轉爐爐渣堿度和MgO控制研究

冒建忠

摘 要：煉鋼轉爐爐渣的參數指標控制是煉鋼重要的環節之一，合理地設定爐渣成分能夠有效提升爐渣冶金性能和濺渣護爐效果。本文通過對轉爐爐渣的分析研究，結合實踐，按照冶煉和濺渣護爐對爐渣的不同特性要求，摸索出分階段控制爐渣R與MgO參數，對降低冶煉成本，指導現場操作提供了幫助。

關鍵詞：轉爐；爐渣；濺渣護爐

中圖分類號： TF7 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）12-176-2

0 引言

在整個轉爐煉鋼過程中爐渣起著十分重要的作用，其參與脫S、脫P等一系列反應，同時在冶煉過程中減緩氧氣流對爐襯的沖刷，而且覆蓋在鋼水表面的爐渣能有效阻止鋼水氧化和有害氣體進入鋼液。通過對終渣指標的研究可直接反映過程爐渣的控制合理與否，并且終渣成分將直接影響濺渣護爐效果，所以對終渣的研究在轉爐煉鋼中具有重要意義。

1 轉爐爐渣來源與組成

1.1 爐渣的來源

①冶煉過程中根據鐵水條件有目的地加入造渣料，如石灰、輕燒鎂球、白云石等；

②鐵水，廢鋼以及加入的降溫礦石等材料中的Si、Mn、P、S和Fe等元素氧化產物；

③吹煉過程中侵蝕的爐襯和濺渣層。

1.2 轉爐爐渣的礦物組成

轉爐按照冶煉時期分為前期、中期和后期，不同時期的造渣料加入以及熔化有所差別，吹煉前期，此時爐膛內鐵水溫度不高，加入的石灰、輕燒鎂球、白云石等造渣料并未完全融化，由于Si、Mn與氧的親和力強，前期主要以Si、Mn元素氧化為主，同時Fe也被氧化，此時溫度升高，留余的爐渣以及加入的造渣料部分融化形成爐渣，生成的SiO2、MnO、FeO等氧化物進入渣中，此時堿度約為1.7～2.1，渣中的礦物組成主要是橄欖石（鐵、錳、鎂、鈣）SiO4和玻璃體SiO2。吹煉中期，C-O反應開始，熔池溫度繼續升高，爐渣中石灰快速溶解，由于CaO與SiO2的親和力比其他氧化物強，CaO逐漸取代橄欖石中的其他氧化物，形成CaO·SiO2，并且隨著石灰不斷溶解，爐渣堿度不斷升高約為2.0～2.5，同時由于激烈的C-O反應消耗了FeO，使ω（FeO）降低，渣中礦物形成了3CaO·2SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·SiO2等高熔點化合物（見表1），此時易導致“返干”。吹煉后期，C-O反應減弱，渣中ω（FeO）有所提高，石灰進一步溶解，堿度上升為2.8～3.5，渣中產生低熔點CaO·Fe2O3。

2 轉爐爐渣控制

轉爐爐渣成分組成非常復雜，在生產中，常常通過控制全堿度R，MgO和FeO來衡量爐渣的狀態。

2.1 全R、MgO與FeO關系

爐渣中的堿性氧化物濃度總和與酸性氧化物濃度總和之比稱之為爐渣堿度，其中堿性氧化物主要為CaO與MgO，酸性氧化物為SiO2和P2O5，如計算按公式1。

全R= （1）

該廠對終渣數據分析，分別將全堿度R，MgO與FeO進行散點擬合，如圖1和圖2。

從圖1和圖2看，在一定終點條件下，終渣ω（FeO）與R和MgO存在一定的遞增趨勢，主要是隨著R和MgO的升高，爐渣中會形成高熔點2CaO·SiO2和MgO等物質，爐渣熔化困難，操作中必須通過控制槍位提高FeO，所以表現出終渣FeO升高。

2.2 渣參數控制

按照當前冶煉提倡低成本要求以及濺渣護爐需要，轉爐終渣FeO需要控制在較低水平，這樣可以極大提高金屬收得率和濺渣層的耐侵蝕性，通過對圖1與圖2的分析，R控制為了減少總渣量，在冶煉中控制較低，濺渣護爐過程中進行調整。同樣MgO在冶煉過程中為了降低FeO，減少渣中的高熔點物質，適當降低MgO，同時在濺渣護爐中調整，具體控制參數如下表：

通過對冶煉期和濺渣護爐不同階段分別控制R與MgO，能夠保證冶煉中總渣量較小，爐渣熔化好，冶金性能優越，同時在濺渣護爐時按照前期加料量進行調整，使爐渣形成高熔點物質，提升濺渣護爐效果，降低耐火材料用量，達到低成本生產的目的。

3 結論

①將爐渣根據冶煉和濺渣護爐不同階段的性質要求，有針對性控制R與MgO，能夠有效提高金屬收得率與濺渣護爐效果。

②冶煉過程中必須保證一定的堿度，MgO和FeO，并非越低越好，適當的參數匹配能夠有效提升冶煉效率。

參 考 文 獻

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