轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝熱態(tài)渣重復(fù)利用的操作實踐

張弘弼

（本鋼板材煉鋼廠，遼寧 本溪 117000）

國家對鑄鋼熔煉技術(shù)的研究，普遍使用電爐，雖然能夠完成對鋼的煉制，但是成本較高，生產(chǎn)出一噸煉鋼的毛坯大約耗電1500°～1800°，由于使用電爐進行煉鋼所需的耗電量太大，當(dāng)下國家的電力資源并不充足，經(jīng)常導(dǎo)致其生產(chǎn)受到影響，對國家的鑄鋼技術(shù)造成了嚴重的影響。為此提出轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝進行鑄鋼熔煉。然而隨著國家粗鋼產(chǎn)量增加，所產(chǎn)生的鋼渣也隨之增加，盡管對廢棄鋼渣的處理方式較多，但沒有在根本源頭上減輕鋼渣排放量對環(huán)境的污染，所以對廢棄鋼渣的合理分配或如何增加廢棄鋼渣的合理利用成為行業(yè)最為關(guān)注的問題。處理好鋼渣的問題可以實現(xiàn)為業(yè)界資源的循環(huán)利用提供可行性較強的途徑，達到降低成本、增加效率、綠色節(jié)能減排的效果[1]。通過對轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝熱態(tài)渣重復(fù)利用的操作實踐，從熱態(tài)爐渣的基本理化性能入手，對轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝進行研究，為熱態(tài)渣的重復(fù)利用提供支持，做到節(jié)約成本的目的。

1 熱態(tài)渣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝下重復(fù)利用的操作

熱態(tài)渣的重復(fù)使用是基于轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝，在熔煉的后期對爐渣碳化后進行倒?fàn)t測量溫度，檢測樣品，倒掉其中一部分爐渣，進行補吹出鋼，漸渣完成后留下爐渣，下一個爐次開始重新冶煉的過程[2]。

1.1 熱態(tài)渣重復(fù)利用的實踐條件

為了完成熱態(tài)渣的重復(fù)利用操作，需要滿足固定的條件，實施倒?fàn)t的過程相對時間一般固定，在規(guī)定時間內(nèi)必須要完成倒?fàn)t防渣的過程。轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)動傾斜角度在理論上是一致的，但是在實際操作過程中轉(zhuǎn)爐每經(jīng)過一次轉(zhuǎn)動傾斜角度處于逐漸變小的狀態(tài)，通常以轉(zhuǎn)爐的“終點防渣和終點留渣”六個爐次作為一次循環(huán)。對轉(zhuǎn)爐采用改良后的轉(zhuǎn)爐爐料工藝，可以減小出爐熱態(tài)爐渣的氧化性，增強爐渣的粘合度，保證在轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝下熱態(tài)渣重復(fù)利用的順利實踐。廢棄熱態(tài)渣可進行循環(huán)利用的前提條件是對熔融狀態(tài)下的熱態(tài)渣可進行回收，即為在爐內(nèi)渣料處于一定溫度時進行對爐渣的熱態(tài)回收[3]。通常情況，要求轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水停止?jié)沧⒅翉U棄熱態(tài)渣回收時間控制在10min～20min以內(nèi)，所以只有對生產(chǎn)過程進行合理的分配，滿足對爐內(nèi)熱態(tài)渣的反復(fù)利用的基本條件，才可以實現(xiàn)爐內(nèi)廢渣的循環(huán)利用。

新爐子在經(jīng)過200爐之后要進行全部保留爐渣的操作，凡是入爐[P]＞0.1%的爐次不可以留渣，但是在特殊情況下可以根據(jù)操作的實際情況判斷是否需要留渣。

1.2 基于轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝下熱態(tài)渣重復(fù)利用流程

熱態(tài)渣滿足進行重復(fù)利用的工藝核心是爐渣倒出后的脫碳階段可進行循環(huán)反復(fù)使用，在高溫環(huán)境下，即將上爐的最終爐渣已經(jīng)不具備脫磷能力，可以用于下爐前期的吹煉，因為前期的溫度相對較低，可使?fàn)t渣重新獲得脫磷能力，在溫度升高至對爐渣的脫磷不利的溫度時將轉(zhuǎn)爐的爐渣倒出。可重新加入渣料進行再一次吹煉，進行第二階段的爐渣脫磷。熱態(tài)渣可實現(xiàn)重復(fù)利用雙聯(lián)煉鋼。轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝熱態(tài)渣重復(fù)利用的工藝流程為將轉(zhuǎn)爐裝入廢渣，將其放入鐵水進行一次吹煉，隨后倒入爐內(nèi)進行測量溫度選取樣本，繼續(xù)放入廢棄熱態(tài)渣，進行二次吹煉，繼而出鋼，留取部分爐渣進行熱態(tài)渣凝固處理，最后將爐渣固化確認[4]。轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼熱態(tài)渣重復(fù)利用冶煉工藝的流程圖如下圖1所示。

圖1 熱態(tài)渣重復(fù)利用操作流程圖

隨著爐內(nèi)溫度的降低，爐內(nèi)渣料的黏稠度也隨之發(fā)生一定的改變。黏稠度和粘稠活化性能之間的關(guān)系可表示為下列式子。

在該式子中：Q為黏稠度，Eq為黏稠活化性能，T為爐內(nèi)實時溫度，R為常數(shù)系數(shù)。由上述式子可以看出，伴隨著爐內(nèi)廢棄熱態(tài)渣的溫度T的降低，其黏稠度進行逐步增加，與黏稠度Q有著反比例的關(guān)系變化，但是有可能致使?fàn)t內(nèi)廢棄渣料黏在轉(zhuǎn)爐底部不容易倒出，同期導(dǎo)致爐包底吹的透氣功能。所以應(yīng)將重復(fù)利用的熱態(tài)渣回收等待的時間控制在一定范圍內(nèi)，盡量將其縮短。

1.3 熱態(tài)渣重復(fù)利用的結(jié)果分析

轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝采用熱態(tài)渣進行重復(fù)利用的技術(shù)取得了較好的結(jié)果，主要體現(xiàn)在以下四點①實現(xiàn)對剩余渣料的回收，提高渣料利用率的同時降低了污染物的排放，滿足了現(xiàn)代化的綠色環(huán)保要求。②重復(fù)利用的熱態(tài)渣具有融化效果較好和流動性較好的特點，所以可以實現(xiàn)降低廢棄渣料的消耗及生產(chǎn)成本的效果。③利用轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)練渣工藝對對熱態(tài)渣進行重復(fù)利用的操作對熱態(tài)渣的構(gòu)架影響相對較小，此操作會保留廢棄爐渣硫的存儲量，并且在現(xiàn)代的持續(xù)發(fā)展水平下可以實現(xiàn)對熱態(tài)渣的不間斷反復(fù)利用。④降低了電量的消耗，減小了對轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯的腐蝕，同時熱態(tài)渣的重復(fù)利用降低了化渣的時間[5]。

2 熱態(tài)渣循環(huán)利用的有效性對比試驗

為了確保轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)聯(lián)鋼技術(shù)對熱態(tài)渣重復(fù)利用的有效性，進行了多次對比實驗，為保證整個實驗的嚴謹程度，首先采用傳統(tǒng)的辦法對熱態(tài)渣進行回收利用，再用轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝對廢棄的熱態(tài)渣進行回收利用，做出對比試驗數(shù)據(jù)，采取后實驗數(shù)據(jù)如下表1所示。

從表1可以看出，在相同條件下，經(jīng)過多次試驗轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝對熱態(tài)渣的重復(fù)利用率極高，且比傳統(tǒng)技術(shù)對熱態(tài)渣的重復(fù)利用率高出約30%。

表1 熱態(tài)渣循環(huán)利用對比實驗

3 結(jié)語

本文對轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝熱態(tài)渣的重復(fù)利用進行分析，廢棄熱態(tài)渣的反復(fù)利用，減輕了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝對渣料的消耗，利用渣料的余熱，為轉(zhuǎn)爐煉鋼提供初期電弧的熱效率及穩(wěn)定性，減小了電量消耗，提高了轉(zhuǎn)爐使用壽命。轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼工藝熱態(tài)渣的重復(fù)利用技術(shù)經(jīng)過不斷地實驗驗證及技術(shù)優(yōu)化，目前，我國對廢棄的熱態(tài)渣的重復(fù)利用率已經(jīng)高達90%以上，未來將全面應(yīng)用到各個行業(yè)的生產(chǎn)中，為國家取得較高的經(jīng)濟效率打下基礎(chǔ)，從而促進鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。文章研究的轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)煉鋼技術(shù)具備極高的有效性。希望此次的研究能夠為熱態(tài)渣的循環(huán)利用提供有效的方法和理論依據(jù)。