轉爐冶煉高碳鋼的工藝分析

張瑞峰（本溪鋼鐵集團公司煉鋼廠,遼寧　本溪　117000）

轉爐冶煉高碳鋼的工藝分析

張瑞峰
（本溪鋼鐵集團公司煉鋼廠,遼寧本溪117000）

轉爐煉鋼為工業生產了大量的鋼鐵，其生產速度快，以鐵水和廢鋼為主要工業原料，成本低，是目前使用最廣泛的煉鋼技術設備。高碳鋼在冶煉過程中有去磷、留碳和升溫等幾個難題需要解決，導致其對工藝的要求高。轉爐冶煉能夠有效地保證高碳鋼在冶煉過程中達到去磷，保留碳元素，減少廢渣的產生等目的，從而煉出品質高的高碳鋼。本文主要對轉爐冶煉高碳鋼的工藝進行分析。

轉爐；高碳鋼；工藝

0　引言

轉爐煉鋼是指在沒有其他能源的參與下，依靠鐵液自身的物理熱能和鐵液各組間發生化學反應產生的熱量在轉爐中完成煉鋼的過程。高碳鋼在轉爐冶煉主要分為增碳和高拉補吹兩中方法，兩種方法都會存在不同的缺點，會給下個工序的進程發展帶來阻礙。經過不斷的經驗總結和工藝的不斷改良，得出“雙控雙調”的改良方案，并取得佳績。

1　轉爐冶煉高碳鋼的操作流程與問題分析

1.1轉爐冶煉高碳鋼的的操作流程

轉爐冶煉的操作流程主要包括裝料、控制過程、終點控制增碳和脫氧合金化分析等多個流程。裝料過程對鐵水和廢鋼的比重都有一定的要求，提溫劑的比重也要按照一定的比重添加，并于裝料時一次性投入轉爐中。在過程控制中加入適量比重的石灰來實現去磷減渣的目的，保證鐵水不到處噴濺，不被返干，并在根據前期化渣溫度，在終點進行補吹來決定一倒拉碳。終點控制以“高拉補吹”為主要方法，進行擋渣出鋼，以控制好鋼鐵的厚薄程度。鋼鐵形成初期要依據火候情況加入適量的碳粉，調整合金的成分并對合金進行折算，以此來保證高碳鋼的質量品質。

1.2轉爐冶煉高碳鋼的問題

在轉爐冶煉高碳鋼的過程中，高碳鋼的磷和碳這兩個重要元素往往難以實現均衡發展，不容易協調。采用吹煉法可以實現留碳的目的，但會產生大量廢渣不利于去磷；而以磷為中心目標進行煉鋼，又會導致碳的比重過低。轉爐冶煉高碳鋼對溫度的要求也很高，碳作用時間短會導致溫度過低。但當對鋼水的溫度進行升溫時，碳的消耗量會跟著提升。也就是說，在轉爐冶煉高碳鋼中存在“碳溫”不協調發展的問題。所以，轉爐冶煉技術的主要目標就是在操作中協調“溫度、碳和磷”三要素的均衡，提升工藝技術，提高工作效率，抬升高碳鋼的質量品質。

2　工藝優化措施

2.1控制留渣量，確保去磷

冶煉高碳鋼采用常規的拉碳槍位，有利于留碳，但是由于爐渣的流動性比較差，且氧化性不好，常常會影響去磷的效果，從而阻礙的高碳鋼的生產效率。因此，只有在冶煉初期形成流動性好高堿度爐渣，才能保證降低終點控制的鋼成品的磷含量，減少冶煉工序。控制留渣量有利于保證足夠量的活性堿性爐渣，使爐渣具有較高的氧化性，從而提高化渣效果，使轉爐脫磷效果更好。留渣量的控制必須依據前一爐出鋼碳的含量和過氧化情況來確定，通過長時間的操作經驗反應，留渣量的最好范圍控制在2噸左右，對于過氧化的渣必須要采取堅決不能留的原則。

2.2調整供氧以及底吹氣體的強度，促進去磷

在轉爐冶煉高碳鐵的過程中，常常會加入一定比重的石灰粉來促進磷的化學反應，出去磷的含量，但這往往會容易產生大量的游離氧化鈣沉淀，形成新的廢渣，影響化渣進程，這就需要大量的氧化鐵來促進化渣效果。經過多次操作結果顯示，加強供氧的強度，能夠使氧氣流股的噴濺換進發生改變，使其對熔池表面的沖擊力降低，從而增加氧化鐵的含量，促進化磷效果。底吹氣體對廢渣之間的合金含量和質量起到了促進傳熱和傳熱的作用，對高碳鋼的冶煉過程有著不可取代的作用。因此，通過調整供氧以及底吹氣體的強度，促進去磷。

2.3槍位控制

高碳鋼的冶煉常常采用先低后高再低的冶煉原則，吹煉前期要快速形成堿性活性強的爐渣，提高脫磷的效率，增加氧化鐵含量，要將槍位控制在1.5-1.8米，其時間要控制在1.5-2分鐘，然后逐漸提升，從而為后期去磷工作奠定基礎；冶煉中期為了保證爐渣不噴濺，不返干，槍位應該要控制在1.9-2.5米之間；在冶煉后期，為了防止發生還原反應，碳氧化以及降碳速度加速等現象的發生，槍位控制在1.9米，時間控制為1.5-2分鐘之間，從而能夠改善化渣不良，碳氧化和回磷等狀況，提高冶煉效率。

2.4終點控制

在冶煉的各個流程中，原料的分量始終會有變化，從而給終點的溫度、碳素等留下處理的空間余地，高碳鋼往往采用1到2分鐘的點吹時間來實現高拉碳的一次性補吹，從而把握好對碳的控制。碳的把握還需要對點吹速度進行控制，這可依據終渣的流動性來進行分析調控。粘性越高的終渣，其點吹速度必須越高，所以掌握好槍位也是重點控制的方向。取樣過程的控制是終點控制的關鍵，取樣樣品成分不均，不具有代表性往往是導致改鋼的主要原因，因此取樣時必須要有深度，強化去磷的各個操作，盡量取熔池深處的樣品，并且要取多取滿。并且為了防止終點碳含量無法控制，氧化鐵與碳發生化學反應，導致爐渣過多造成倒渣困難等現象的產生，在倒爐前要根據爐渣的質量情況，采用氧氣流沖擊熔爐表明，并加入鐵礬土進行廢渣壓縮。冶煉終點，轉爐的溫度會大大降低，在等待樣品實驗結果也會耗費一定的熱量，可以采用溫度高的鋼水罐進行保溫，并采用擋渣設備進行擋渣去渣，保證徹底去磷，留碳和升溫三者的協調。

3　結語

轉爐冶煉高碳鋼通過對留渣量控制、槍位控制、調整供氧以及底吹氣體的強度和終點控制四個流程的工藝優化，保證了留渣量，杜絕過氧化渣的留存，實現了留碳有去磷的協調目標，及早地防止化渣不良和回磷現象的產生，從而使冶煉高碳鋼的合格率得到大大的提升，促進了高碳鋼工業的穩定發展。

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