轉(zhuǎn)爐低鐵比冶煉工藝優(yōu)化

李 彬

（山東石橫特鋼集團(tuán)有限公司，山東 肥城 271612）

石橫特鋼集團(tuán)有限公司煉鋼廠一煉鋼車間有轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)吹1座、1座LF爐和一條165mm×165mm方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)線，于2016年4月投產(chǎn)，主要生產(chǎn)螺紋鋼、錨桿鋼。

近年來國家對于環(huán)保排放日趨嚴(yán)格，從原先的對于煙氣、廢水、廢棄物的治理，延伸到對于CO2排放的管控，提高廢鋼比例的需求日趨明顯。結(jié)合公司實(shí)際生產(chǎn)情況，以及近年廢鋼性價(jià)比優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)效益最大化，就要不斷嘗試降低鐵水比例，提高廢鋼比例，達(dá)到多產(chǎn)鋼和降低生產(chǎn)成本的目的。

從實(shí)際生產(chǎn)看，制約煉鋼進(jìn)一步提高廢鋼比有幾方面因素：

（1）入爐熱量不足，目前轉(zhuǎn)爐熱平衡僅能維持現(xiàn)在廢鋼比例，下一步提高廢鋼比需從降低熱量損失和增加熱量供給兩方面采取措施。

（2）轉(zhuǎn)爐廢鋼比過度增加后惡化轉(zhuǎn)爐操作，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐吃廢鋼困難，下槍開吹打火不暢，吹煉前期低溫溢渣現(xiàn)象較多，影響到煉鋼產(chǎn)量提高和成本升高。

（3）廢鋼比提高后，由于廢鋼質(zhì)量和低溫吹煉時(shí)間延長等原因造成收得率較低，造成煉鋼廠金屬料消耗增加，煉鋼廠實(shí)際成本增加。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)公司效益最大化，一煉鋼車間積極采取措施減少熱量損失，增加外來熱量補(bǔ)給，改善廢鋼入爐條件，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐操作制度，從而達(dá)到穩(wěn)定操作，降低鐵水消耗，提高廢鋼比，實(shí)現(xiàn)效益最大化的目的。

1 主要工藝技術(shù)措施

1.1 優(yōu)化轉(zhuǎn)爐裝入制度

（1）依據(jù)鐵水溫度和鐵水硅、錳含量，動態(tài)調(diào)整入爐鐵水和廢鋼比例。優(yōu)化廢鋼斗內(nèi)爐下渣、氧化鐵皮等高氧化鐵原料的加入量，利用高氧化性的爐渣進(jìn)行化渣和脫磷的需要，用于彌補(bǔ)溫度波動帶來的不利于化渣影響。

（2）引進(jìn)新料型，根據(jù)廢鋼市場資源結(jié)合煉鋼廠實(shí)際情況，在以往重型廢鋼、鋼筋頭、工業(yè)下腳料、生鐵的基礎(chǔ)上，增加管頭花料、鋼筋壓塊、廢渣鋼、薄花料、鋼屑等料型。廢鋼準(zhǔn)備負(fù)責(zé)料型選配，做到優(yōu)先選擇、集中存放、單獨(dú)計(jì)量的原則。料型規(guī)定為：機(jī)床產(chǎn)生的刨花料、單層廢鋼的輕薄料、軋鋼產(chǎn)生的扎廢與切頭切尾，薄花料，尺寸塊度在300mm×300mm以內(nèi)，單塊重量在100kg以內(nèi)。保證廢鋼清潔少銹、無油污、不潮濕、禁止加入密閉容器、管料、夾層廢鋼、重型廢鋼和機(jī)鐵等。

（3）優(yōu)化廢鋼鐵布料搭配，實(shí)現(xiàn)各種料型的合理搭配。

（4）優(yōu)化廢鋼料斗，在以前的廢鋼料斗基礎(chǔ)上進(jìn)行加高和加寬，另外加強(qiáng)對爐口的維護(hù)和監(jiān)督管理，減少因廢鋼加入量大及廢鋼質(zhì)量差造成的加料困難。

（5）提高鐵水罐周轉(zhuǎn)率，有效利用鐵水的物理熱，減少倒罐過程中的熱量損失，加快鐵水罐的周轉(zhuǎn)，減少了鐵水罐等待時(shí)間，有效利用物理熱的同時(shí)，減少鐵水中轉(zhuǎn)費(fèi)用，還避免轉(zhuǎn)運(yùn)過程中產(chǎn)生煙氣。

1.2 供氧制度優(yōu)化

通過優(yōu)化轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭參數(shù)，改善化渣效果，優(yōu)化供氧槍位、供氧流量，摸索大流量操作工藝，提高供氧強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)過程溫度均勻上升，加快脫碳速度，減少返干時(shí)間，杜絕金屬噴濺，保證吹煉轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)有充足的熱量進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和化渣需要。

圖1 氧槍槍頭優(yōu)化參數(shù)

隨著鐵比的逐漸降低、廢鋼比的逐漸提高，造成爐內(nèi)廢鋼及爐渣易堆積在鐵水液面，轉(zhuǎn)爐測量槍位較為困難，開吹槍位不易掌握，時(shí)有氧槍降槍過程中頂?shù)綇U鋼料上，開吹打火不好現(xiàn)象頻繁，尤其是鐵水溫度低、硅低爐次明顯增加，更增加了開吹打火難度。

圖2 打火不好槍頭

氧槍開吹打火不好既造成大量氧槍槍頭燒損嚴(yán)重，同時(shí)氧槍槍頭漏水后又帶有較大安全隱患，每次換槍及重新測量槍位需影響轉(zhuǎn)爐約5分鐘，頻繁換槍也會影響生產(chǎn)節(jié)奏，增加工人勞動強(qiáng)度。開吹打火不良問題，給轉(zhuǎn)爐的安全生產(chǎn)構(gòu)成較大障礙。

為此，不僅對氧槍槍頭尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，優(yōu)化了供氧制度，提高了開吹供氧流量，同時(shí)，針對開吹打火不好爐次，提槍切換氮?dú)夂蠼禈岄_氣，利用高速氮?dú)馍淞鲗㈣F水表面爐渣、廢鋼吹散，再次提槍切換氧氣后降槍開吹（槍位提至距液面2.0m左右時(shí)，切換氮?dú)獠⒔禈岄_氣，槍位降至距液面0.8m左右停止降槍，使用氮?dú)獯祾呒s10～20秒，觀察爐內(nèi)有渣粒濺起以后提槍并關(guān)閉氮?dú)猓痪徑饬舜禑掃^程升溫不均衡，開吹打火不良等問題。

1.3 造渣制度優(yōu)化

適時(shí)加入石灰、生白云石、輕燒鎂球等造渣料，合理控制磁選渣消耗，彌補(bǔ)過程化渣需要。前期使用鎂球替代生白云石，減少前期熱量支出，保證熱量平衡穩(wěn)定升高，同時(shí)做到少渣冶煉，減少渣量，降低渣量帶走的鐵損和熱損，利用留渣的堿度使吹煉前期盡快形成具有一定堿度的爐渣,利于脫P(yáng)、化渣，提高轉(zhuǎn)爐的熱效率,有利于廢鋼加入量提高。渣量控制在60kg/t～65kg/t，爐渣堿度控制在2.0～2.4。

1.4 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分控制

優(yōu)化擋渣工藝，減少回磷；優(yōu)化轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)邊緣磷的處理工藝，改變以往單純的點(diǎn)吹脫磷工藝，采用氮吹、點(diǎn)吹相結(jié)合的工藝進(jìn)行終點(diǎn)磷的處理。降低出鋼溫度，減少鋼水的熱量損失，包括：優(yōu)化合金烘烤工藝、增加轉(zhuǎn)爐直擺率、實(shí)施全流程鋼包加揭蓋、中間包加保溫蓋、減少鋼水待澆時(shí)間、套管保護(hù)澆注、減少轉(zhuǎn)爐停爐時(shí)間、完善鋼包在線周轉(zhuǎn)制度、加強(qiáng)生產(chǎn)組織和調(diào)度等。實(shí)現(xiàn)了全流程低過熱度出鋼控制，連鑄澆注過熱度控制在10℃ ～15℃。

1.5 全流程溫度精準(zhǔn)控制，熱量綜合利用

根據(jù)資料介紹，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度每提高1℃，相應(yīng)的噸鋼成本增加約1元/t，溫度的精準(zhǔn)控制對于煉鋼而言，意義重大，尤其對于轉(zhuǎn)爐低鐵比高廢鋼比冶煉更為重要。低鐵比高廢鋼比冶煉，本身熱量不富裕。首先，要控制轉(zhuǎn)爐出鋼溫度滿足鋼種連澆生產(chǎn)需要，減少點(diǎn)吹對鋼水的污染及消耗指標(biāo)的惡化；其次，要控制熱量不浪費(fèi)，富裕熱量的有效利用。

1.5.1 轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制

執(zhí)行鐵比低高廢鋼比后，熱量不富裕，就要想辦法降低轉(zhuǎn)爐出鋼溫度，實(shí)現(xiàn)全流程低過熱度出鋼控制（連鑄澆注過熱度控制在10℃～15℃），滿足生產(chǎn)連澆的需要。

通過轉(zhuǎn)爐少渣冶煉及留渣操作，減少了渣量，降低渣量帶走的鐵損和熱損，通過優(yōu)化合金烘烤工藝、增加轉(zhuǎn)爐直擺率、實(shí)施全流程鋼包加揭蓋技術(shù)、中間包加保溫蓋、完善鋼包在線周轉(zhuǎn)制度、減少鋼水待澆時(shí)間、加強(qiáng)生產(chǎn)組織和調(diào)度等。轉(zhuǎn)爐出鋼溫度較以往降低10℃仍能夠滿足生產(chǎn)需要。

根據(jù)鋼種需要，出鋼口中后期，轉(zhuǎn)爐出鋼溫度控制在1630℃～1650℃基本可滿足所有鋼種的生產(chǎn)需要。

1.5.2 熱量綜合利用，減少熱量損耗與浪費(fèi)

為減少煉鋼全流程熱量損失，開展了鐵水罐加廢鋼、吹氬站利用富裕鋼水溫度消化軋廢等措施，減少了熱量浪費(fèi)，提高了熱量利用效果，不僅節(jié)約了煤氣消耗，而且減少了過程溫降。

1.6 廢鋼罐加煤塊

（1）鐵比控制及煤塊加入要求：鐵水溫度≤1300℃，Si≤0.45%，S≤0.04%時(shí)按300kg～500kg加入煤塊。

（2）工藝操作流程：爐前鏟車司機(jī)鏟煤塊放置專用廢鋼斗→副搖指揮天車將煤塊倒入料倉備料→爐長根據(jù)鐵水條件設(shè)定加入量→電振稱量→開啟插板閥→溜槽放入廢鋼斗→隨廢鋼加入爐內(nèi)

（3）參考煤塊加入量及對溫度及增S影響

圖3 煤塊加入影響量

（4）安全注意事項(xiàng)：①煤塊轉(zhuǎn)運(yùn)過程，鏟車工嚴(yán)格按照相關(guān)鏟車運(yùn)行安全規(guī)定操作。②副搖指揮料倉備煤塊、溜槽放煤塊時(shí)必須強(qiáng)化與天車配合，執(zhí)行相關(guān)天車指揮運(yùn)行安全規(guī)程，注意加煤塊廢鋼斗下嚴(yán)禁有人或車輛。③爐內(nèi)加煤塊后裝鐵時(shí)可能帶有長火焰，副搖注意站位安全，嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)爐裝入安全規(guī)程，根據(jù)冒煙情況及時(shí)調(diào)整二、三次出塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)爐，避免煙塵溢出。④廢鋼中加入煤塊后，隨著煤塊的熔化化渣受一定影響，注意及時(shí)調(diào)整槍位化渣。⑤煤塊若被爐渣包裹，過程不易熔化，倒?fàn)t可能會造成爐渣翻騰，試驗(yàn)過程中注意強(qiáng)化倒?fàn)t擋火門關(guān)閉及人員站位安全。

1.7 鐵水罐加廢鋼

（1）廢鋼準(zhǔn)備負(fù)責(zé)料型選配，做到優(yōu)先選擇、集中存放、單獨(dú)計(jì)量的原則。廢鋼應(yīng)保證清潔少銹、無油污、不潮濕、沒有密閉容器等。廢鋼料型優(yōu)先選用鋼屑，每罐加入2t～2.5t；如無鋼屑則采用小角鋼、小碎料等輕薄料（塊度在300mm*300mm以內(nèi)，單塊重量在30kg以內(nèi)）；如無輕薄料，則加小規(guī)格的短軋廢（規(guī)格16mm以內(nèi)，長度60cm以內(nèi)）。

（2）轉(zhuǎn)爐副搖加鐵結(jié)束后對鐵水罐進(jìn)行判斷，務(wù)必保證鐵水罐安全運(yùn)行；若鐵水罐符合加廢鋼條件，副搖指揮天車吊運(yùn)至廢鋼準(zhǔn)備區(qū)域落罐，要求確保罐內(nèi)無殘鐵，避免加廢鋼時(shí)發(fā)生事故。

（3）天車工吸專用廢鋼，向廢鋼斗內(nèi)放廢鋼時(shí)，務(wù)必做到廢鋼貼著包沿，不能距離過高造成對罐底沖擊。加料先使用大約1噸鋼屑鋪底，鋼屑要加在鐵水罐包底，上面再加入軋廢，避免軋廢或其他廢鋼沖擊包底。

（3）鐵水罐內(nèi)加廢鋼結(jié)束后，轉(zhuǎn)爐副搖指揮天車吊罐，廢鋼準(zhǔn)備負(fù)責(zé)監(jiān)督兩側(cè)龍門鉤均掛在耳軸擋板內(nèi)，副搖指揮天車安全運(yùn)行至混鐵爐落罐。

2 結(jié)語

一煉鋼車間通過積極采取措施減少熱量損失，增加外來熱量補(bǔ)給，在無廢鋼預(yù)熱的前提下，改善廢鋼入爐條件，優(yōu)化轉(zhuǎn)爐操作制度，從而達(dá)到穩(wěn)定操作，降低鐵水消耗，提高了廢鋼比，廢鋼比例較之前提高了5%，實(shí)現(xiàn)了效益最大化。