轉爐冶煉高溫低磷生產技術實踐

陳連軍

（新余鋼鐵集團有限公司，江西 新余 338001）

近年來隨著鋼鐵行業市場形勢的變化，降本增效成為企業生存發展的主流。第一煉鋼廠（以下簡稱一鋼廠）2017年精煉電耗噸鋼52.5度，較目標高7.5度，噸鋼成本高約4.5元，全年按200萬噸精煉產量計算超計劃成本900萬元，降低精煉電耗成為一鋼廠刻不容緩的方向。綜合分析影響電耗最主要因素是轉爐放鋼溫度偏低導致精煉通電升溫時間長。提高轉爐放鋼溫度保證到精煉溫度是縮短精煉通電時間降低電耗的最直觀手段。預測精煉鋼種到站溫度目標在現有基礎上提高20℃，按精煉爐升1℃的成本為0.30（按每分鐘耗電220度，升溫速度為4℃/分鐘計算，單爐產量為112.5t/爐，電價為0.60元/度）元/t鋼計算，一年精煉鋼種產量為200萬噸，每年由此可創造的直接效益大致為800萬元。目前一鋼廠精煉鋼種放鋼溫度低主要受鐵水P高、鐵水成分不穩定、生產周期快、操作技能低等因素影響。如何在目前條件下提高放鋼溫度，是研究的主要方向。

1 工藝現狀

1.1 鐵水條件

新鋼公司一鋼廠有3座頂底復吹100T轉爐，2017年鐵水 成 分 波 動 范 圍Si：0.36%～0.70% ；Mn：0.30%～0.62% P：0.128%～0.165%。國內大型鋼廠的鐵水P約在0.110%左右，相較我廠低約21.05%，由此可以看出，我廠的鐵水條件有先天的劣勢，轉爐脫磷任務更加嚴峻。

1.2 精煉鋼種現狀

2017年1月份精煉冶煉爐數1465爐，2月份1578爐，3月份1690爐，4月份1755爐，5月份1541爐，6月份1782爐，7月份1848爐，8月份1762爐，9月份1824爐，10月份1752爐，11月份1319爐，12月份1449爐，共計19765爐，其中低磷鋼種（[P]≤16×10-4%）占16.73%，普通精煉鋼種占83.27%。

2 脫磷的影響條件

轉爐放鋼溫度越高，到吹氬站溫度也越高。溫度在升高的同時，脫磷的熱力學等條件也發生變化，朝惡劣向發展。

式中K--脫磷反應的化學平衡常數；T--轉爐內的熔池溫度，K；a--爐渣的活度。由上述可知，熔池堿度、溫度、(FeO)等是影響脫P效率的主要因素；

倒爐溫度與[P]呈正向比例條件關系，轉爐倒爐溫度越高，倒爐成分中[P]越高，反之溫度越低，倒爐成分中[P]越低。若目標希望上精煉鋼種出鋼溫度在1630℃，出鋼[P]在20×10-4%以下，難度較之前增大的多。

3 工藝優化

轉爐氧槍主要考慮控制的因素有槍位和供氧量：其一氧槍對液態金屬的沖擊深度；其二氧槍對液態金屬的沖擊面積。試用新模式模擬副槍后，工藝優化完氧壓與氧槍流量如表1所示：

表1 氧槍流量與氧壓

圖1 轉爐氧槍槍位變化示意圖

在轉爐之中確保存在一定留渣量的基礎上，前期氧槍一直確保處于低槍位操作，這樣做的主要目的就是能夠讓冶煉前期熔池的溫度能夠得到較快速度的提升，保證在熔池當中的首批渣料能夠以較快的速度熔化掉，從而對前期低溫脫磷提供一個較好的條件。

在反應達到中期的時候，為了能夠避免出現爐渣“返干”問題，需要逐步的提高氧槍，改成低流量操作。從而使得熔池的脫碳速度降低下來，并且還能夠使得爐渣的活性度得到提升，使得鋼渣能夠“乳化”，從而形成泡沫渣，最終能夠給鋼水脫磷反應提供一個較好的熱力學以及動力學條件。

在吹煉時間達到700秒的時候，開始提槍倒爐，同時對溫度進行測量，并進行取樣。

在二次下搶的時候，使用較低流量進行吹煉操作，這個時候渣中所含有的FeO會富集，同時活度也會提升，從而使得爐渣能夠得到進一步的“乳化”，這樣就能夠促使渣中的P2O5可以被轉化成化學性質更為穩定的(4CaO·P2O5)或者是(3CaO·P2O5)，進而使得石灰石、石灰以及礦石等一系列溶劑所對應的用量減少，并且還能夠使得熔渣的出鋼溫度以及流動性提升。到了后期，就是終點的壓槍，并且還能夠讓氧槍流量增大，確保渣～鋼之間的分離，從而保證有足夠的鋼水量。

4 工藝效果

4.1 主要技術指標對比

表2 兩種工藝的渣樣成分數據對比

在優化工藝之后，能夠看得出來，轉爐終渣的堿度能夠確保處于3.0～3.3這個范圍內，為了能夠保證實現化渣脫磷，渣中的TFe相比之前適當提升，達到了15.19%，和以往冶煉工藝進行對比的話，提升了1.17%。

在使用了模擬副槍之后，其中平均脫磷率達到了86.24%，并且出鋼溫度達到了1627.6℃。和以往工藝進行比較的話，現有工藝提升了16.6℃，同時C-T以及T-P命中率都得到了一定程度上的提升。

4.2 到站溫度

通過圖2能夠看出，相比于2017年，在2018年的時候鋼水平均到站溫度提高了17.6℃。

按照精煉爐升高1℃的成本價格是0.30（按照升溫速度是4℃/min，每min耗電220度進行計算，電價是0.60元/度，單爐產量大小是112.5t/爐）元/t鋼進行計算的話，能夠得出在2018年時，精煉鋼種的產量大小是222.35多萬噸左右，整個過程能夠產生的直接效益可以達到1175萬元。

5 結論

（1）出鋼溫度能夠在很大程度上影響轉爐脫磷效率，溫度越高的話，那么倒爐[P]也會越高。

（2）技術在經過優化之后，能夠使得爐渣的“乳化”程度大大提升，并且使得轉爐的出鋼溫度以及脫磷率提升。

（3）相比于2017年，在2018年的時候，第一煉鋼廠精煉鋼種的到站溫度平均值提升了17.6℃，同時精煉產量總共達到了222.35萬噸，為企業直接帶來了效益為1175萬元。