LF精煉液態渣循環利用實踐

李海洋，呂圣會，王克忠（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪271100）

?

LF精煉液態渣循環利用實踐

李海洋，呂圣會，王克忠
（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東萊蕪271100）

摘要：山東泰山鋼鐵集團煉鋼廠通過選擇渣系、調整造渣參數、控制循環次數、調整精煉倒渣比例等措施進行LF精煉液態渣循環利用，有效地控制精煉生產成本，提高了金屬收得率，噸鋼降低精煉石灰用量1.67～2.87 kg，噸鋼節約合金消耗約0.11～0.22 kg，減少了環境污染。

關鍵詞：LF精煉；液態渣；循環利用

1　前　言

精煉渣具有堿度高、還原性強等特點，鋼水在精煉前將部分精煉渣倒入，在保證鋼水質量的情況下，將精煉渣循環利用起來，不但降低精煉過程中輔料和合金消耗，還能將鋼包余鋼全部回收利用，有效降低綜合成本。

山東泰山鋼鐵集團煉鋼廠主要生產設備有1套KR鐵水預處理系統，2座60 t氧氣頂吹轉爐，1座60 t LF鋼包精煉爐，2臺兩機兩流直弧板坯連鑄機，通過LF精煉的鋼種有SPHC、D，Q345B、C、D、E，SS400，45#鋼，SPA-H，汽車用鋼等，每月精煉產量比例在50%以上，噸鋼產生的精煉爐渣約10～13 kg，澆注完畢的精煉液態渣及澆余倒入渣盆，自然冷卻后，再通過熱燜渣及磁選處理回收利用。在此過程中，精煉渣粉化引起的環境污染較為嚴重［1］，且返還料加工成本較高，增加了煉鋼的生產加工成本。為此，泰鋼煉鋼廠進行了精煉液態渣循環利用的研究，并投入到精煉生產實踐中。

2　精煉渣系組成

2.1渣系的選擇

精煉過程中，通過調整爐渣的堿度、爐內還原性以及喂絲Ca處理的方式，鋼水中的夾雜物變形和上浮，達到凈化鋼水、提高鋼水可澆性的目的。為取得最佳的精煉操作效果，要求精煉渣要具備合成渣的特點。合成渣主要的渣系控制主要有以下幾類，分別是CaO-Al2O3系、CaO-SiO2-Al2O3系、CaOSiO2-CaF2系等。

根據泰鋼煉鋼廠生產實際需要和所精煉鋼種的要求，60 t LF精煉爐采用的是CaO-SiO2-Al2O3三元渣系。其中CaO：48%～58%，SiO2：6%～11%，Al2O3：15%～30%，MgO：6%～10%。

2.2精煉渣的組成

精煉渣來源于冶煉過程中加入的造渣劑、精煉劑以及冶煉形成產物和侵蝕的耐材，主要由CaO、Al2O3、SiO2等氧化物，脫磷、脫硫產物以及CaF2等鹵化物組成。表1為精煉過程加入輔料的化學成分和加入數量。

表1　LF精煉爐造渣時加入渣料的成分及加入量

2.3精煉渣的主要成分

泰鋼煉鋼廠通過精煉的主要鋼種為Q345B、SPHC和冷軋Q195，這三個鋼種的產量約占整個精煉鋼種的90%以上。精煉渣的循環應用主要在Q345B、SPHC和冷軋Q195等鋼種上進行循環利用實踐。表2為推薦（鋁鎮靜鋼）Q345B和SPHC鋼種的精煉鋼渣化學成分［2］。

表2　Q345B和SPHC鋼種精煉渣化學成分%

3　液態渣循環利用實踐

3.1循環利用造渣參數選擇

為保證正常生產，精煉鋼水一般使用4個鋼包進行周轉，精煉渣周轉流程為轉爐—LF精煉—連鑄—精煉。為防止出現精煉渣過量現象，4個鋼包第1個循環周期精煉渣可全部利用，第2個循環周期開始將精煉渣倒掉50%～60%后再進行折包循環利用。在整個精煉渣循環利用操作中必須兼顧到生產組織。通過兩個月SPHC生產數據統計，輔料單耗見表3。

表3　精煉過程輔料及合金的加入量

3.2循環次數的選擇

隨著精煉渣循環次數的增多，渣量增加，爐渣的有效成分發生變化，鋼渣循環利用的有效作用會有所降低［3］。根據現場的生產情況，可以在循環第1次時補加少量石灰，來維持爐渣的穩定性；隨著倒渣的進行，鋼包內的渣量會逐漸增加；為使精煉順利進行，在循環第2、第3次，倒掉50%～60%的精煉渣，在進行折包精煉?？紤]到鋼渣有效成分降低和精煉成本問題，在第4次循環完，將部分鋼渣倒掉，回收鋼包內少量的澆余；精煉過程按正常操作，加石灰造新渣，開始新一輪的精煉渣循環利用。

為充分了解精煉渣循環對下一爐鋼渣成分變化的影響，對每次循環利用的鋼渣進行了取樣分析。表4為精煉爐渣的化學成分。

表4　LF爐精煉渣的化學成分%

3.3調整精煉倒渣比例

根據現場實際生產，精煉渣的循環利用是建立在生產同一鋼種的基礎上。針對不同的鋼種，精煉渣的成分雖然有所區別，但通過改變精煉過程操作，未影響到循環渣的利用。加強生產組織的協調性，可以實現精煉渣的高效率循環。煉鋼廠鋼水跨有3臺110 t的天車，承擔著2座轉爐、1座精煉爐、2臺連鑄機、2個鋼包準備區7個工序的銜接工作?，F在增加了循環渣利用工序后，生產節奏更加緊張。

初煉鋼水冶煉周期必須為后道工序創造條件，液態精煉渣才有充足時間進行循環；調度長要充分發揮生產組織能力，協調好3臺天車的工作，減少鋼水等渣或者是渣等鋼水的現象，杜絕了因精煉渣的循環影響到正常生產的問題。

目前，泰鋼煉鋼廠精煉渣循環利用的爐數比例達到70%以上。

3.4精煉成本核算

泰鋼煉鋼廠通過2015年2—10月的精煉渣循環利用實踐，與未實施精煉渣循環的爐次進行精煉電耗、石灰、鋁粒等消耗對比，發現精煉石灰和合金的消耗下降比較明顯，精煉成本對比見表5。

表5　循環的與未循環的精煉成本對比

精煉生產時，實施精煉渣循環利用的爐次相比未循環的爐次，噸鋼成本降低2.219～4.207元。

由于澆注結束后，鋼包內會剩余一定量的鋼水，如果將這部分液態鋼水進行返回再利用，可提高鋼水收得率［4］。根據現場實際，澆余約50～200 kg/爐，這樣噸鋼生產成本又可降低2.04元。

4　結論

泰鋼煉鋼廠進行精煉液態渣循環利用后，噸鋼降低精煉石灰用量1.67～2.87 kg，噸鋼節約合金消耗約0.11～0.22 kg，每爐可回收鋼包鋼水澆余0.05～0.2 t，提高了金屬收得率，有效地控制精煉生產成本；精煉渣量明顯降低，減輕了對環境的影響，節約了加工成本。

參考文獻：

［1］石枚梅.120 t轉爐回收利用LF固態精煉渣的工藝實踐［J］.特殊鋼，2014，35（2）：24-26.

［2］吳元剛，丁曉明，張維軍，等.LF熱態鋼渣循環再利用實踐［J］.河北冶金，2007（4）：43-45.

［3］彭情亮，唐萍，文廣華，等.LF熱態鋼渣循環利用爐渣成分控制［J］.鋼鐵，2013（7）：84-88.

［4］黃康樂，孫江波，竇為學，等.LF熱態鋼渣循環利用的技術［J］.河北冶金，2012（5）：64.

Practice of LF Refining Slag Liquid Recycling and Reusing

LI Haiyang, Lü Shenghui, WANG Kezhong
（Shandong Taishan Iron and Steel Group Co., Ltd., Laiwu 271100, China）

Abstrraacctt:: By taking measures such as selecting steel- slag system, adjusting the slag formation parameters, controlling cycles, adjusting the proportion of refining slag pour for LF furnace refining liquid slag recycling in the steel mills of Taishan Iron and Steel Group, the metal yield is improved, the refining production costs is effectively controlled, the lime dosage per ton steel for refining is reduced to 1.67 ~ 2.87 kg, the alloy consumption of per ton steel is saved about 0.11 ~ 0.22 kg, and the pollution to environment is reduced.

Key worrddss:: LF refining; liquid slag; cycle

節能減排

作者簡介：李海洋，男，1986年生，2008年畢業于山東理工大學機械設計制造及其自動化專業?，F為山東泰山鋼鐵集團煉鋼廠研究室助理工程師，從事煉鋼工藝技術優化和技術創新工作。

收稿日期：2015-10-12

中圖分類號：X757

文獻標識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0056-02