邯鋼三煉鋼廠復吹轉爐加配提溫劑實踐

賀亞龍， 關會遠， 樊文育

（河鋼集團邯鋼公司三煉鋼廠， 河北 邯鄲 056015）

受環保限產影響，（河鋼集團邯鋼公司全文簡稱邯鋼）鐵水產出受到限制，鐵水產量降低40%左右，鋼后系統增產受到關注。增加廢鋼配吃，降低鐵水消耗成為增鋼的手段。熱平衡作為轉爐煉鋼的重要理論基礎，它代表了煉鋼過程中的熱量來源和支出之間的平衡關系。廢鋼比增加，造成煉鋼過程中熱量支出增多，鐵水比降低，減少了熱量來源。于是轉爐通過增加提溫劑焦炭來彌補冶煉過程熱量不足的現象

1 生產現狀

邯鋼三煉鋼廠目前有頂底復吹轉爐4座，受環保限產影響，轉爐冶煉按照“四吹二”吹煉模式進行組織生產。當前鐵水供應方式主要按照“一罐到底”工藝執行，裝入量保證在（126±2）t。平均鐵水溫度在1 310℃左右。鐵水成分相對比較穩定（見表1）。

表1 鐵水平均成分 %

當前轉爐冶煉使用的散裝材料主要是石灰、輕燒白云石、，燒結礦、焦炭，化學成分相對比較穩定。成分見表2、表3、表4。

表2 石灰化學成分

表3 輕燒白云石化學成分

表4 焦炭成分 %

2 提溫劑發熱機理及用量

2.1 焦炭提溫劑增加熱量的機理

煉鋼熔池反應是在氧化性氣氛下進行的，加入焦炭后，焦炭與熔池中的氧氣發生化學反應，產生熱效應[1]。

熔池中90%的碳氧化生成CO，10%的碳氧化生成CO2。焦炭參與化學反應生成熱量，為熔池提溫，彌補廢鋼加入量大造成的熱量不平衡問題。熔池碳反應放熱值可參考表5[2]。

表5 碳反應熱效應值

實踐經驗表明加入1 t焦炭可使熔池升溫30～40℃[3]，說明冶煉中焦炭對熔池提溫有明顯的效果，可有效地彌補廢鋼增加帶來的熱量不平衡的現象。

2.2 焦炭加入量影響因素

煉鋼過程中變量較多，鐵水成分、鐵水溫度、鐵水廢鋼配比、廢鋼組成、焦炭加入時機、留渣量等因素都會影響焦炭使用量。

1）鐵水成分。鐵水成分代表了鐵水化學熱的多少，化學熱占熱量收入的45%左右。鐵水中的C、Si、Mn、P都是發熱元素。高爐生產中，鐵水中的C、Mn、P的含量波動不大，溫度控制要特別注意鐵水中的Si含量。

2）鐵水溫度代表了鐵水的物理熱，物理熱占熱量來源的52%左右。鐵水溫度高，可適當減少焦炭加入量。

3）鐵水廢鋼比對焦炭使用量影響很大，鐵水多、廢鋼少可減少焦炭使用量。但操作中應盡量將鐵水加到合適的量，保證降低鐵水消耗。

4）入爐廢鋼組成中如果鐵塊使用量大，可減少焦炭用量。壓塊比例高，可適當增加焦炭用量。

5）焦炭加入時機對熱量增加影響很大，冶煉前期加入，焦炭有足夠的時間燃燒，發出的熱量多；中后期加入，由于燃燒時間短或來不及燃燒造成發熱量降低。

6）留渣量的多少直接影響著發熱及焦炭的用量。渣量少，吸收的熱量就少，相對可降低焦炭用量

2.3 焦炭參考加入量及冶煉實踐數據

焦炭加入量是一個變量，主要是根據廢鋼的加入量來調整入爐焦炭量，來達到降鐵耗增鋼的目的。吹煉過程中根據實際情況作出調整。焦炭參考加入量見表6。

表6 焦炭加入量

通過2017年四季度提溫劑使用，以低碳鋼冶煉為例，固定1號轉爐作為數據收集源（數據經過刪選，鐵水成分、溫度、渣料量、廢鋼組成基本接近）。分為加焦炭前和加焦炭后對熔池溫度、鐵水消耗、廢鋼量的影響。數據見表7和表8。

表7 加入焦炭前部分冶煉數據

表8 加入焦炭后部分冶煉數據

3 實踐效果

1）通過操作實踐，合理控制焦炭加入量，熱量平衡能夠達到冶煉要求，保證冶煉過程平穩順行，減少了異常爐次的發生，鋼水質量得到保證。

2）加入焦炭能夠增加廢鋼用量，減少鐵水消耗。廢鋼入爐量從之前的11.8%提高到現在的24.3%，鐵水消耗從之前的988 kg/t降到870 kg/t左右，緩解了邯鋼鐵水不足的現象，同時增加了鋼產量，提高了效益。

3）焦炭參與冶煉過程，由于氧氣要與焦炭發生反應，使吹煉時間增加，平均增加吹煉時間在173 s左右，延長了冶煉周期。

4）焦炭加入后使得鋼水中的硫含量有所增加。由于后續鋼水經過精煉處理，對鋼水質量基本沒有影響。

5）由于焦炭加入導致吹煉過程溢渣嚴重，終點倒爐爐渣比較泡，大大延長了輔助時間，冶煉周期延長，降低了生產效率。這一點在生產實踐中還要進一步總結經驗，降低加入焦炭后的不良影響。

4 結語

邯鋼三煉鋼廠通過在轉爐冶煉中加入焦炭提溫劑，有針對性的對影響廢鋼加入量的因素進行優化，優化過程冶煉操作，使得鐵耗降到了比較低的水平，在不增加鐵水的情況下，鋼產量增加，帶來很大的經濟效益。生產實踐表明，加入焦炭提溫劑對降鐵耗是可行的。