轉(zhuǎn)爐煉鋼工序提高冶煉高碳鋼質(zhì)量工藝優(yōu)化

楊誼

摘 要：在轉(zhuǎn)爐煉鋼工序中，高碳鋼煉成率較低，根據(jù)我廠生產(chǎn)高碳鋼現(xiàn)狀，對冶煉高碳鋼時的要點及工藝進行總結(jié)與優(yōu)化，并總結(jié)出了一些能夠有效地對高碳鋼的質(zhì)量有所提高的措施。

關(guān)鍵詞：高碳鋼;終點碳;高拉補吹法;工藝優(yōu)化

Abstract：In the converter steelmaking process，the high carbon steel refining rate is low. According to the current situation of high carbon steel produced by our factory，the main points and processes of smelting high carbon steel are summarized and optimized，and some effective ones can be summarized. Measures to improve the quality of high carbon steel.

Key words：high carbon steel;end point carbon;high tensile blowing method;process optimization

轉(zhuǎn)爐煉鋼在當代煉鋼過程中依然保持領(lǐng)頭羊的主導(dǎo)地位，在將來也不可能被改變，轉(zhuǎn)爐煉鋼雖然是唯一可以實現(xiàn)總能耗為“負值”的工序，在當前只有通過促進各煉鋼工序流程的技術(shù)優(yōu)化，才能實現(xiàn)降本增效和節(jié)能減排的重要目標。

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點碳的控制方法

轉(zhuǎn)爐煉鋼一般有兩種不同的終點碳控制方法，分別是拉碳法和增碳法。增碳法主要通過在吹煉過程中將鋼水中的碳氧化到較低時提槍，成分合格倒爐出鋼，然后根據(jù)所煉鋼種要求碳含量加入增碳劑。增碳法缺點是鋼中氧含量高，增碳劑消耗量大，夾雜物較多，鋼水純凈度大大降低。[1] [2]為了保證碳成分均勻和脫氧效果，不得不增大鋼水攪拌強度和攪拌時間，這不僅延長了冶煉時間，增大了溫降，同時也給精煉爐增加了負擔(dān)，與此同時也增加了煉鋼成本。拉碳法一般分為兩種：一種為高拉補吹法，一種為一次拉碳法。[3]碳在實際操作上困難較大，尤其是在生產(chǎn)簾線鋼、軸承鋼等質(zhì)量要求比較高的高碳鋼時難度非常大。高拉補吹法具有鐵損少、鋼中氧含量低、鋼中夾雜物減少、合金收得率高，同時節(jié)省大量增碳劑等特點。

2、生產(chǎn)工藝及原料條件

我廠生產(chǎn)高碳鋼的工藝路線是;120t轉(zhuǎn)爐→120t精煉爐→連鑄160×160小方坯連鑄機。我廠轉(zhuǎn)爐造渣原料種類主要有石灰、輕燒白云石、生白云石。轉(zhuǎn)爐裝入量廢鋼大約25-30噸，鐵水115±2噸，鐵水溫度一般在1200°C -1400°C。冶煉所加石灰根據(jù)鐵水中Si含量來進行調(diào)整，確保可以達到脫磷和去夾雜的目的。

轉(zhuǎn)爐高拉碳操作，首先要創(chuàng)造好的脫磷條件：控制前期適當?shù)蜏貤l件、提高爐渣的氧化性和堿度、適當增大渣量，保證熔渣的流動性良好，促進保碳脫磷和均勻升溫的冶煉過程平穩(wěn)進行。

轉(zhuǎn)爐留渣根據(jù)前一爐鋼磷含量和終點碳含量決定：如果前爐鋼水磷含量低，終點碳含量高，則留渣量控制在2-3t左右;如果前爐鋼水磷含量高，終點碳含量低，爐渣氧化性強，就不留渣。兌完鐵水后搖正爐體，下槍吹煉，加入已稱好的第一批料，進行吹煉（簾線鋼4-5min左右，倒掉酸性渣，重新造渣），冶煉過程中槍位要比正常冶煉槍位提高一些，具體視爐內(nèi)反應(yīng)成渣情況，結(jié)合火焰狀況進行適當調(diào)整，高槍位主要是強化渣效果。第二批料加入，提高爐渣堿度，促進脫磷。吹煉過程讓渣化透，可分批少量加入石灰和礦石，防止過度噴濺和返干。下副槍第一次TSO測量完之后，根據(jù)測量的碳含量和溫度，對氧量進行適當?shù)恼{(diào)整以實現(xiàn)高拉碳，在達到終點前20s，槍位壓到最低，對熔池進行攪拌以均勻溫度和成分。我廠高碳鋼終點碳含量要求在0.1%以上，終點溫度1590°C以上，倒爐根據(jù)所煉鋼種來加入低氮碳球和低氮增碳劑。為了防止放鋼時回磷，我廠采取的具體措施是放鋼搖爐至102°左右加入擋渣錐擋渣，放鋼結(jié)束打開滑板機構(gòu)有效提高地出鋼擋渣效果，嚴格控制下渣量。放鋼時加入石灰等頂渣，調(diào)節(jié)好鋼包中氬氣流量和吹氬效果，抑制在鋼包中回磷。我廠常煉高碳鋼化學(xué)成分如下表：

3、目前煉鋼工序冶煉高碳鋼所存在的問題

3.1 轉(zhuǎn)爐脫磷與保碳難兼得

在冶煉高碳鋼過程中，最難的在于碳和磷難以實現(xiàn)二者兼得。使用增碳法雖然磷含量能夠確保達到要求，但是終點碳含量則很低;使用高拉補吹法碳含量可以保證，但是磷則有可能偏高，磷高點吹會導(dǎo)致鋼水氧化性變強，所用合金等輔料用量增大，對煉鋼成本得不到有效的把控。

3.2 難以控制噴濺

為提高脫磷率，必須保證全程高FeO成渣，但渣中FeO含量過高，既增加液相渣量，又降低爐渣表面張力，提高泡沫性，是誘發(fā)噴濺的重要原因。一般爐渣中的w （FeO）含量超過一定值，則產(chǎn)生大噴的可能性越高，轉(zhuǎn)爐冶煉更加困難。

3.3 終點判斷較難

轉(zhuǎn)爐吹煉到中后期，為提高轉(zhuǎn)爐冶煉的終點命中率一般會通過下副槍定碳、測溫來輔助判斷終點情況。良好的全程化渣是終點控制的保障，需保證終渣有一定的堿度。中期末爐口火焰逐漸發(fā)軟，且火焰伴隨著搖晃，隱約能看到氧槍則進入末期，鋼水中碳含量大概在0.20%左右。

4、工藝優(yōu)化措施

（一）鐵水扒渣：我廠目前轉(zhuǎn)爐所進鐵水只有冶煉一些對硫要求較高的品種鋼時進行KR脫硫扒渣，鐵水渣中大量的SiO2使轉(zhuǎn)爐爐渣堿度變小，冶煉過程中去除磷硫能力減弱，扒渣后可以大大減少轉(zhuǎn)爐渣料的用量。

（二）前期快速造渣：前爐渣子若較好，可以留渣2-3t，冶煉高碳鋼時前期加入渣料的同時加入部分礦石，冶煉開始石灰加入遵循少量多次。加入部分礦石可以提高爐渣的氧化性和加速初期渣的形成速度。

（三）減少合金與增碳劑的用量：使用副槍進行定碳、測溫，輔助爐長掌控終點，同時也要提高爐長的操作水平，盡可能的準確判斷終點碳、磷與溫度，避免出現(xiàn)多次點吹的情況，造成煉鋼成本增加。

參考文獻

[1]于國慶. 高碳鋼脫磷保碳工藝的研究與實踐[J]. 冶金叢刊，2015（3）：40?43.

[2] 慕進文.轉(zhuǎn)爐高拉碳單渣法冶煉高碳鋼[C]//第十七屆全國煉鋼學(xué)術(shù)會議文集杭州：54?58.

[3]吳全明，李瑛，劉廣君，等.高碳鋼轉(zhuǎn)爐冶煉過程高拉碳工藝研究[J].煉鋼，2015，31（3）;1.