn)也在不斷跟進(jìn)和自我發(fā)展中，從復(fù)吹轉(zhuǎn)爐低吹元件一次性壽命與濺渣護(hù)爐的轉(zhuǎn)爐爐齡同步技術(shù)，到復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)在鋼鐵生產(chǎn)流程中應(yīng)具備的功能和作用進(jìn)行了深入研究[1]。在當(dāng)前鋼鐵形勢(shì)下，簡單，高效，低成本，改善鋼材質(zhì)量的的技術(shù)途徑顯得尤為迫切，而轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)就是值得研究和推廣的一項(xiàng)煉鋼技術(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)記載，最早原蘇聯(lián)亞速夫鋼廠平爐冶煉采用留渣操作，基于此，蘇聯(lián)專家菲力奇肯建議上海鋼鐵公司在側(cè)吹堿性轉(zhuǎn)爐上采用留渣操作，薛宜達(dá)等人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)[2]。我們國內(nèi)鋼廠，如唐鋼、鞍鋼、梅鋼、湛江鋼鐵等均在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐上，進(jìn)行了留渣工業(yè)試驗(yàn)，取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn)。然而由于作業(yè)安全因素得不到保證，在兌鐵和吹煉過程中出現(xiàn)噴濺，因此留渣操作推廣過程中遇到一定阻力。

1 轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)原理以及特點(diǎn)

轉(zhuǎn)爐留渣法技術(shù)原理：將上一爐2/3 的終渣留在爐內(nèi)濺渣護(hù)爐后，作為下一爐鋼初期渣，利用其高溫，高堿度，高T.Fe 以及含有MgO 的堿性渣特點(diǎn)促進(jìn)石灰輕燒快速熔化成渣和前期脫磷，從而降低石灰和輕燒消耗，提高鋼水收得率。轉(zhuǎn)爐留渣法技術(shù)能夠極大的減少造渣劑石灰和輕燒的使用量，從而降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)實(shí)踐表明，對(duì)于P含量在150ppm及以上的鋼種，實(shí)際效果更為明顯。因此，轉(zhuǎn)爐留渣法的應(yīng)用特點(diǎn)有三個(gè)：其一，充分利用留渣的熱量，減少轉(zhuǎn)爐內(nèi)部的熱量損失，提高前起化渣效率；其二，爐渣自身具有的堿性，成渣快，提高前期脫磷效率，保證鋼水成份合格；其三，根據(jù)以上爐渣特性，降低輔料的投入和使用，減少實(shí)際生產(chǎn)成本。

2 轉(zhuǎn)爐留渣中技術(shù)參數(shù)控制要點(diǎn)

對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)過程而言，不僅要做好基礎(chǔ)設(shè)備與資源保障，更要實(shí)際確保生產(chǎn)過程當(dāng)中的技術(shù)參數(shù)。技術(shù)參數(shù)是主要的影響因素。具體而言，對(duì)于轉(zhuǎn)爐留渣法的技術(shù)參數(shù)控制要點(diǎn)分為：留渣量大小、留渣次數(shù)以及留渣安全性等。

2.1 留渣量大小

在實(shí)際煉鋼生產(chǎn)過程當(dāng)中，盡管使用轉(zhuǎn)爐留渣法能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、低成本的生產(chǎn)，但實(shí)際上若是對(duì)于留渣量的控制不得當(dāng)，也會(huì)造成生產(chǎn)異常。一是對(duì)于留渣量過大的問題，盡管過程當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)脫磷，但由于留渣量過大導(dǎo)致脫磷期間爐渣的堿度提升，并且粘度增大，最終造成鋼鐵料的消耗量增多；二是若是留渣量過少，濺渣護(hù)爐效果下降，無法發(fā)揮留渣作用，反而造成異常發(fā)生。從而實(shí)際生產(chǎn)過程中根據(jù)爐渣中的CaO 平衡估算進(jìn)行準(zhǔn)確控制。以此經(jīng)過分析和計(jì)算，確定最終的留渣量大小。

2.2 留渣比例和連續(xù)次數(shù)

在實(shí)際作業(yè)過程中，由于濺渣護(hù)爐的技術(shù)對(duì)渣量要求較為嚴(yán)格，留渣比例過高以及留渣量管控不當(dāng)造成爐況異常波動(dòng)，增加了生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)和爐況維護(hù)成本，目前湛江鋼鐵煉鋼廠留渣比例控制在60%。另外，連續(xù)多爐次的留渣，爐渣循環(huán)利用，同時(shí)渣中的有害無知?jiǎng)荼貢?huì)積累，如渣中P2O5 含量超過飽和值時(shí)，繼續(xù)留渣，將無法其前期脫磷的效果，則會(huì)對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)鋼水的成份和純凈度造成較大影響。因此實(shí)際的留渣比例和次數(shù)要根據(jù)實(shí)際渣的使用循環(huán)次數(shù)和渣容量變化等多方面因素共同考慮。

2.3 留渣安全性

從留渣技術(shù)開始出現(xiàn)，未推廣的最重要的原因就是其存在一定的安全隱患。采取留渣后，進(jìn)廢鋼后，兌入鐵水，由于爐渣中含有15%～20%的FeO，與鐵水中碳反應(yīng)，會(huì)在瞬間產(chǎn)生大量的氣體，夾帶鐵水、爐渣，造成噴濺事故，所以這樣的過程和現(xiàn)象就極易造成安全事故。牛興明[6]、郭傳杰[7]、王寶奇[8]、王德勇[9]等人從原理上分析噴濺的主要反應(yīng)是

從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面研究分析了留渣操作的產(chǎn)生安全隱患的影響因素，提出控制爐渣溫度和控制爐渣粘度（爐渣FeO 濃度）是安全留渣的前提，同時(shí)指出控制鐵水入爐速度是控制噴濺的重要環(huán)節(jié)。

3 轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)的優(yōu)化以及推廣意義

盡管現(xiàn)階段轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)得到了更加廣泛的應(yīng)用，也通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用的分析，了解到其技術(shù)和方法具有的先進(jìn)效果。但整體上仍存在不完善之處，以此為了達(dá)到更好的煉鋼效果，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)爐留渣法的有效作用和技術(shù)效果，就切實(shí)需要對(duì)其工藝和操作方式進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

3.1 提升前期脫磷效率以及安全性

盡管將前期溫度進(jìn)行穩(wěn)定控制，并盡量延長供氧時(shí)間和多留渣，對(duì)于提升前期脫磷效率有很好的幫助，但經(jīng)過實(shí)際研究和分析發(fā)現(xiàn)，其過程中影響脫磷效果的因素主要在于堿度和渣量。從而基于此，需要對(duì)過程和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整。其一，采用留渣雙渣法，提高前期開吹流量，有效延長一次倒渣時(shí)間在2min左右，適當(dāng)?shù)脑黾恿粼炕蛄粽麪t渣；其二，嚴(yán)重拉后吹爐次禁止留渣法作業(yè)，防止渣中FeO 太多導(dǎo)致噴濺（規(guī)定停吹游離氧≥900ppm 或者350t 轉(zhuǎn)爐留渣法冶煉技術(shù)研究及實(shí)踐停吹碳≤0.03%的爐次，禁止留渣法作業(yè)），從而調(diào)整合適的留渣量。

3.2 穩(wěn)定留渣量

留渣量的穩(wěn)定與否也會(huì)實(shí)際影響到冶煉效果，因此在生產(chǎn)過程當(dāng)中需要相關(guān)工作人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)冶煉情況，倒渣過程中全程跟蹤觀察，結(jié)合倒渣的角度，爐內(nèi)渣線來判斷留渣量，從而確保爐內(nèi)的留渣能夠穩(wěn)定。與此同時(shí)，留渣過程中會(huì)存在爐渣發(fā)泡，渣子稀等情況，從而此時(shí)可以氮?dú)鉃R渣1min，降低渣溫和稠化，控制問題的發(fā)生。進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)渣量的穩(wěn)定控制。

3.3 轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)推廣意義

從實(shí)際生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展過程來看，這種技術(shù)具有較為穩(wěn)定應(yīng)用前景，并且借助實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐可以看出，在生產(chǎn)效率和質(zhì)量以及減少生產(chǎn)成本方面，轉(zhuǎn)爐留渣法都能夠體現(xiàn)出較好的特性。如今國內(nèi)外在此法基礎(chǔ)上創(chuàng)新了更多新工藝和新技術(shù)，如留渣雙渣法煉鋼技術(shù)等研究和運(yùn)用。所以可見，其方法和技術(shù)的推廣以及深入應(yīng)用，不僅在世界領(lǐng)域內(nèi)能夠產(chǎn)生較大的影響，也更對(duì)于我國作為一個(gè)生產(chǎn)制造大國，能夠起到很好的技術(shù)創(chuàng)新作用與發(fā)展帶動(dòng)作用。

4 結(jié)語

轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)的普及和推廣以及具體應(yīng)用，為世界冶煉技術(shù)發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)，并且隨著全世界工業(yè)發(fā)展的速度越來越快，這種技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值也好會(huì)越來越明顯。以此在明確技術(shù)應(yīng)用方法和工藝的基礎(chǔ)上，做好對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新與完善，將會(huì)進(jìn)一步提升技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。