轉爐煉鋼中留渣技術的原理及應用

李國輝，郭 旺

（河北鋼鐵集團唐鋼新區熱軋部，河北 唐山063000）

現階段在鋼鐵行業的微利背景之下，轉爐煉鋼留渣，它是一種能夠降低原材料消耗、縮減成本的一種技術。不僅能夠對煉鋼生產成本進行全方位的管控，推動煉鋼技術的進步，而且它符合簡單高效的制造理念。轉爐煉鋼技術在近20年間取得顯著成效，我國煉鋼界不斷地對煉鋼工藝進行改進。尤其是在當前的時代背景之下，低成本、高效率能有效的改善鋼材質量。我國主要是在頂底復吹轉爐基礎之上，保留傳統的施工工藝。而國外的轉爐煉鋼留渣技術，它最早起源于前蘇聯，沿用原蘇聯亞速夫鋼廠平爐冶煉技術。在某種程度上，轉爐煉鋼留渣技術在使用時，不僅保留了傳統的硫渣施工工藝，而且需要融入信息化方式，在煉鋼廠均取得了顯著的成效，考慮到安全作業因素。在進行吹煉過程中會產生噴濺，以此為基礎，解決留渣操作存在的問題。因此，現階段需要對轉如煉鋼中的留渣技術原理，以及應用進行探究具有至關重要的現實意義。

1 留渣技術理論闡述

1.1 技術原理

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

也就意味著，留渣操作，能有效地增加鋼業的覆蓋率，減少轉入熱量的損失，能有效地防止氧氣直接的接觸液面，降低爐渣內鐵的含量。對于末期的高堿度爐渣來說，它具有較高的脫離能力，能促進前期化渣降低輔料的消耗，對于我國大部分的鋼廠在進行最初設計時，使用的都是統一跨轉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布置雙聯爐操作工藝，

1.2 留渣技術特征

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

2 留渣技術參數控制要點

2.1 留渣量大小

在實際生產過程中，需要做好基礎設備的管控工作，一方面，它能夠有效提高資源的使用效率，另一方面，能夠確保生產過程中的技術參數符合實際情況。具體而言，在進行轉入留渣技術控制要點探究時，需要對留渣量的大小進行分析，由于在實際的煉鋼操作中需要對留渣量進行一定的控制，然而實際生產中對于留渣量的控制不當，會產生異常，就會導致留渣量過大。如果在進行操作時發現爐渣的含量過少，這時會影響濺渣效果，相反也會造成系統異常，在操作中需要做好平衡指導估算工作，確保最后的留渣量要分析連續流炸爐參數、對全留渣連續留渣，部分留渣連續留渣等相關因素進行重點控制，可以使用兌鐵噴濺劑全方位的提高經濟效益，減少噴濺物產生的厲害。

2.2 留渣比例

通常情況下，在具體的操作時，需要對留渣比例連續次數進行控制，以可持續發展，循環經濟作為切入點，全面提高鋼鐵原料的控制水平。目前煉鋼生產節奏較快，在冶煉過程中吹煉時間較短，為了保證有足夠的吹氧時間，要對酸堿度、流動性以及化學添加劑的含量進行控制，確保化學物質能有效地參與化學反應，提高除磷的效率，分析前期脫磷對實際生產鋼水成分以及純凈度產生的影響。也就意味著，在具體的操作中，如果發現留渣的比例過高或者是過低，都會引發鍋爐運作異常引發的安全風險，需要將煉鋼廠的油炸比例控制在60%范圍內，減少爐渣，如果爐渣多次循環使用，會導致有害物質的積累。如果五氧化二磷的含量過度飽和，則無法充分發揮前期的脫磷作用。

2.3 留渣安全性

近年來，隨著我國轉爐煉鋼技術不斷發展和完善，由于頂底復合吹煉、濺渣護爐等一系列的工藝出現之后，能有效地解決噴濺問題。對于渣循環來說，它能夠帶來良好的經濟效益，從單扎法中衍生出各種各樣的操作工藝，自從留渣技術應用之初，要考慮到它自身的安全，采取留渣操作之后進入廢鋼以后，需要兌入鐵水，由于爐渣中有20%左右的氧化鐵，這時鐵水和碳，會發生化學反應，瞬間產生大量的氣體。這時會產生噴濺事故，此過程容易造成安全事故。

3 轉爐煉鋼中留渣技術的優化路徑

3.1 前期脫磷效率

為了保證人員安全，提高工作效率，需要對轉爐煉鋼中的留渣技術路徑進行分析，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穩定增長。盡量的延長氧氣的供應時間，這對前期脫離有著積極的推動作用，經過反復的實踐研究，其中影響脫離效率，最主要的因素就在于物質的酸堿度和爐渣的含量，避免爐渣中氧化鐵過多，產生的噴濺，必須要確保它的游離氧含量大于900×10-6，科學的調整留渣含量[1]。

3.2 穩定留渣量

對于絕大部分的煉鋼廠來說，冶煉效果和留渣量的穩定性，兩者密切相關。如果爐渣發泡過稀，此時可以使用氮氣進行濺渣，能有效的控制問題的發生，進而實現渣量穩定控制。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問題，實現高效脫離，能有效地減少石灰的消耗，降低渣含量。脫磷渣在進行處理過程中，可以全部返回下爐進行再次使用，具有較高的經濟效益，減少輔料和鐵損的浪費。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，需要穩定渣量，同時對渣循環過程進行探究[2]。

3.3 轉爐煉鋼留渣技術的推廣

在實際生產過程中，轉爐煉鋼留渣技術具有較高的應用前景，需要借助于實際應用實踐，以提高生產效率生產質量為主，減少不必要的成本投入。轉爐留渣技術，具有較高的使用特性，不管是國內，還是國外在留渣法基礎之上進行創新，常見的有留渣雙渣法煉鋼技術、MURC工藝等等，區別在于脫磷期的底吹強度。各種新技術新工藝的出現，不僅在世界領域產生較大的影響，對于我國來說更起到了一個推動作用，我國是生產制造大國，使用新型的轉爐留渣法能減輕作業人員負擔，提高生產效率[3]。

4 結語

轉爐留渣法煉鋼技術在進行普及和推廣應用階段，它為世界各地的冶煉技術做出了極大的貢獻，尤其是在經濟的推動之下，世界一體化進程日益加快，隨著全世界工業發展速度的加快，轉爐留渣法煉鋼技術應用效果也越來越明顯，更多的技術人員愿意挖掘他們的潛在應用價值，對新技術進行創新和完善，進一步的拓展該技術的使用范圍。