減少轉爐原輔料消耗的單渣冶煉工藝的優化研究

李 靜，唐 璟

（1.甘肅鋼鐵職業技術學院，甘肅 嘉峪關 735100；2.酒鋼集團榆中鋼鐵有限責任公司，甘肅 蘭州 730104）

煉鋼技術的發展，對我國經濟水平的提升產生了巨大的影響。但還需引起相關人員的重視度，結合煉鋼工藝分析，制定完善的生產流程，尤其是在生產過程中，傳統的加工方法已經無法滿足煉鋼行業發展需求，為在生產過程中減少轉爐原輔料的消耗量，還需對轉爐終點留渣量增大、煉鋼輔料加入制度等科學分析，在條件允許的情況下，可對其進行實踐探究，基于轉爐單渣冶煉條件下，能夠提升轉爐脫磷能力，確保轉爐脫磷效果，全面提高轉爐輔料的利用率，降低終渣堿度，從而確保煉鋼工藝質量。

1 優化煉鋼工藝流程

針對轉爐原輔料消耗的減少、優化單渣冶煉工藝流程的技術路線，本文選擇的是酒鋼集團榆鋼公司煉鋼案例。公司冶煉工藝主要采用的是鐵水-轉爐-精煉爐--連鑄的生產流程，并且強化了對此流程的實施力度，指標在2020年超過了預期的標準與要求，使鋼產量超過了270萬噸。

工廠自身發展情況分析，1座LF鋼包精煉爐、2座120t的頂底復吹轉爐?？紤]到鋼種的不同，主要采用的是鐵水-吹煉-精煉工藝流程[1]。現有爐渣成分如表1所示。

針對表1成分信息數據分析，主要是以轉爐冶煉為基礎條件，使轉爐留渣量不斷地增大。CaO元素的含量隨著生產過程推進，所占有的含量越來越高，對此，在加工前，還需要優化煉鋼工藝流程，在前期生產過程中，對爐渣堿度的控制，在整個吹煉的過程中不斷加料，能夠滿足加工需求。

2 轉爐終點留渣量的增加

圖1 出爐后爐渣溫度的變化情況

對轉爐留渣的操作，是以調渣、濺渣為基礎，結合具體要求把渣全部、部分留在爐內，把留在爐內的渣作為下一次爐鋼初期的渣，能夠有效節約資源[2]。但是在實施的過程中，還是會受到終點爐渣堿度過高、爐內溫度過高等因素的影響，使前期的石灰迅速地熔化。由于成渣的速度加快，就影響到轉爐脫磷的效率。

表1 現有爐渣成分

表2 采用優化后單渣冶煉工藝的煉鋼輔料消耗信息數據

同時，爐內留有大量的渣，在生產過程中會向外噴灑，一旦在操作的過程中對工藝流程掌握的不全面，就會因爐內渣的噴灑而危害工作人員的安全。

針對控制爐內渣的溫度，為控制爐內渣噴灑情況，還需要控制在1580℃以下，TFe低于25%，就能夠合理解決爐內渣噴濺的問題。下圖中給出某廠出爐后爐渣溫度的變化情況。

3 轉爐原輔料消耗的單渣冶煉工藝優化應用效果分析

針對轉爐原輔料消耗的單渣冶煉工藝的優化進行了相應的闡述，可以明確經過對其工藝的優化，可使轉爐終點的爐渣堿度降低[3]。對煉鋼工藝優化進行多次爐次的分析，統計信息數據如表2。

工藝優化最大的效果，是減少了石灰、輕燒白云石的加入量，能夠在工藝實施前，就計算出石灰、輕燒白云石的用量，可在前期就控制住石灰、輕燒白云石用量，為爐渣堿度降低提供有利條件。

在加工前對石灰、輕燒白云石量的加入，可促進石灰、輕燒白云石的溶解，增強高堿度渣的流動性，滿足煉鋼生產需求，又減少對煉鋼輔料的消耗。

3.1 煉鋼輔料消耗量對比

對轉爐原輔料消耗的單渣冶煉工藝的優化，能夠使轉爐吹煉終點爐渣堿度降低，工藝優化前是3.5～4.5，優化后降至3.0，明顯地減少了石灰材料的消耗量。

與此同時，還對終點爐渣中（MgO）的含量保持不變，就算是爐內的渣量減少，但也可以控制白云石的消耗量。而爐渣堿度的降低，使爐渣熔化速度加快，逐漸減少爐渣中（TFe）含量，提升了鋼水收得率。例如：某鋼廠轉爐工藝優化前與優化后鋼鐵料消耗的信息數據，工藝優化前，噸鋼渣量為95kg，噸鋼石灰消耗量為26kg，噸鋼輕燒消耗量為14kg，TFe為18%。而工藝優化后，噸鋼渣量為80kg，噸鋼石灰消耗量為21kg，噸鋼輕燒消耗量為11kg，TFe為16.8%。

3.2 降低轉爐終點爐渣堿度

通過對轉爐原輔料消耗的單渣冶煉工藝的優化，有效降低了轉爐終點爐渣的堿度，上面也提到了轉爐終點爐渣的主要成分，包括SiO2、MgO、P2O5、TFe、CaO、R、F(CaO)。其各含量與均值都有一定的說明。雖然我們已經詳細了解到轉爐終點爐渣的主要成分，但是爐內的渣是否會對爐襯造成侵蝕，還需結合實際情況進行詳細分析。結合其具體信息數據的詳細分析，當轉爐終點爐渣堿度控制為3.0時、（MgO）含量在8%～10%之間，那么MgO的飽和溶解度值就會超過預期值。

除此之外，還需要結合實際情況詳細分析，考慮到冶煉過程中，爐內的爐渣會濺出，直接影響著工作人員的安全，為此，還需要在工藝優化的過程中對爐渣濺出情況的進行詳細分析，如果是在高溫情況下，還應考慮減少爐渣的侵蝕性，滿足工藝需求。為防止爐內爐渣的濺出，可降低活性氧化鈣含量。在工藝優化前是7.2，而工藝優化后降低到3.3，可加快石灰的溶解速度，全面提高石灰脫磷效率。

4 結語

綜上所述，在現代化煉鋼行業的發展中，對煉鋼工藝提出更高的要求。在生產過程中有效減少轉爐原輔料消耗量，優化單渣冶煉工藝，對爐內爐渣含量、爐渣堿度進行有效控制，并把石灰在加工前加入到爐內，可提高轉爐脫磷效果。同時，通過對單渣冶煉工藝的優化，還可對終點爐渣堿度的有效控制，使終點爐渣堿度為達到3.0以上，其脫磷率遠遠超過了工藝優化前的80%，滿足煉鋼行業的工藝要求，確保了工藝質量與生產效率。