降低轉爐鋼鐵料消耗的生產實踐

付道宏

（山東鋼鐵股份有限公司濟南分公司，山東 濟南250101）

0 前言

眾所周知，轉爐冶煉過程中的鋼鐵料消耗在總的鋼鐵料消耗中占有83%以上，因此降低轉爐鋼鐵料消耗是企業降低成本的有效手段之一[1]。在當前嚴峻的形勢下，煉鋼工序所使用原材物料多樣化，且成分不穩定，導致近期轉爐鋼鐵料消耗存在較大波動。為進一步降低轉爐冶煉鋼鐵料消耗，通過探索最佳裝入模式，改進轉爐原料結構和爐前冶煉工藝，采用少渣煉鋼工藝，減少噴濺，降低吹損,減少倒渣帶鋼等措施實現了鋼鐵料消耗由原來的1081.6Kg/t降低到了現在的1072.3Kg/t。

1 影響轉爐冶煉鋼鐵料消耗的主要因素

1.1 轉爐冶煉鋼鐵料消耗概述

影響鋼鐵料消耗的主要因素包括原料中雜質元素化學損失、煙塵損失、爐渣中金屬的損失、噴濺及倒渣帶鋼造成的鐵耗等。為了減少轉爐吹損，降低鋼鐵料消耗，應采取合理的原料結構，合適的裝入制度以及合適的造渣工藝并穩定轉爐操作實現。

1.1.1 鐵水鐵塊中各元素的吹損

濟鋼煉鋼廠所使用的主原料鐵水占87%，鐵塊占3%，廢鋼占10%。鐵水、鐵塊、廢鋼的化學成分見表1。

濟鋼煉鋼廠所使用鐵水、鐵塊成分表。

表1

轉爐冶煉終點成分控制表。

表2

若終點成分按表2控制，則化學元素的吹損為：

5.26 -0.215＝5.045%

1.1.2 轉爐鋼鐵料損耗分析

1）煙塵帶走的鐵量

按有關資料，轉爐煙塵一般占裝入量的1.5%。按煙塵中FeO占75%、Fe2O3占20%計算，則煙塵中帶走的鐵量為：

1.5 ×75%×56/72+1.5 ×20% ×112/160 ＝0.875+0.21 ＝1.09（%）。

2）轉爐爐渣帶走的鐵量

目前終渣中FeO含量在18%左右，另外渣中含有7%左右的金屬液滴[2]。渣量按目前105kg/t計算，則渣中帶走的金屬百分含量為：

(105×7%+105×93%×18%×56÷72）÷1000×100%＝2.102（%）

3）轉爐噴濺

轉爐噴濺視操作水平而定，一般噴濺一次損失金屬2%～6%。

2 降低轉爐鋼鐵料消耗措施

2.1 優化入爐原料配比

根據鐵水條件，適當提高鐵水廢鋼比，使轉爐熱量稍微富余。在合適的用量范圍內，通過使用水洗渣鋼、顆粒廢鋼替代部分鐵塊，增加磁選渣鋼用量及合理控制礦石用量，可有效增加鋼水量，從而降低鋼鐵料消耗。

實際生產中，由于水洗渣鋼中SiO2含量較高，因此即便造渣料加入總量相同情況下，使用水洗渣鋼產生渣量也較多，造成渣中鐵耗也較高，顆粒廢鋼價格相對便宜，因此可以適量使用。磁選渣鋼是從爐底渣中磁選而來，屬于自產自銷，目前煉鋼廠月產量有2500噸左右。磁選渣鋼降溫及調渣能力均弱于礦石，在轉爐冶煉過程中，當渣子較為活躍或過程溫度較高時，可適當加入。即可降溫，又不至于使爐渣過于活躍。雖然礦石品位較高、塊度合適，Fe的回收率高，但是通過統計計算，進行成本分析比較，相對于自產磁選渣鋼和水洗渣鋼，經濟效益上不合適。為了盡量增加磁選渣鋼用量，提高磁選渣鋼還原效果和減少吹煉過程中磁選渣鋼加入量過多對冶煉穩定的影響，在實際生產中，摸索出了礦石及磁選渣鋼的加料冶煉工藝。根據礦石及磁選渣鋼化學反應特性，在吹煉前、中期每批調渣料中磁選渣鋼和礦石的配比按4:1的比例加入。吹煉中期爐渣過于活躍時，通過調整槍位和采用分批少量加入磁選渣鋼控制，避免吹煉中期加入量集中造成的噴濺；吹煉后期嚴禁加磁選渣鋼，避免磁選渣鋼加入過晚造成鋼水回磷和熔化還原效果差導致爐渣氧化性強對脫氧合金化的影響。

2.2 優化造渣工藝，減少爐渣鐵耗

降低終點爐渣FeO含量及金屬液滴含量：

吹煉后期加大底吹氣體流量，降低碳氧積，以減少鋼中氧含量，使熔池攪拌更充分、平穩。為了減少終點爐渣中FeO及金屬液滴含量，在實際生產中終點采用低搶位高氧壓措施，嚴格控制一次拉碳命中率，提高終點碳含量，同時配合嚴禁吹煉后期加礦石和磁選渣鋼降溫等措施，渣中全鐵含量由2013年的平均18%左右降為2014年的15.5%左右，金屬液滴含量也降低了1個百分點。

圖1

2.3 控制終渣量，實施少渣煉鋼

為了減少單爐產渣量，在進一步完善轉爐留渣操作工藝基礎上實施推廣少渣煉鋼工藝。原料方面，使用高品位石灰，盡量采用輕燒白云石代替生白云石造渣，減少廢鋼中鐵塊的用量，鐵水采取“三脫”處理工藝，處理后的鐵水必須扒凈后渣。

2.4 改進吹煉工藝，降低噴濺損失

為消除或減輕噴濺采取了以下措施：

（1）合理控制轉爐裝入量和控制造渣料用量，根據爐齡和爐襯情況采用分階段定量裝入法。

（2）改進化渣工藝，保證前期化好渣，在二批造渣料加入前后，通過提前成渣的方法，將泡沫渣的高峰期前移，以便與脫碳的峰值時刻錯開。

（3）在脫碳的高峰期到達之前，適當提高氧槍槍位，小批量加入磁選渣鋼和礦石。根據爐口甩渣情況，然后再將槍位緩慢地降低。

（4）吹煉末期采用大氧壓低槍位操作，提高轉爐底吹流量，加強熔池攪拌，尤其是在爐齡后期，應適當延長低槍位攪拌時間，保證終點鋼水成分和溫度的均勻，同時降低爐渣氧化性。

3 結語

1）加強對爐下和進入渣場的鋼渣進行磁選回收，盡最大可能回收廢鋼，提高自產磁選渣鋼和水洗渣鋼的回收、利用率。

2）通過合理改進裝入制度，穩定了轉爐操作，提高了吹煉化渣質量，同時合理控制終點鋼水氧化性，可有效減少噴濺和爐渣造成的鐵耗。

3）通過合理采用磁選渣鋼等冷料種類及結構，利用磁選渣鋼等冷料的化渣效果及與鐵水廢鋼的價格優勢，可有效降低轉爐鋼鐵料消耗，提高金屬收得率，降低生產成本。

4）通過合理控制入爐鐵水成分，減少轉爐冶煉過程造渣料的用量，進一步減少轉爐渣量，實施少渣煉鋼工藝，可有效減少爐渣鐵耗，提高金屬收得率。

［1］彭鋒,李曉.轉爐鋼鐵料消耗分析與對策[J].技術經濟,2008,16(3).

［2］張兆紅,張超,胡慶利.對影響轉爐鋼鐵料消耗的分析與探討[J].技術研究,2007,4(3).