轉爐留渣法煉鋼技術研究及推廣意義

李勇 李春雷 胡克（寶鋼湛江鋼鐵有限公司，廣東 湛江524000）

0 引言

轉爐煉鋼技術在近20 年間科技創新成績顯著，國內煉鋼界對復吹轉爐煉鋼工藝的改進也在不斷跟進和自我發展中，從復吹轉爐低吹元件一次性壽命與濺渣護爐的轉爐爐齡同步技術，到復吹轉爐冶煉技術在鋼鐵生產流程中應具備的功能和作用進行了深入研究[1]。在當前鋼鐵形勢下，簡單，高效，低成本，改善鋼材質量的的技術途徑顯得尤為迫切，而轉爐煉鋼留渣技術就是值得研究和推廣的一項煉鋼技術。根據文獻記載，最早原蘇聯亞速夫鋼廠平爐冶煉采用留渣操作，基于此，蘇聯專家菲力奇肯建議上海鋼鐵公司在側吹堿性轉爐上采用留渣操作，薛宜達等人進行了實驗[2]。我們國內鋼廠，如唐鋼、鞍鋼、梅鋼、湛江鋼鐵等均在頂底復吹轉爐上，進行了留渣工業試驗，取得了一定的成果和經驗。然而由于作業安全因素得不到保證，在兌鐵和吹煉過程中出現噴濺，因此留渣操作推廣過程中遇到一定阻力。

1 轉爐煉鋼留渣技術原理以及特點

轉爐留渣法技術原理：將上一爐2/3 的終渣留在爐內濺渣護爐后，作為下一爐鋼初期渣，利用其高溫，高堿度，高T.Fe 以及含有MgO 的堿性渣特點促進石灰輕燒快速熔化成渣和前期脫磷，從而降低石灰和輕燒消耗，提高鋼水收得率。轉爐留渣法技術能夠極大的減少造渣劑石灰和輕燒的使用量，從而降低生產成本，生產實踐表明，對于P含量在150ppm及以上的鋼種，實際效果更為明顯。因此，轉爐留渣法的應用特點有三個：其一，充分利用留渣的熱量，減少轉爐內部的熱量損失，提高前起化渣效率；其二，爐渣自身具有的堿性，成渣快，提高前期脫磷效率，保證鋼水成份合格；其三，根據以上爐渣特性，降低輔料的投入和使用，減少實際生產成本。

2 轉爐留渣中技術參數控制要點

對于實際生產過程而言，不僅要做好基礎設備與資源保障，更要實際確保生產過程當中的技術參數。技術參數是主要的影響因素。具體而言，對于轉爐留渣法的技術參數控制要點分為：留渣量大小、留渣次數以及留渣安全性等。

2.1 留渣量大小

在實際煉鋼生產過程當中，盡管使用轉爐留渣法能夠實現高效率、低成本的生產，但實際上若是對于留渣量的控制不得當，也會造成生產異常。一是對于留渣量過大的問題，盡管過程當中能夠實現脫磷，但由于留渣量過大導致脫磷期間爐渣的堿度提升，并且粘度增大，最終造成鋼鐵料的消耗量增多；二是若是留渣量過少，濺渣護爐效果下降，無法發揮留渣作用，反而造成異常發生。從而實際生產過程中根據爐渣中的CaO 平衡估算進行準確控制。以此經過分析和計算，確定最終的留渣量大小。

2.2 留渣比例和連續次數

在實際作業過程中，由于濺渣護爐的技術對渣量要求較為嚴格，留渣比例過高以及留渣量管控不當造成爐況異常波動，增加了生產安全風險和爐況維護成本，目前湛江鋼鐵煉鋼廠留渣比例控制在60%。另外，連續多爐次的留渣，爐渣循環利用，同時渣中的有害無知勢必會積累，如渣中P2O5 含量超過飽和值時，繼續留渣，將無法其前期脫磷的效果，則會對于實際生產鋼水的成份和純凈度造成較大影響。因此實際的留渣比例和次數要根據實際渣的使用循環次數和渣容量變化等多方面因素共同考慮。

2.3 留渣安全性

從留渣技術開始出現，未推廣的最重要的原因就是其存在一定的安全隱患。采取留渣后，進廢鋼后，兌入鐵水，由于爐渣中含有15%～20%的FeO，與鐵水中碳反應，會在瞬間產生大量的氣體，夾帶鐵水、爐渣，造成噴濺事故，所以這樣的過程和現象就極易造成安全事故。牛興明[6]、郭傳杰[7]、王寶奇[8]、王德勇[9]等人從原理上分析噴濺的主要反應是

從熱力學和動力學兩方面研究分析了留渣操作的產生安全隱患的影響因素，提出控制爐渣溫度和控制爐渣粘度（爐渣FeO 濃度）是安全留渣的前提，同時指出控制鐵水入爐速度是控制噴濺的重要環節。

3 轉爐留渣法煉鋼技術的優化以及推廣意義

盡管現階段轉爐留渣法煉鋼技術得到了更加廣泛的應用，也通過對實際應用的分析，了解到其技術和方法具有的先進效果。但整體上仍存在不完善之處，以此為了達到更好的煉鋼效果，充分發揮轉爐留渣法的有效作用和技術效果，就切實需要對其工藝和操作方式進行優化與改進。

3.1 提升前期脫磷效率以及安全性

盡管將前期溫度進行穩定控制，并盡量延長供氧時間和多留渣，對于提升前期脫磷效率有很好的幫助，但經過實際研究和分析發現，其過程中影響脫磷效果的因素主要在于堿度和渣量。從而基于此，需要對過程和技術進行優化與調整。其一，采用留渣雙渣法，提高前期開吹流量，有效延長一次倒渣時間在2min左右，適當的增加留渣量或留整爐渣；其二，嚴重拉后吹爐次禁止留渣法作業，防止渣中FeO 太多導致噴濺（規定停吹游離氧≥900ppm 或者350t 轉爐留渣法冶煉技術研究及實踐停吹碳≤0.03%的爐次，禁止留渣法作業），從而調整合適的留渣量。

3.2 穩定留渣量

留渣量的穩定與否也會實際影響到冶煉效果，因此在生產過程當中需要相關工作人員根據實際生產冶煉情況，倒渣過程中全程跟蹤觀察，結合倒渣的角度，爐內渣線來判斷留渣量，從而確保爐內的留渣能夠穩定。與此同時，留渣過程中會存在爐渣發泡，渣子稀等情況，從而此時可以氮氣濺渣1min，降低渣溫和稠化，控制問題的發生。進而能夠實現穩定的生產和實現渣量的穩定控制。

3.3 轉爐留渣法煉鋼技術推廣意義

從實際生產和技術發展過程來看，這種技術具有較為穩定應用前景，并且借助實際應用實踐可以看出，在生產效率和質量以及減少生產成本方面，轉爐留渣法都能夠體現出較好的特性。如今國內外在此法基礎上創新了更多新工藝和新技術，如留渣雙渣法煉鋼技術等研究和運用。所以可見，其方法和技術的推廣以及深入應用，不僅在世界領域內能夠產生較大的影響，也更對于我國作為一個生產制造大國，能夠起到很好的技術創新作用與發展帶動作用。

4 結語

轉爐留渣法煉鋼技術的普及和推廣以及具體應用，為世界冶煉技術發展做出了極大的貢獻，并且隨著全世界工業發展的速度越來越快，這種技術的實際應用價值也好會越來越明顯。以此在明確技術應用方法和工藝的基礎上，做好對技術的創新與完善，將會進一步提升技術應用價值。