提高轉爐終點碳含量生產實踐

趙月生（天津天鐵冶金集團崇利制鋼有限公司，河北涉縣056404）

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提高轉爐終點碳含量生產實踐

趙月生
（天津天鐵冶金集團崇利制鋼有限公司，河北涉縣056404）

［摘要］為降低煉鋼過程成本，在已有鐵水條件、工藝配置以及操作水平下，研究出一種提高轉爐終點碳含量的生產工藝。生產實踐表明，該工藝使鋼鐵料耗、合金及耐材消耗等明顯降低，鋼中夾渣物含量減少，提高了產品質量，取得了較好的經濟效益。

［關鍵詞］轉爐；終點碳含量；工藝

1　引言

天鐵集團崇利制鋼有限公司現有35 t轉兩座，3機3流小方坯連鑄機3臺，主要鋼種為HRB400、HRB400E、HRB500、HRB500E及其它低合金鋼。為降低煉鋼過程成本，通過對現有原料條件、工藝配置和操作水平進行分析，決定提高轉爐終點碳含量，以便降低鋼鐵料、合金以及耐材消耗、減少鋼中夾渣物含量，并對提高產品質量具有明顯效果。2013年5月份以前，轉爐終點碳控制方式為“一拉到底”的操作模式，終點碳含量控制在0.04％～0.08％，雖然鋼坯成品成分相對穩定，但鋼鐵料耗、合金消耗居高不下，導致鋼坯軋制成材后成本較周邊企業偏高70～80元/噸材。從目前生產的鋼種、合金消耗和產品質量上看，提高終點碳含量適合公司的生產實際和經濟效益要求。特別是在當前鋼鐵企業競爭激烈，為達到降本提質，謀求最高效益的形勢下，提高終點碳含量攻關是一項的重要工藝舉措。

2　方案確定

2.1可行性分析

提高轉爐終點碳含量后，鋼中氧含量大幅降低（目前轉爐終點C-O積波動范圍為0.002 6～0.003 2），與之成正比關系的鋼渣中∑（FeO含量降低，根據磷的分配系數Lp=C/（FeO）5（CaO）4，將會造成終點磷含量的上升。提高轉爐脫磷能力是終點碳提高后需要解決的一項關鍵操作內容。

（1）鐵水成分統計分析見表1，統計時間為2012-01—2013-04。

表1　改造前鐵水成份統計表　/％

由表1可知，目前鐵水磷含量較低，對提高終點碳非常有利；項目實施前成品磷含量平均為0.027％，上限要求小于0.045％，富余量較大。鐵水Si、S雖然波動較大，Si低和S高出現的幾率較小，可以根據鐵水條件選擇性進行高拉碳操作。

（2）目前使用白灰全部為活性白灰，由天鐵集團石礦分廠供應，活性度高和塊度適中，有利于前期快速成渣。

（3）轉爐平臺配備CS儀、直讀光譜各1臺，可以對終點C、S、P進行快速分析。在控制白灰消耗的同時，可以為生產提供準確的終點數據，防止非正常爐次化學成分出格。

（4）隨著生產節奏的加快，出鋼溫度下降5～10℃，平均出鋼溫度（HRB400）為1 687℃，有利于提高終點碳后磷的控制。

（5）職工操作水平逐步提升，已具備過程溫度、爐渣合理控制以及終點準確判斷的水平，對提高終點碳創造了有力的基礎條件。

分析以上條件，認為提高終點碳具有可行性。2.2實施方案的確定

（1）終點拉碳目標要求0.09％～0.13％，考慮到生產節奏，采取一次拉法，循序漸進，總結經驗逐步提高。終點碳一是取餅樣觀察判斷，并結合光譜或CS儀分析，鐵水磷波動時同時對磷進行化驗分析。

（2）適合提高終點碳的鐵水條件：Si≥0..35％，Mn≤0.35％，P≤0.110％，S≤0.050％。為保證終點成分一次符合出鋼要求和終渣符合濺渣條件，減少補吹，對不符合要求的鐵水仍采取一拉到底的操作方法。

（3）合理配比廢鋼，以鐵礦石作為冷料進行溫度調節，并作為化渣劑調整爐渣的流動性。

（4）槍位控控制要保證前期早化渣、化好渣，中期控制返干，后期爐渣化透，過程均勻升溫，終點降槍拉碳不小于30 s。

（5）制訂激勵政策，引導操作工提高終點碳的積極性，并在實踐中不斷摸索總結，使一次倒爐終點碳相對穩定。

3　實施效果及存在問題

通過對終點C≤0.08％和≥0.09％各50個爐次同期冶煉條件下終點磷進行對比，以及渣樣FeO含量進行比較，結果見表2。

表2　改造前后終點成分對比　/％

由表2改造前后終點成分對比可看出，終點碳提高后爐渣氧化性降低，（FeO）含量降低2.89％，渣中鐵的損失減少；終點磷有上升趨勢，但在可控范圍之內（出鋼要求≤0.030％）；由于終點碳的提高和渣中（FeO）含量的降低，渣中（MnO）被還原，余錳略有升高（0.013％）。

按鋼液中C-O積的關系計算，提高終點碳后鋼中自由氧含量大幅降低，當C≥0.09％時，氧含量低于350×10-6。由于終點碳提高，鋼液、鋼渣氧化性降低，脫氧劑（SiC增碳脫氧）使用量減少，合金吸收率提高，節約了合金用量。最好月份終點平均0.123％，65％SiC消耗由原來5 kg/t鋼下降到2.7 kg/t鋼，合金消耗下降0.47 kg。

由于鋼渣氧化性降低，粘度提高，濺渣護爐效果明顯提高。為保證爐渣合適的粘度，MgO含量由原8％～10％，下調至6％～8％，白云石用量下降約4 kg/t鋼。同時補爐耐材消耗也有不同程度下降。

鋼水氧性降低，脫氧產生的夾渣物減少，鋼水流動性明顯提高，鋼材塑性得到改善，因夾渣物含量高，冷彎裂紋、脆斷現象近年來幾乎沒有發生。

4　結束語

從總體看，在現有鐵水條件、工藝配置以及操作水平符合提高終點碳工藝操作。實施提高終點碳工藝攻關后，鋼鐵料耗、合金消耗等明顯降低，取得較好的經濟效益，適應現在企業形勢下小投入大產出的要求。

參考文獻

［1］張承武.煉鋼學［M］.北京：冶金工業出版社，2003：94-103.

［2］李榮，史學紅.轉爐煉鋼操作與控制［M］.北京：冶金工業出版社，2012.

Production Practice of Increasing End-point Carbon Content at Converter

ZHAO Yue-sheng
（Chongli Steel-making Co.，Ltd.，Tianjin Tiantie Metallurgical Group，She County，Hebei Province，China 056404）

AbstractIn order to lower the cost of steel-making process，a production process of increasing endpoint carbon content at converter was developed under the existed hot metal conditions，process configuration and operating level. Production practice showed that this process remarkably reduced the comsumption of steel material，alloy and refractory and inclusions in the steel and improved product quality. Good economic effect was achieved.

Key wordsconverter；end-point carbon content；process

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.002

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者簡介：趙月生（1970—），男，工程師、副總經濟師，主要從事冶金企業管理、工藝質量管理工作。