轉爐煉鋼煤脫氧工藝淺析

劉 哲

（本鋼板材股份有限公司煉鋼廠，遼寧 本溪 117021）

目前我廠使用的脫氧劑主要就是“鋁粒”和“鋁線”。雖然，“鋁”脫氧效果好，但是“鋁”系合金成本高，對成本影響較大。我廠先后采用過“硅鐵”脫氧；“電石”脫氧；但是效果都不是很理想。近期我廠采用“煤”進行預脫氧，然后在使用“鋁”進行最終脫氧取得了不錯的效果。

1 “煤脫氧”的理論依據

在采用氧氣復吹的轉爐中，需要采用氧化的方式將鋼水中的氧從鋼水中提取出來，此過程為“脫氧”。目前，轉爐系統普遍采用沉淀方式脫氧，即“鋁”系合金進行脫氧，其中包括鋁粒、鋁鐵、鋁線等[1]。

為降低成本，我廠采用“煤”進行脫氧實驗，以降低脫氧成本。

煤的主要成分為“C”，脫氧形式為：C+2O=CO2

而鋁脫氧的形式為：2Al+3O=Al2O3

2 “煤”的使用方法

煤脫氧工藝是利用出鋼過程往鋼包內加入煤，使煤中的碳與鋼水中氧反應到達脫氧目的。我廠前期采用人工加入的方式投加煤粉脫氧，但是由于工作強度大，并且加入煤粉后反應比較劇烈，對人員安全影響較大，所以后期采用中位投料的方式加入煤粉。在實際使用中，煤粉是否能夠充分燃燒，避免“C”元素進入鋼水中導致增碳，是實驗的關鍵要素。綜合以上因素制定“煤脫氧”方案如下。

2.1 中碳鋼種

煤加入量規定：

2.2 低碳鋼和低級別鋼種

煤加入量規定：

低碳鋼種出鋼不脫氧，出鋼后喂線，不具備喂線爐座，煤加入60s后再脫氧。

2.3 補充規定

（1）所有RH鋼種出鋼后向鋼包表面手投20kg煤，用于改渣。

（2）加煤爐次薄板LF鋼種加入鋼包灰600kg，其余鋼種加入鋼包灰300kg。

（3）底吹不開爐次，煤的參考進碳量還要提高。

（4）出鋼前期加煤時，崗位人員注意躲避，避免前期火大傷人。

3 實驗數據與分析

2.1 ～2.28共試驗鋼包加煤740爐，合計加煤54.9噸。

分類數據同統計如下：

3.1 RH鋼種179爐

表3 RH鋼

其中煤加入量≥60kg共77爐，即利用煤脫氧，合計加入煤6.4t，節省鋁粒3.2t，共4.51萬元。

（1）降碳看，加煤＞100kg，增碳現象明顯，RH鋼種煤加入量≯100kg。

（2）出鋼降氧對比數據看，加煤＞60kg脫氧效果明顯。（3）出鋼溫降對比，試驗爐次出鋼溫降影響不大。

3.2 低碳LF鋼149爐

圖1 溫降與加煤量對應圖

其中煤加入量≥60kg共74爐，即利用煤脫氧，合計加入煤6.6t，節省鋁粒3.3t，共4.65萬元。

（1）出鋼溫降看加煤量增加出鋼溫降增加。

（2）全部喂線爐次出鋼過程與RH不脫氧類似，數據對比看，煤加入量≥80kg出鋼增碳明顯。加入量200kg增碳0.024%，考慮出鋼翻碳，實際增碳0.035%左右。

（3）脫氧數據看，脫氧效果達到1：2之間。既100kg煤脫200ppm氧。

表4 低碳LF

3.3 中碳LF鋼253爐

圖2 加煤量與溫降對應圖

表5 中碳LF

其中煤加入量≥60kg共253爐，即利用煤脫氧，合計加入煤28.78t，節省鋁粒14.39t，共20.29萬元。

（1）出鋼溫降看，中碳鋼加煤溫降值增加。

（2）出鋼增碳效果看，煤加入量＞100kg出鋼增碳現象明顯，200kg煤增碳較普通爐次多0.037%。

（3）加煤爐次與不加煤爐次鋁控制波動不大。

4 結論

（1）節約成本：根據實驗數據，100kg煤脫200ppm氧，而200ppm氧需要鋁粒56.25kg。按目前煤粉單價為1300元/噸；鋁粒單價為14130元/噸。所以，節約成本為14130×56.25-1300×100=664.8元，噸鋼成本為3.8元。

噸鋼節約成本為：（238-191）×14.13÷174=3.76元/噸鋼

可見，實驗數據與理論推論基本一致。

（2）通過“煤脫氧”實驗中發現，由于煤粉中含有水分較大，導致溫降較大。而且，水分大不適應于對“H”含量有要求的鋼種。