淺議少渣煉鋼工藝的進步與展望

■張永轟 ■方大集團江西萍鋼實業股份公司安源煉鋼廠，江西 萍鄉 337000

在當今科學技術發展迅猛的時代，鋼鐵冶煉行業的煉鋼工藝也得到了快速的進步。少渣煉鋼工藝是在鐵水進行“三脫”的環節中逐漸發展而來的。這種工藝的出現明顯改善了原本的煉鋼工藝，有著能源消耗量小，減少環境污染等優勢，在當前已經被廣泛的應用，下面將對少渣煉鋼工藝的進步和展望進行分析。

1 少渣煉鋼工藝概述

轉爐少渣煉鋼工藝的主要中心思想是對脫碳的爐渣進行循環利用，將上一個轉爐脫碳之后剩余的爐渣再轉換到下一個爐內進行使用，從而打破傳統煉鋼過程中排除堿度過高的爐渣現象。同時也能有效地提升轉爐中爐渣的量，使得最終所排除的爐渣含堿度能夠達到規定的標準。我國很多鋼鐵生產企業都比較重視對少渣煉鋼工藝的研究，但在進行轉爐的過程中時常會發生噴濺的現象。為了減少這樣的問題發生，相關的工作人員仍然需要不斷地進行嘗試和驗證，找到科學的煉鋼工藝。少渣煉鋼工藝的快速發展不僅使高效脫磷和金屬噴濺等難題得到了解決，同時還研發了轉爐脫碳階段的控制模式。

2 少渣煉鋼工藝流程

2.1 傳統煉鋼過程

傳統煉鋼工藝流程莫斯主要是先把鐵水進行脫硫，然后進行預處理，然后再將處理好的容易轉入到爐中進行冶煉［1］。在傳統的煉鋼工藝當中，轉爐中的煉鋼渣含量比較大，同時轉爐渣中氧化鐵的含量也比較高，因此，使用傳統的煉鋼工藝進行冶煉將會消耗大量的能源和材料。

2.2 “三脫”工藝流程

“三脫”工藝主要是將鐵水放入到鐵水溝當中來進行“三脫”處理，然后進行預埋處理，預埋處理之后將其放入到復吹轉爐中來使用少渣煉鋼工藝。使用這種工藝進行煉鋼有一個十分明顯的缺點，那就是對其進行脫磷處理之前要先進行脫硅處理，這個過程中會造成脫磷渣的堿度提高，使得脫磷渣很難在得到有效的利用。

2.3 轉爐鐵水脫磷工藝

這種工藝的流程與“三脫”工藝相比較有著一定的相似之處，但這種工藝在進行鐵水的脫磷處理過程中會在轉爐中進行。轉爐的空間比較大，同時有著良好的反應動力學條件，所產生的成本較低，因此比較適合進行脫磷處理［2］。在整個工藝流程當中主要的一項工藝是在兩座轉爐中進行同時的工作，當中的一座轉爐用來進行鐵水脫磷工作，另外一臺則用來對脫磷爐當中含量較低的鐵水進行脫碳工作。近年來煉鋼技術得到了快速的發展，工藝也在不斷成熟，可以將脫碳的過程中產生的脫碳渣運送到脫磷爐當中，然后將脫磷后的鐵水在進行脫碳，通過這樣的方式能有效的提升煉鋼的純度。

總之，轉爐少渣煉鋼一定要先通過對鐵水的預處理過程。只有將鐵水事先進行了“三脫”處理之后，鐵水中的硅、磷和硫的含量才能基本上達到煉鋼的要求。此外應注意在進行少渣煉鋼脫碳轉爐過程中，操作任務產生了變化，工藝制度也一定要隨之進行調整。

3 少渣煉鋼工藝的制度分析

3.1 供氣制度

在少渣煉鋼脫碳轉爐的整個過程中，頂吹氧槍槍位使用“高——低——低”的控制方式是比較科學的。由于入爐的鐵水硅含量和錳含量都比較低，渣量也比較少，前期槍位會十分容易出現金屬噴濺的現象。硅含量的減少給煉鋼的初級階段造成了一定的麻煩，通過高槍位的操作方式則能更加快速的成渣，提升吹煉前期的渣中氧化鐵的含量，然后在根據實際需要來逐漸的降低槍位。少渣吹煉的與傳統的吹煉方式相比較而言，前期的含氧氣流量應適當的降低，這樣有利于減少鐵的損失，同時提升錳的收得率。

3.2 造渣制度

在轉爐少渣吹煉的過程中，生石灰和其他的造渣材料在開始吹煉時就投入，或者在中期階段投入。通常來說不加入螢石，轉爐化渣效果不好的情況下可以適當的投入一些螢石幫助化渣。當鐵水經過了“三脫”處理之后，少渣吹煉應當結合留渣操作。在神戶制鋼進行少渣吹煉的過程中，發現連續三爐以上都使用小于二十千克的少渣量進行操作，爐襯上幾乎沒有熔渣，耐火材料比較容易受到影響產生腐蝕現象，最終對轉爐的使用年限造成影響。因此，制鋼將渣量通常會控制在每噸剛四十千克的渣量。

3.3 溫度制度

在利用“三脫”鐵水吹煉工藝的過程中，確定溫度制度的主要在于科學合理的選擇造渣料以及廢鋼的用量，以此來均衡印鐵水溫度降低而造成的熱量變化。通常來說減少造渣量和廢鋼的用量就能是溫度得以平衡［3］。一般進行“三脫”鐵水少渣吹煉過程中，停吹的溫度會在1657 攝氏度左右，而進行過脫硫的鐵水預處理吹煉中，停吹溫度一般在1655 攝氏度左右。

3.4 轉爐內部分合金化制度

在對鐵水進行過“三脫”之后就會實現少渣的煉鋼，這樣一來就會使造渣量的消耗相對的減少［4］。但如果有較高的熱量存在的話，就可以對錳直接的進行合金化，從而通過對堿度的控制來實現造渣中的鐵含量降低。

3.5 脫磷反映

少渣冶煉技術中主要分為脫磷階段和脫碳階段。在進行吹煉的前期階段中鐵水中含有的磷迅速的減少，當吹煉到一定時間之后，隨著溫度的上升，鐵水中的磷含量也會逐漸減少。適當的降低前期頂吹氧氣強度，搶位按照由高到低的順序來進行控制，同時在適當的時候加入輔助料進行少渣煉鋼，通過這樣的方式來進行煉鋼能有效提升轉爐脫磷效率，穩定了鋼水當中的磷含量，保證鋼的純凈度得到提升。

4 未來前景展望

相關資料顯示轉爐脫碳渣用于另一座轉爐進行脫磷的過程中，每生產一噸的鋼水所消耗的石灰會比傳統的冶煉方式消耗減少40%，同時每噸降低成本大概在70 元左右。轉爐使用少渣冶煉工藝進行，則可以有效的提升提水的利用率，提升企業的經濟效益。少渣煉鋼所使用的鐵水硅含量十分低，因此造渣所使用的石灰含量也明顯的下降，有效地降低了渣料的消耗和能源的消耗，同時減少了污染物的排放量，為環境保護作出了貢獻。由于轉爐內渣含量較少，氧氣能夠得到充分的利用吹煉重點鋼水中含氧量較低。少渣煉鋼工藝有效的縮短了冶煉的時間，提升了轉爐的應用效率，同時也延長了轉爐的使用年限。此外，少渣煉鋼工藝提升了鋼水的純度，使鋼材的生產更加純凈［5］。通過國外的一些相關研究和實踐可以看出，少渣煉鋼工藝比較適合進行大量的純凈鋼材生產，鋼鐵產量的日益增加勢必會給環境和資源帶來影響，同時也有可能受到資源的限制。而在鋼材的生產中采用少渣煉鋼工藝則能有效的降低能源消耗，為可持續發展提供了基礎，有利于緩解我國當前緊張的環境資源，發展前景十分樂觀。

5 結語

隨著我國的科學技術不斷進步，各行各業也得到了快速的發展。對于鋼鐵行業來說煉鋼的工藝對煉鋼的最終效果和質量來說有著重要的作用。因此，鋼鐵冶煉企業應不斷地完善煉鋼工藝，為鋼鐵行業的發展提供更加有效的方式。少渣煉鋼工藝在當前的煉鋼工藝中是應用的比較廣泛的一種工藝，不僅能有效地提升鋼材冶煉的純度，同時也能有效的減少環境污染，對環境起到良好的保護作用。

［1］程玉林.日、法12 家公司完成“新煉鋼工藝”的開發［J］.山東冶金，2010，07(03):40-44.

［2］劉志.集裝箱板煉鋼工藝優化與實踐［J］.冶金叢刊，2012，03(05):32-36.

［3］殷寶言.對少渣煉鋼工藝的進步與展望研究［J］.上海金屬，2011，04(02):50-52.

［4］王軍.湘鋼簾線鋼煉鋼工藝控制［J］.金屬材料與冶金工程，2010，11(01):44-47.

［5］石丹宇，戴超軍.少渣煉鋼工藝的進步分析［J］.河南科技，2013，07(18):60-62.