轉(zhuǎn)爐煉鋼中留渣技術(shù)的原理及應(yīng)用

李國輝，郭 旺

（河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼新區(qū)熱軋部，河北 唐山063000）

現(xiàn)階段在鋼鐵行業(yè)的微利背景之下，轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣，它是一種能夠降低原材料消耗、縮減成本的一種技術(shù)。不僅能夠?qū)掍撋a(chǎn)成本進(jìn)行全方位的管控，推動(dòng)煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，而且它符合簡單高效的制造理念。轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)在近20年間取得顯著成效，我國煉鋼界不斷地對(duì)煉鋼工藝進(jìn)行改進(jìn)。尤其是在當(dāng)前的時(shí)代背景之下，低成本、高效率能有效的改善鋼材質(zhì)量。我國主要是在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐基礎(chǔ)之上，保留傳統(tǒng)的施工工藝。而國外的轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)，它最早起源于前蘇聯(lián)，沿用原蘇聯(lián)亞速夫鋼廠平爐冶煉技術(shù)。在某種程度上，轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)在使用時(shí)，不僅保留了傳統(tǒng)的硫渣施工工藝，而且需要融入信息化方式，在煉鋼廠均取得了顯著的成效，考慮到安全作業(yè)因素。在進(jìn)行吹煉過程中會(huì)產(chǎn)生噴濺，以此為基礎(chǔ)，解決留渣操作存在的問題。因此，現(xiàn)階段需要對(duì)轉(zhuǎn)如煉鋼中的留渣技術(shù)原理，以及應(yīng)用進(jìn)行探究具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 留渣技術(shù)理論闡述

1.1 技術(shù)原理

雖然我國大部分的煉鋼廠進(jìn)行了留渣工藝試驗(yàn)，也取得了顯著的成效。由于沒有掌握留渣操作安全生產(chǎn)規(guī)律，在進(jìn)行鐵液注入時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的噴濺，導(dǎo)致留渣技術(shù)并沒有進(jìn)行廣泛推廣。現(xiàn)有的留渣技術(shù)主要是將上一爐2/3的終渣留在爐內(nèi)，需要對(duì)鐵液加入廢鋼。此時(shí)，需要管控終點(diǎn)爐渣的堿度溫度。在化學(xué)反應(yīng)過程中生成的含鐵、氧化鎂這些堿性的化學(xué)物質(zhì)。一方面，能夠加快石灰輕燒的溶解進(jìn)行脫磷操作，另一方面，以上化學(xué)物質(zhì)，還能夠有效的降低石灰的消耗使用。轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)，能夠有效地控制造渣劑、石灰以及添加劑的使用含量，在管控生產(chǎn)成本的同時(shí)，能有效地減少人力勞動(dòng)，通過大量的實(shí)踐，含磷量超過150×10-6的鋼種應(yīng)用效果最為顯著。

也就意味著，留渣操作，能有效地增加鋼業(yè)的覆蓋率，減少轉(zhuǎn)入熱量的損失，能有效地防止氧氣直接的接觸液面，降低爐渣內(nèi)鐵的含量。對(duì)于末期的高堿度爐渣來說，它具有較高的脫離能力，能促進(jìn)前期化渣降低輔料的消耗，對(duì)于我國大部分的鋼廠在進(jìn)行最初設(shè)計(jì)時(shí)，使用的都是統(tǒng)一跨轉(zhuǎn)入單渣留渣或者是雙渣留渣操作的方式。只有少部分使用的是不同跨區(qū)布置雙聯(lián)爐操作工藝，

1.2 留渣技術(shù)特征

通常情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)主要有以下三個(gè)運(yùn)用特點(diǎn)：第一，要考慮到留渣的熱量，它能有效地降低爐內(nèi)熱量的損失，提高脫硫效率。一般來說，在進(jìn)行冶煉過程中，脫離效果和脫磷率、渣料消耗、吹氧時(shí)間、鋼鐵料消耗等等有著密切的聯(lián)系，為了全方位的提升留渣工藝效率，需要做好脫離階段結(jié)束倒渣量的鐵損以及脫離階段脫磷率的控制工作。第二，大多數(shù)的爐渣含有的化學(xué)物質(zhì)都具備較高的堿性，為了提高前期的脫硫速率，需要確保鋼水的成分合格，可以對(duì)脫離階段泡沫渣形成的過程進(jìn)行研究，分析脫離階段泡沫渣氣泡的形貌、分布規(guī)律、建立物理模型，了解脫磷渣析出物和脫磷之間的關(guān)系。第三，要嚴(yán)格的參照爐渣的特征，一方面，它能夠減少實(shí)際的投入成本。另一方面，它還能夠?qū)γ摿纂A段的道渣工藝進(jìn)行優(yōu)化，降低原材料的使用量。

2 留渣技術(shù)參數(shù)控制要點(diǎn)

2.1 留渣量大小

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要做好基礎(chǔ)設(shè)備的管控工作，一方面，它能夠有效提高資源的使用效率，另一方面，能夠確保生產(chǎn)過程中的技術(shù)參數(shù)符合實(shí)際情況。具體而言，在進(jìn)行轉(zhuǎn)入留渣技術(shù)控制要點(diǎn)探究時(shí)，需要對(duì)留渣量的大小進(jìn)行分析，由于在實(shí)際的煉鋼操作中需要對(duì)留渣量進(jìn)行一定的控制，然而實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于留渣量的控制不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生異常，就會(huì)導(dǎo)致留渣量過大。如果在進(jìn)行操作時(shí)發(fā)現(xiàn)爐渣的含量過少，這時(shí)會(huì)影響濺渣效果，相反也會(huì)造成系統(tǒng)異常，在操作中需要做好平衡指導(dǎo)估算工作，確保最后的留渣量要分析連續(xù)流炸爐參數(shù)、對(duì)全留渣連續(xù)留渣，部分留渣連續(xù)留渣等相關(guān)因素進(jìn)行重點(diǎn)控制，可以使用兌鐵噴濺劑全方位的提高經(jīng)濟(jì)效益，減少噴濺物產(chǎn)生的厲害。

2.2 留渣比例

通常情況下，在具體的操作時(shí)，需要對(duì)留渣比例連續(xù)次數(shù)進(jìn)行控制，以可持續(xù)發(fā)展，循環(huán)經(jīng)濟(jì)作為切入點(diǎn)，全面提高鋼鐵原料的控制水平。目前煉鋼生產(chǎn)節(jié)奏較快，在冶煉過程中吹煉時(shí)間較短，為了保證有足夠的吹氧時(shí)間，要對(duì)酸堿度、流動(dòng)性以及化學(xué)添加劑的含量進(jìn)行控制，確保化學(xué)物質(zhì)能有效地參與化學(xué)反應(yīng)，提高除磷的效率，分析前期脫磷對(duì)實(shí)際生產(chǎn)鋼水成分以及純凈度產(chǎn)生的影響。也就意味著，在具體的操作中，如果發(fā)現(xiàn)留渣的比例過高或者是過低，都會(huì)引發(fā)鍋爐運(yùn)作異常引發(fā)的安全風(fēng)險(xiǎn)，需要將煉鋼廠的油炸比例控制在60%范圍內(nèi)，減少爐渣，如果爐渣多次循環(huán)使用，會(huì)導(dǎo)致有害物質(zhì)的積累。如果五氧化二磷的含量過度飽和，則無法充分發(fā)揮前期的脫磷作用。

2.3 留渣安全性

近年來，隨著我國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)不斷發(fā)展和完善，由于頂?shù)讖?fù)合吹煉、濺渣護(hù)爐等一系列的工藝出現(xiàn)之后，能有效地解決噴濺問題。對(duì)于渣循環(huán)來說，它能夠帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，從單扎法中衍生出各種各樣的操作工藝，自從留渣技術(shù)應(yīng)用之初，要考慮到它自身的安全，采取留渣操作之后進(jìn)入廢鋼以后，需要兌入鐵水，由于爐渣中有20%左右的氧化鐵，這時(shí)鐵水和碳，會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，瞬間產(chǎn)生大量的氣體。這時(shí)會(huì)產(chǎn)生噴濺事故，此過程容易造成安全事故。

3 轉(zhuǎn)爐煉鋼中留渣技術(shù)的優(yōu)化路徑

3.1 前期脫磷效率

為了保證人員安全，提高工作效率，需要對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼中的留渣技術(shù)路徑進(jìn)行分析，以提高前期脫磷效率為主，做好前期溫度的控制工作，保證溫度能夠在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定增長。盡量的延長氧氣的供應(yīng)時(shí)間，這對(duì)前期脫離有著積極的推動(dòng)作用，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)踐研究，其中影響脫離效率，最主要的因素就在于物質(zhì)的酸堿度和爐渣的含量，避免爐渣中氧化鐵過多，產(chǎn)生的噴濺，必須要確保它的游離氧含量大于900×10-6，科學(xué)的調(diào)整留渣含量[1]。

3.2 穩(wěn)定留渣量

對(duì)于絕大部分的煉鋼廠來說，冶煉效果和留渣量的穩(wěn)定性，兩者密切相關(guān)。如果爐渣發(fā)泡過稀，此時(shí)可以使用氮?dú)膺M(jìn)行濺渣，能有效的控制問題的發(fā)生，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)渣量穩(wěn)定控制。我國首先使用的是SGRS留渣+雙渣工藝。它能夠有效地解決脫磷渣流動(dòng)問題，實(shí)現(xiàn)高效脫離，能有效地減少石灰的消耗，降低渣含量。脫磷渣在進(jìn)行處理過程中，可以全部返回下爐進(jìn)行再次使用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，減少輔料和鐵損的浪費(fèi)。在此背景下，要考慮到冶煉成本，在解決留渣安全性的問題之下，需要穩(wěn)定渣量，同時(shí)對(duì)渣循環(huán)過程進(jìn)行探究[2]。

3.3 轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)的推廣

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，轉(zhuǎn)爐煉鋼留渣技術(shù)具有較高的應(yīng)用前景，需要借助于實(shí)際應(yīng)用實(shí)踐，以提高生產(chǎn)效率生產(chǎn)質(zhì)量為主，減少不必要的成本投入。轉(zhuǎn)爐留渣技術(shù)，具有較高的使用特性，不管是國內(nèi)，還是國外在留渣法基礎(chǔ)之上進(jìn)行創(chuàng)新，常見的有留渣雙渣法煉鋼技術(shù)、MURC工藝等等，區(qū)別在于脫磷期的底吹強(qiáng)度。各種新技術(shù)新工藝的出現(xiàn)，不僅在世界領(lǐng)域產(chǎn)生較大的影響，對(duì)于我國來說更起到了一個(gè)推動(dòng)作用，我國是生產(chǎn)制造大國，使用新型的轉(zhuǎn)爐留渣法能減輕作業(yè)人員負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)效率[3]。

4 結(jié)語

轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)在進(jìn)行普及和推廣應(yīng)用階段，它為世界各地的冶煉技術(shù)做出了極大的貢獻(xiàn)，尤其是在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)之下，世界一體化進(jìn)程日益加快，隨著全世界工業(yè)發(fā)展速度的加快，轉(zhuǎn)爐留渣法煉鋼技術(shù)應(yīng)用效果也越來越明顯，更多的技術(shù)人員愿意挖掘他們的潛在應(yīng)用價(jià)值，對(duì)新技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，進(jìn)一步的拓展該技術(shù)的使用范圍。