120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發探究

高 勇

（酒鋼集團榆中鋼鐵有限公司，甘肅 蘭州 730104）

自我國進入新時期后，環保理念逐漸深入人心，在鋼鐵工業生產過程中，國家淘汰了中頻爐等落后的鋼鐵產能，促使部分高污染、高能耗的鋼鐵企業退出鋼鐵市場。在這種行業背景之下，市場廢鋼大量增加，同時廢鋼的價格相對較低，在冶煉工藝中，提高廢鋼比，能夠有效的降低成本，滿足鋼鐵冶煉需求。因此轉爐高廢鋼比冶煉工藝進行開發是十分必要的，可以在很大程度上增加企業的經濟效益。

1 120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發要求

對120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝的開發，應當滿足相應的需求。即是在提高廢鋼比的過程中，首先考慮因素即是保障轉爐冶煉時的熱平衡。通常情況下，轉爐中的熱量主要來自于鐵水的物理熱能和化學熱能。而提高廢鋼比，則是增加了轉爐中的熱量消耗。因此要想開發合理的120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝，應當保障各種物料的冷卻效應具有科學性；其次是要保障熱量平衡的途徑得到有效發揮。為滿足這一要求，相關人員應當適當減少渣料的摻入量。這是由于渣料的加入會增加爐內的熱量支出，通過減少渣料，能夠降低爐內出現的熱損失狀況；再次，需要盡可能的提高物理熱和化學熱，相關人員要提高入爐鐵水的溫度以及成分硅的含量，通過相應計算可得，鐵水溫度每提高10℃，可以促使終點倒爐溫度提升24.2℃；最后為滿足120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發要求，還需降低熱量支出，具體方法是降低留渣量，按照冶煉工藝的實際情況，適當減少留渣量，每減少1t，則能夠提高5.6℃的終點倒爐溫度[1]。

2 高廢鋼比冶煉工藝的控制措施

2.1 合理控制入爐材料

對120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝進行有效的控制，可以有效提高高廢鋼比冶煉工藝的實際效果。在開發中則是要保障入爐材料具有合理性。即是針對廢鋼裝入量和鐵水成分采取有效控制手段。由于120t轉爐單斗廢鋼的最大容量為22t，因此在隨著廢鋼重量不斷提升的情況下，入爐難度相對較大。為解決這一問題，高廢鋼比冶煉工藝需采用雙斗的方法，在冶煉入爐廢鋼時，先后加入兩斗廢鋼，其裝入情況可如表1所示。另外一方面，還要確保鐵水成分具有合理性，其可如表1所示。

表1 120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝裝入情況

2.2 保障熱平衡的相關技術措施

對于轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發的熱平衡保障措施，則要提高鐵水的物理熱。一般情況下高廢鋼比條件下，其入爐時鐵水溫度需要在1280℃以上，并且鐵水中含有的硅含量應超過0.35%，確保在入爐時，鐵水的物理熱和化學熱符合冶煉工藝的實際需求。另外一方面，相關人員需要保障轉爐冶煉留渣量具有一定的穩定性。采用120t轉爐時，通常會進行留渣工藝，在高廢鋼比條件下，每爐次的留渣量應小于4t，從而充分保障在開展冶煉工藝時，熱量要求得到滿足。除此之外，為保障120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝的有效實施，還需對造渣制度進行合理的調整。即是基于高廢鋼比爐次，保障脫磷要求爐渣堿度的條件下，適當減少摻入的石灰量，并按照入爐鐵水的實際情況，對造渣進行冶煉時，需要嚴格參考各個渣料的熱效應，應先加入熱效應較大的造渣，從而確保與熱平衡和脫磷的要求相符合[2]。同時還需有效的降低終點出鋼溫度，具體采取的技術措施為提高鋼包的周轉效率，以此縮短鋼包的空載時間，促使其溫度得到提升；對出鋼口加強采取相應的維護措施，保障出鋼口較為圓整，同時控制出鋼時間在4min～5min，盡可能的減少出鋼溫度損失，以降低出鋼過程的溫度；科學控制出鋼擋渣時機和角度，避免發生渣擋死等情況，防止出現出鋼時間延長等現象。促使120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝具有較好的應用實效性。

3 120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發實踐

3.1 開發科學的供氧模式

120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發實踐中，需要注重供氧模式的科學性。通常來說冶煉工藝的開吹氧流量在30000Nm3/h左右，經過4.5min后，硅錳氧化反應完成，形成前期渣，在渣中含有大量的氧化鐵，因此為了保障在起渣時避免發生噴濺等現象，則需要在冶煉4.5min后將流量降低到26500Nm3/h。在中期氧流量得到降低之后，可以在一定程度上減弱氧化反應，減少激烈程度。當渣中的氧化鐵含量減少之后，會出現爐渣返干等情況。而且在后期階段，大多為均勻的鋼水成分，為提高鋼渣的分離程度，則需在吹煉11min后適當增加供氧流量，直到終點倒爐提槍即可[3]。

3.2 制定合理的槍位制度

在開發120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝時，還需制定合理的槍位制度，一般采用低-高-高-低的槍位模式，當前期槍位位于1.1m時，能夠有效的促進前期溫度提升。而具體的低槍位持續時間可以按照起渣和煙氣中含有的一氧化碳上升現象而定，可以適當的延長。如果煙氣中的一氧化碳含量達到12%～15%范圍之內時，則需將槍位提高到1.3m左右。而當冶煉工藝的中后期，熔池溫度迅速升高。會發生激烈的碳氧反應，吹煉8.5min后，一氧化碳的含量呈現持續升高的態勢。而當一氧化碳含量超過45%后，槍位應當提高到1.5m的位置，目的是為了防止爐渣出現返干等不利現象。在冶煉工藝進行到后期階段，在脫碳反應的進行中，鋼水中所含有的碳元素含量大幅減少，脫碳速度明顯提升，并進入到吹煉末期。最后將槍位降低到1.1m，有效均勻鋼水的成分和溫度，保障火焰得到有效穩定，有利于對控制爐長終點[4]。

3.3 采取適當的加料制度

在120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發中，選擇適當的加料制度比較重要。在實踐過程中，應堅持加料時機延后、遵循小批量、多批次的原則進行加料。可以最大限度的避免出現燜料等不利現象。即是在高廢鋼比爐次添加第一批石灰時，應在點好成功后吹煉1min，此時加入石灰的用量要占總量的2/5，然后在一次性加入。對于礦石料，需要在石灰加入4/5時再進行添加。同時為了充分保障石灰化透，需要根據化渣的實際情況進行吹煉8.5min～10.5min，并補加少許的礦石化渣，以確保加料制度的合理性。

4 120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝開發效果

4.1 脫磷效果分析

在對120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝進行開發時，通過優化供氧模式、槍位制度以及加料制度等，可以促使冶煉工藝的前期化渣效果相對較好，并且冶煉過程比較平穩，不會出現返干現象，其具體控制情況可如表2所示。

4.2 造渣料消耗情況分析

在造渣料的消耗方面，120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝在應用中，高廢鋼比爐次的鐵水溫度相對較高，入爐鐵水溫度平均高出14.4℃。并且在冶煉過程中，礦石投入量、冷渣和切割渣的使用量都明顯減少。并且熱值顯著高于常規廢鋼比爐次。不過在進行冶煉的過程中，由于有冷卻料的加入，因此其能夠充分的滿足冶煉工藝需求，在實際開展高廢鋼比工藝時，具有良好的應用效果。

4.3 冶煉周期效果

120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝的開發能夠有效的縮短冶煉的周期，其主要體現在廢鋼入爐時間控制、供氧時間、其他輔助時間和轉爐周期控制等。比如在28t廢鋼入爐量的條件下，高廢鋼比的廢鋼入爐時間一般在在4.4min每爐次，相比于常規廢鋼比的3.2min/爐。在供氧時間方面，高廢鋼比為14.5min/爐，常規廢鋼比為14.1min/爐。而對于其他輔助時間，高廢鋼比則為19.4min/爐，形成總轉爐周期為38.3min/爐，同等廢鋼入爐量，常規廢鋼比的轉爐總周期則為39.1min/爐，對比之下，高廢鋼比的冶煉周期更短、效率更高。

4.4 鋼鐵料和金屬消耗分析

120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝的鋼鐵消耗和金屬消耗有較大的增幅。這是因為高廢鋼比爐次的廢鋼入爐重量增加，其金屬收得率比鐵水收得率要低，所以高廢鋼比條件下，鋼鐵料以及金屬料的消耗相對較大，其中轉爐料消耗量相比于常規廢鋼比要多出4.07kg/t，而轉爐金屬料的消耗量則高于常規廢鋼比3.4kg/t。

5 結語

綜上所述，120t轉爐高廢鋼比冶煉工藝是轉爐冶煉過程中的一種系統化控制技術，對其進行開發則需從入爐的原材料以及冶煉過程的造渣和出鋼控制等階段采取有效的控制措施。從而進坑的保障熱收入得到提高、熱損失減小，確保整個冶煉過程的熱量維持平衡狀態，提高冶煉工藝質量。