提高轉(zhuǎn)爐脫磷效率的技術(shù)實(shí)踐

徐維利

(西林鋼鐵集團(tuán)有限公司， 黑龍江 伊春 153025)

西林鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鋼總廠主要生產(chǎn)品種為HRB400E、Q235B、Q195等，隨著產(chǎn)能不斷提高，生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快，對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中主要影響因素就是P元素控制不穩(wěn)定，影響終點(diǎn)命中率，限制了產(chǎn)能的充分發(fā)揮。經(jīng)過工藝技術(shù)優(yōu)化，使轉(zhuǎn)爐脫磷效率大幅度提高，一倒命中率達(dá)到75%，確保轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短，產(chǎn)能得到釋放。

1 影響轉(zhuǎn)爐脫磷率的主要問題

1.1 鐵水條件

表1 鐵水條件

1.2 存在問題

轉(zhuǎn)爐原料鐵水中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高、波動(dòng)大且?guī)г枯^大；石灰質(zhì)量不理想等因素造成轉(zhuǎn)爐吹煉過程及吹煉終點(diǎn)爐渣中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高平均(25%)，導(dǎo)致爐渣堿度偏低平均(R<2.0)，以及化渣效果不理想致使轉(zhuǎn)爐冶煉過程一倒脫磷率低，甚至發(fā)生“回磷”現(xiàn)象，使補(bǔ)吹時(shí)間較長，石灰消耗高造成吹損及耗氧量偏大、同時(shí)也使生產(chǎn)節(jié)奏受到限制、生產(chǎn)成本降低。

2 冶煉過程影響脫磷因素分析

針對(duì)上述問題，轉(zhuǎn)爐工序組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行攻關(guān)活動(dòng)，針對(duì)渣系的形成過程和轉(zhuǎn)爐冶煉操作過程進(jìn)行了大量的針對(duì)性試驗(yàn)和系統(tǒng)的研究，通過對(duì)冶煉過程各階段的鋼樣及渣樣分析，發(fā)現(xiàn)存在以下幾點(diǎn)因素影響轉(zhuǎn)爐脫磷率。

(1)冶煉前期石灰渣化緩慢不能形成良好堿度利于脫磷的爐渣，且鐵水中硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，爐渣中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，造成爐渣堿度偏低，脫磷率偏低。

表2 冶煉過程爐渣成份(各50爐數(shù)據(jù)) /%

從表2中可看出在冶煉不同時(shí)期爐渣中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均處于較低水平，渣中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高、CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低導(dǎo)致冶煉各階段R偏低，繼而使一倒脫磷率處于較低水平甚至一倒磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于入爐鐵水磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即產(chǎn)生“回磷”現(xiàn)象，是一倒脫磷率較低的主要原因。

(2)冶煉過程溫度控制不穩(wěn)定對(duì)轉(zhuǎn)爐脫磷率的影響。由于高爐鐵水存在混鐵爐兌入轉(zhuǎn)爐和“一罐到底”工藝制度并行，轉(zhuǎn)爐入爐鐵水溫度不穩(wěn)定，同時(shí)鐵水含硅量波動(dòng)較大，造成冶煉前期及終點(diǎn)溫度控制穩(wěn)定性差，對(duì)脫磷的熱力學(xué)條件影響較大。

(3)冶煉終點(diǎn)碳控制不穩(wěn)定，單純追求高拉碳操作，一倒碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動(dòng)大0.08%～0.30%，會(huì)影響脫磷的穩(wěn)定性。

(4)鐵水帶渣量大，達(dá)到1.5%。大量酸性渣入爐，一方面降低爐渣堿度，同時(shí)不利于前期石灰快速成渣，影響前期爐渣堿度的提高。

3 工藝改進(jìn)及優(yōu)化

(1)每爐要求取鐵樣，并測(cè)量鐵水溫度，為轉(zhuǎn)爐造渣材料及冷卻劑的加入量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格執(zhí)行轉(zhuǎn)爐裝入制度，使裝入量穩(wěn)定，為操作穩(wěn)定、熱平衡的控制穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。

(2)提高關(guān)鍵崗位員工操作水平，強(qiáng)調(diào)操槍工過程槍位控制和化渣意識(shí)，摒棄原來保守的以“不噴濺、吹煉平穩(wěn)”為原則操作上的錯(cuò)誤意識(shí)。

(3)操作模型的修改和制定，針對(duì)低Si鐵水(<0.40%)、中Si鐵水(0.40%～0.80%)和高Si鐵水(>0.80%)做出氧槍槍位及流量的調(diào)整，使操作更趨于簡(jiǎn)潔合理化。主要以提高過程渣中FeO為主導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)冶煉過程和吹煉終點(diǎn)前的化渣操作，及終點(diǎn)的深槍操作，保證對(duì)熔池的充分?jǐn)嚢瑁鶆虺煞趾蜏囟?，為脫磷?chuàng)造良好的動(dòng)力學(xué)條件。

(4)合理掌握含F(xiàn)eO冷卻材料的吸入量，如污泥球、鐵礦石等低價(jià)料，這樣既保證冶煉過程溫度控制趨于合理，避免熔池急冷急熱的現(xiàn)象發(fā)生，又可提高渣中FeO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，促進(jìn)爐渣進(jìn)一步熔化，使脫磷率得到大幅度提高，并通過這些低價(jià)料的吸入使鋼鐵料消耗得到進(jìn)一步降低，從而使成本情況得到改善。

(5)控制一倒w(C)在0.12%～0.20%之間，一倒溫度為1 600～1 640℃之間以保證合理的一倒成分控制及溫度控制在最佳狀態(tài)。

(6)提高白灰質(zhì)量，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管力度，為脫磷率創(chuàng)造有利條件。

(7) “爐型控制是基礎(chǔ)、熱平衡控制是關(guān)鍵”，對(duì)爐襯維護(hù)、爐底控制嚴(yán)格要求，為操作平穩(wěn)創(chuàng)造前提條件。

4 結(jié)語

通過以上技術(shù)改進(jìn)，冶煉效果明顯改善，爐渣中FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)得到一定幅度提高見表3。

表3 一倒情況 /%

表4 脫磷率情況(2013年) /%

從表4可看出，通過技術(shù)優(yōu)化后，轉(zhuǎn)爐脫磷率有效提高，并且趨于穩(wěn)定，石灰消耗明顯降低，因補(bǔ)吹脫磷處理時(shí)間短、吹損和氧氣消耗減少，鋼水氧化性降低生產(chǎn)節(jié)奏趨于合理，轉(zhuǎn)爐冶煉周期可縮短3min，使轉(zhuǎn)爐產(chǎn)能得到有效發(fā)揮。