低硅铁水留渣少渣冶炼的应用
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【摘 要】介绍低硅铁水的冶炼的现状，通过优化留渣操作模式，解决了低硅铁水炼钢的造渣 、脱磷 、脱硫、粘枪等技术难题 ，实现了低硅铁水条件下，降低了石灰消耗、提高了金属收得率，减少资源浪费，降低生产成本。
【关键词】低硅铁水；少渣；留渣；成渣；脱磷
0 引言
随着降本增效的力度加大，济钢210转炉区域的入炉铁水硅含量明显降低，低硅铁水对炼钢工艺提出了更高的技术要求。针对转炉低硅铁水成渣困难，且易粘枪、粘烟罩等问题，通过优化留渣模式，对低硅铁水留渣少渣工艺进行了分析探讨，解决了低硅铁水的成渣、脱磷、喷溅、粘枪等问题，降低了石灰消耗、提高了金属收得率。
1 炼钢工艺条件
济钢210区域转炉采用干法除尘工艺和达涅利康力斯的转炉副枪系、静态和动态控制模（SDM）自动化技术，转炉公称容量210t；有效容积211m3；炉容比1.0m/t。氧枪外径qb355mm；最大氧气流量：66150Nm3/h；喷头形式为5孔拉瓦尔型水冷铸造喷头。
2 低硅冶炼的现状
单纯少渣冶炼：
采用单纯少渣冶炼，不留渣。通过适当降低铁水比，提高入炉废钢量，减少冷却剂使用。根据铁水硅含量准确计算石灰白云石加入量，减少石灰白云石总量。通过一段时间的运行后，发现单纯少渣冶炼存在以下问题：
1）渣量偏小，脱磷效果差，冶炼低磷钢种难度大。
2）冷却剂用量减少，前期温度偏高，脱磷效果下降，通过提高后期渣中（FeO）含量和降低过程温度来保持脱磷效率，造成终渣氧化性过高，转炉终点碳偏低，钢铁料消耗较高。
3）渣量过少，氧化性高，溅渣护炉效果差。
4）冶炼过程控制难度大，返干或喷溅，易造成粘枪。
单纯少渣冶炼对铁水废钢以及辅原料质量要求极其苛刻，那部分存在问题都对冶炼影响极大，尤其是石灰质量。当然也可以根据计划钢种要求，对部分钢种对终点温度、磷要求不高的，通过调整吹炼模式，合理调整加料、枪位、供氧强度等达到冶炼目的。
3 低硅留渣少渣冶炼模式的应用
3.1 留渣少渣冶炼
我厂开始逐步摸索留渣少渣冶炼工艺，该工艺主要采取以下几个措施：
1）结合铁水条件由高硅低温模式向低硅高温模式改变，铁水硅由0.48%降低到目前的0.29%，入炉铁水温度由1341升高到1377.从而使得转炉具备了少渣冶炼的基础。
表1 铁水情况对比
2）优化装入制度，适当降低铁水比，避免由于转炉热量富裕，造成冷却剂加入量过大，从而导致渣量增加，将铁水比由原来的92%降低到目前的88%。
3）留渣少渣操作，将前一炉溅完渣的炉渣倒掉约2/3，剩余部分留在炉内，参与下炉反应，同时减少石灰加入量，达到控制渣量的目的；转炉终点渣具有高碱度和高氧化性的特点，可以加速前期石灰熔化成渣和脱磷、并回收渣中金属，对于降低石灰消耗、钢铁料消耗和转炉脱磷都有很大帮助。
4）留渣少渣冶炼模式实验过程出现的问题及解决办法
转炉留渣工艺的改变也给转炉操作带来了一些问题，造成冶炼操作难度加大，一定程度上影响了转炉的稳定生产。我们通过不断优化操作，逐渐解决了这些问题。
（1）开吹打火困难，我厂210转炉采用干法除尘系统，为了避免开吹时除尘系统泄爆，采用低流量打火。装完铁后，由于上炉留下的液态炉渣覆盖在铁水表面，由于转炉开吹打火流量小，易造成打火困难，氧气利用率下降，转炉烟气中的氧含量增加，导致LT系统泄爆，转炉停吹，影响安全生产。
通过增加溅渣调料量和溅渣时间，使转炉后渣变干，并准确控制留渣量，以免炉渣将铁水液面全部覆盖，保证打火效果，从而有效的避免了由于打火不畅造成LT泄爆事故的发生，保证了生产的稳定。
（2）吹炼过程脱碳慢，终渣过泡，无法直接出钢。针对该问题，通过适当减少留渣量，调整吹炼过程氧气流量和枪位，减少中后期含铁原料的加入量，可以有效控制该问题。
（3）连续留渣，造成终渣氧化性高，溅渣溅渣护炉效果差，影响炉衬维护。
调整石灰白云石配比，适当增加白云石加入量，提高炉渣氧化镁含量和粘度，保证溅渣效果。另外，可以通过出钢前倒出部分炉渣，减少溅渣总渣量，从而降低溅渣调料用量。也可以根据终渣情况加入调质剂（脱渣中氧的）同时确保渣量保证溅渣效果。
表2 不同操作模式渣样成分对比
3.2 留渣少渣冶炼的特点
1）溶剂加入量减少，吨钢石灰白云石加入量由78kg降低到57kg，大大降低了生产成本，减少了资源浪费。
2）炉渣排放量减少，2014年平均炉渣排放量比2012年降低了24kg，大大减少了废弃物的排放。
3）钢铁料消耗大幅度降低，2014年钢铁料消耗达到1065kg/t钢，比2012年底下降12kg/t钢。
4）转炉终点磷控制水平提高，比2013年前下降0.003%，可以稳定生产成品磷要求小于0.010%的钢种。
5）溅渣护炉效果提高。渣量合适，MgO含量适当，溅渣效果明显提高。
表3 主要指标对比
6）保证化渣及渣量，减少粘枪几率。
7）留渣操作拉碳速率相对较慢，因此，应重点关注枪位变化，尤其低枪位拉碳时间，避免炉渣表面张力过大，造成转炉终渣泡沫性严重。
4 结论
1）低硅铁水冶炼成渣困难，容易造成粘枪、粘烟罩，脱磷难。
2）低硅铁水单纯的少渣冶炼对铁水废钢以及辅原料质量要求极其苛刻，那部分存在问题都对冶炼影响极大，尤其是石灰质量。
3）低硅铁水通过留渣少渣冶炼，降低石灰和铁损，减少氧耗为企业带来明显的效益。
【参考文献】
[1]黄希祜.钢铁冶金原理[M].北京：冶金工业出版社，2002.
[2]杨利彬，等.转炉少渣冶炼的试验研究及工艺控制[J].炼钢，2013，6.
[责任编辑：汤静]
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