氮氣吹掃留渣操作在鞍鋼煉鋼廠的應用

金輝

【摘 要】闡述了氮氣吹掃留渣操作法有效的解決了石灰消耗高、過程易跑渣、渣中金屬液滴較多，渣鐵不容易分離造成放渣帶鐵，從而鋼鐵料消耗高，容易焊渣罐等問題，最終實現了降本增效的目的。

【關鍵詞】氮氣；吹掃；留渣操作；放渣帶鐵

中圖分類號： TN722 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0087-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.037

【Abstract】Nitrogen blowing the slag-remained operation Effectively solved the high cost of lime、running slag、more metallic droplets in the slag、Because the slag and the iron is not easy to separate，So the iron in slag.the ferrous charges consumption was increased，Easily soldered slag tank，Finally，the cost is reduced and the benefits are increased.

【Key words】Nitrogen blowing；The slag-remained operation；Released the iron in the slag

0 前言

鞍鋼某煉鋼分廠鐵水成分不穩定，波動較大，尤其是硅和磷含量遠遠超過正常范圍。為減少鋼中有害元素磷含量，提升品種鋼的質量，針對上述的鐵水條件，煉鋼總廠開展了轉爐特殊的留渣操作即雙渣留渣法，保證了煉鋼初期去磷，后期基本不回磷或少回磷效果，鋼水質量大大提高，同時又降低石灰單耗，降低生產成本。初期去磷后形成的泡沫渣，渣中金屬液滴較多，為減少倒渣帶來的鐵滴的損失，煉鋼總廠采取倒渣前用氮氣吹掃泡沫渣，減少渣中鐵滴的數量，間接提高了出鋼量，減少鐵損，相應降低了轉爐生產的噸鋼成本。

1 造渣方法的對比

氧氣轉爐常用的造渣方法有：單渣法、雙渣法、留渣法三種，煉鋼總廠的雙渣留渣加氮氣吹掃是在留渣法基礎上加以改良的一種特殊的造渣方法。

1.1 單渣法

在吹煉過程中只造1次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹煉終點出鋼。單渣操作工藝比較簡單，吹煉時間短，勞動條件好，易于實現自動控制。但僅限于鐵水硫磷含量低、硅含量低的條件下。對于高硅、高磷的鐵水就不太適用。

1.2 雙渣法

在吹煉中期倒出或扒除1/2～2/3爐渣，然后加入渣料重新造渣的方法為雙渣操作。采用雙渣操作可以在轉爐內保持最小的渣量，同時又能達到較高的去除磷硫效率。但雙渣操作會延長吹煉時間，增加熱量損失，降低金屬收得率，不利于自動控制，惡化勞動條件。

1.3 留渣法

將上爐終渣的一部分或全部留在爐內給下爐使用。終點熔渣的堿度高、溫度高，并且有一定（TFe）含量，留到下一爐有利于初期渣盡早形成，并且能提高前期去除磷硫的效率，有利于保護爐襯，節省石灰用量。

1.4 雙渣留渣法

將上爐終點渣的一部分或全部留在爐內，然后在吹煉第一期結束時倒出來，重新造渣。留渣雙渣法的終渣一般有高的堿度和比較高的∑（FeO）含量，對鐵水具有一定的去磷和去硫能力，且本身還含有大量的物理熱。將這種爐渣部分，甚至全部留在爐內，可以顯著加速下一爐初期渣的成渣過程，提高吹煉前期去磷和去硫率，節省石灰用量和提高轉爐的熱效率，同時，對于轉爐剩鋼的爐次采用留渣操作能避免焊渣罐，并且回收鋼水，增加金屬收得率和減少能源浪費。這種方法特別適用于高硅、高磷的鐵水。

2 氮氣吹掃留渣操作要點

2.1 確定留渣量

由于轉爐終點時的渣量受鐵水硅含量、物料加入量、終點含碳量等因素影響，轉爐渣量一般在8～12t（100t轉爐），生產中爐長并不能完全掌握爐內渣量多少，渣量過大對于下爐的全渣量操作易發生跑渣、煙塵外溢等異常操作，所以要改變原有的盲目留渣轉化為控制終點渣量，轉爐終點時要根據當前爐內的物料的加入量，終點含碳量等因素確定放渣量，以利于下爐留渣量合適。

如果鐵水硅含量超過0.5%，按硅含量每增加0.1%，渣量增加0.6～1噸，預判渣量。

如遇異常操作，如鐵水硅含量大于0.7%或出鋼碳小于0.05%時，采用少留渣。在濺渣后目測爐內渣量在3～4t較為合適，同時要根據下一爐冶煉鋼種是否合適留渣，在將進行相應操作，在得知鐵水成分后，要根據鐵水成分和廢鋼結構來確定留渣量。

2.2 全留渣操作

加完鐵水和廢鋼后，不加入任何溶劑，直接進行吹煉。全留渣可以有效的減小廢鋼對爐體的沖擊。吹煉氧壓控制在0.9～0.95MPa，槍位控制在1.8～2.6m之間。要求吹煉過程爐渣活躍，根據爐渣狀態調節槍位，由于全留渣操作容易造成打火困難，開吹需要大氧壓控制。因前期鋼渣分離較為困難，因此在放渣前的一分鐘內，保持爐渣處于活躍狀態大的同時，應利用氧氣采用較高槍位吹掃渣面 20～30秒。

2.3 倒前期渣時機的控制

倒前期渣時機選擇非常重要，倒前期渣時間過早會降低脫磷效果，增加石灰、鐵損；時間過晚，溫度升高碳氧激烈反應不易控制。時機選擇應根據各爐的化渣效果隨爐而異，原則上是讓前期渣中氧化鐵有個前高后低的變化過程。當硅錳氧化剛好結束此時提槍，渣中（FeO）含量最低，這樣就可減少放渣造成的鐵損。倒前期渣時機一般與硅錳氧化結束、鐵水的條件有著直接的關系。鐵水硅含量高，硅錳氧化結束時間長，則倒前期渣時間延長。

2.4 槍位的控制與氮氣吹掃控制

2.4.1 槍位控制

放渣的爐次打著火后，迅速降槍處于低槍位以加強熔池攪拌，放硅的爐次的槍位可適當高些，促進熔池快速形成爐渣覆蓋，有利于爐渣的放出。

2.4.2 氮氣吹掃控制

為便于渣鐵分離，目測為倒爐至60度出渣，出渣時渣流沒有鐵花為放渣情況良好，但平時提槍放渣時，爐渣中大量的金屬液滴會隨爐渣放出，造成放渣時紅煙四起，有金屬花。如果此時倒掉會造成渣中金屬的嚴重損失，為減少金屬損失，生產中采用提槍放渣前1左右分鐘向渣中直接吹掃氮氣，氮氣壓力一般10MPa，但遇到氮氣壓力低時則延長吹氮時間，長則2分鐘以上。在生產中吹氮氣槍位控制在距液面5米左右效果較好，氮氣壓力根據總管壓力越高越好，吹濺到爐口可見爐渣顆粒蹦起時抬槍放渣，時間大約是1左右分鐘，使爐渣中的金屬液滴有充分的時間通過渣層向鋼液中轉移，能有效的促進渣鐵分離。

3 氮氣吹掃留渣操作法應用效果

通過氮氣吹掃留渣操作方法即可有效去磷，又可節約石灰噸鋼用量，同時減少惡劣鐵水條件而造成的渣中帶鐵問題，有效的降低鋼鐵料消耗，通過試驗標定每爐減少帶鐵0.3噸左右。全年效益=年出鋼爐次*放渣比例*0.3*鐵水單價=22000*5%*0.3*2200=72.6萬。實際上正常鐵水條件目前也采用氮氣吹掃這種留渣操作，其效益遠超于上述結果。

4 結論

氮氣吹掃留渣操作該措施有效的解決了高硅鐵水冶煉熔時長、冶金石灰溶劑消耗高、過程易跑渣、渣鐵不容易分離造成放渣帶鐵，從而鋼鐵料消耗高，容易焊渣罐等問題，最終實現了降本增效的目的。

【參考文獻】

[1]馮捷，張紅文.《轉爐煉鋼生產》冶金工業出版社，2006.

[2]張芳.《轉爐煉鋼》化學工業出版社2008.