淺析轉爐渣產生及控制

馮磊

（烏海市包鋼萬騰鋼鐵有限責任公司，內蒙古 烏海 016000）

針對包鋼萬騰目前轉爐渣渣量大及終渣TFe含量高，煉鋼制定一系列管控方案，主要通過優化生產組織模式，提升入爐鐵水條件，降低出鋼溫度，改進轉爐造渣工藝，提高轉爐一倒出鋼率，在保證轉爐脫磷、脫硫條件下降低爐渣渣量及TFe含量。

1 轉爐渣形成

爐渣一般是有鐵水中的Si、P、Mn、Fe的氧化及加入的白灰溶解而產生，另外，還有少量的其他渣料，如輕燒白云石、生白云石、石灰石等、帶入轉爐內的高爐渣、侵蝕的爐襯等。爐渣的氧化性和化學成分在很大程度上控制了吹煉過程中的反應速度，如果吹煉要在脫碳時同時脫磷，則必須控制（FeO）在一定范圍內，以保證白灰不斷溶解，形成一定堿度、一定數量的泡沫化爐渣，具體如下：

（1）轉爐開吹后，鐵水中的Si、Mn、Fe等元素氧化生成FeO、SiO2、MnO等氧化物進入渣中，這些氧化物相互作用生成許多礦物質，吹煉初期渣中的主要礦物質組成為各類橄欖石和玻璃體隨著爐渣中的白灰溶解，由于氧化鈣和二氧化硅的親和力較其他氧化物大，氧化鈣逐漸取代橄欖石中的其它氧化物，其中最穩定的是2CaO.SiO2，到吹煉后期，碳氧反應逐步減弱，FeO有所提高，石灰石進一步溶解，渣中可能出現鐵酸鈣。

（2）渣料的加入方法應根據爐內溫度和化渣情況，正確的確定渣料批量和加入時間，第一批渣料占總量的一半以上，在開吹時加入，其余第二批渣料在硅、錳氧化基本結束，頭批渣料已經化完，爐內溫度已經有所提高，碳火焰穩定時加入。二批渣料一次加入，也可以分為小批量多次加入，少量多批次加入對于石灰的熔化有利，但是，必須在終點拉碳前3分鐘內加完，以免影響渣中全鐵含量及鋼鐵料消耗。

表1

2 轉爐渣渣量大及終渣TFe高控制分析

（1）轉爐渣渣量數據核算，見表1。

根據現場廢鋼及渣量結構配比等，通過物料平衡計算及現場實際產生量，可以得出，噸鋼產生的轉爐渣渣量為

134.86kg/t。

（2）轉爐渣成分控制。

表2

由表2可以看出，2021年1～7月終渣FeO平均值16.44%。

3 轉爐渣渣量大及終渣TFe高控制措施

（1)入爐鐵水條件控制。針對不同的鐵水條件，制定不同的廢鋼及渣料結構配比，保證在脫磷、脫硫的條件下，實現少渣煉鋼，降低轉爐渣渣量的產生，對高硫鐵水入爐前進行KR脫硫扒渣，降低轉爐大渣量操作，具體如下：①確保入爐鐵水硫≤0.050%，入爐鐵水溫度≥1320℃。②如鐵水硫高，采用組包、混兌的方式，保證入爐鐵水硫≤0.050%。③現場鐵水無法組包、混兌時，鐵水進脫硫站，進行脫硫扒渣。（2）吹煉槍位控制。前期硅錳氧化期采用低槍位冶煉：有利于加強熔池攪拌力，促進FeO形成，更有利于前期早化渣，達到去磷效果。具體槍位控制在110～120mm，每班接班后第一爐鋼要進行液面測量，保證吹煉過程中槍位控制準確，同時，要測量爐口到爐底的距離，保證濺渣過程槍位的控制，要根據鐵水成分、溫度及時調整槍位100～200mm，吹煉前期和后期要提高供氧強度，保證熔池充分攪拌，確保成分和溫度的均勻性。吹煉前期槍位應采用高槍位，保證化渣效果，但是槍位不應太高，以免因后期FeO大量積聚，造成爆發性噴濺，因此，前期最佳槍位應該是爐渣剛到爐口而又不噴出。在吹煉中后期，發現有返干現象，及時提高槍位或者加入100～200kg的含鐵物料進行快速化渣，使渣中w(FeO)含量控制在12%～16%，吹煉后期要保證壓槍操作，加強熔池攪拌，均勻鋼水成分和溫度，降低終渣w(FeO)含量，達到出鋼要求（3）終點控制措施。在終點拉碳前3min必須進行壓槍操作，壓槍時間由原來的40s增加到50s，確保終點溫度大于1675℃，避免因溫度低，出現拉后吹現象。確保終點碳含量大于0.08%以上，控制好吹煉前期溫度不能上升太快，吹煉中后期熔池溫度過高，可以用生白云石替代含鐵物料進行降溫，杜絕因全鐵含量過高，出現爆發性噴濺。（4）工藝設備改進。實行鋼包全程加蓋，鋼包溫度由750℃提升到950℃以上，降低出鋼溫度15℃左右；對五孔氧槍頭參數進行改造，由原五孔喉口直徑31.5mm，出口直徑41.8m，夾角12.5°，經過3次改造，改為喉口直徑34.5mm，出口直徑45.2mm，夾角12°的槍頭，縮短供氧時間90s，縮短濺渣時間30s，提升冶煉周期2min，同時，降低轉爐噴濺現象產生。

4 優化實施后效果

通過以上工藝設備優化后，轉爐渣量由原來的134.86kg/t降低到120kg/t，轉爐渣中的Tfe含量降低到12.44%，鋼鐵料消耗明顯降低，鋼水過氧化爐次明顯減少，過程噴濺次數明顯減少，渣料成本及合金成本明顯降低，產品質量明顯提升，同時，濺渣護爐效果得到明顯改善，具體見表3。

表3

5 結語

針對包鋼萬騰目前轉爐渣渣量大及終渣TFe含量高，煉鋼制定一系列管控方案，通過優化生產組織模式，提升入爐鐵水條件，降低出鋼溫度，改進轉爐造渣工藝，提高轉爐一倒出鋼率，在保證轉爐脫磷、脫硫的條件下降低爐渣渣量及氧化鐵含量，轉爐渣量由134.86kg/t降低到120kg/t，終渣中TFe含量由16.44%降低到12.44%，煉鋼鋼鐵料消耗明顯降低，由原來的1065kg/t降低到1058kg/t，同時濺渣護爐效果得到了明顯改善，在降低各項生產成本的同時也提升了產品質量。