轉(zhuǎn)爐煉鋼工序提高冶煉高碳鋼質(zhì)量工藝優(yōu)化

楊誼

摘 要：在轉(zhuǎn)爐煉鋼工序中，高碳鋼煉成率較低，根據(jù)我廠生產(chǎn)高碳鋼現(xiàn)狀，對(duì)冶煉高碳鋼時(shí)的要點(diǎn)及工藝進(jìn)行總結(jié)與優(yōu)化，并總結(jié)出了一些能夠有效地對(duì)高碳鋼的質(zhì)量有所提高的措施。

關(guān)鍵詞：高碳鋼;終點(diǎn)碳;高拉補(bǔ)吹法;工藝優(yōu)化

Abstract：In the converter steelmaking process，the high carbon steel refining rate is low. According to the current situation of high carbon steel produced by our factory，the main points and processes of smelting high carbon steel are summarized and optimized，and some effective ones can be summarized. Measures to improve the quality of high carbon steel.

Key words：high carbon steel;end point carbon;high tensile blowing method;process optimization

轉(zhuǎn)爐煉鋼在當(dāng)代煉鋼過(guò)程中依然保持領(lǐng)頭羊的主導(dǎo)地位，在將來(lái)也不可能被改變，轉(zhuǎn)爐煉鋼雖然是唯一可以實(shí)現(xiàn)總能耗為“負(fù)值”的工序，在當(dāng)前只有通過(guò)促進(jìn)各煉鋼工序流程的技術(shù)優(yōu)化，才能實(shí)現(xiàn)降本增效和節(jié)能減排的重要目標(biāo)。

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)碳的控制方法

轉(zhuǎn)爐煉鋼一般有兩種不同的終點(diǎn)碳控制方法，分別是拉碳法和增碳法。增碳法主要通過(guò)在吹煉過(guò)程中將鋼水中的碳氧化到較低時(shí)提槍，成分合格倒?fàn)t出鋼，然后根據(jù)所煉鋼種要求碳含量加入增碳劑。增碳法缺點(diǎn)是鋼中氧含量高，增碳劑消耗量大，夾雜物較多，鋼水純凈度大大降低。[1] [2]為了保證碳成分均勻和脫氧效果，不得不增大鋼水?dāng)嚢鑿?qiáng)度和攪拌時(shí)間，這不僅延長(zhǎng)了冶煉時(shí)間，增大了溫降，同時(shí)也給精煉爐增加了負(fù)擔(dān)，與此同時(shí)也增加了煉鋼成本。拉碳法一般分為兩種：一種為高拉補(bǔ)吹法，一種為一次拉碳法。[3]碳在實(shí)際操作上困難較大，尤其是在生產(chǎn)簾線鋼、軸承鋼等質(zhì)量要求比較高的高碳鋼時(shí)難度非常大。高拉補(bǔ)吹法具有鐵損少、鋼中氧含量低、鋼中夾雜物減少、合金收得率高，同時(shí)節(jié)省大量增碳劑等特點(diǎn)。

2、生產(chǎn)工藝及原料條件

我廠生產(chǎn)高碳鋼的工藝路線是;120t轉(zhuǎn)爐→120t精煉爐→連鑄160×160小方坯連鑄機(jī)。我廠轉(zhuǎn)爐造渣原料種類主要有石灰、輕燒白云石、生白云石。轉(zhuǎn)爐裝入量廢鋼大約25-30噸，鐵水115±2噸，鐵水溫度一般在1200°C -1400°C。冶煉所加石灰根據(jù)鐵水中Si含量來(lái)進(jìn)行調(diào)整，確保可以達(dá)到脫磷和去夾雜的目的。

轉(zhuǎn)爐高拉碳操作，首先要?jiǎng)?chuàng)造好的脫磷條件：控制前期適當(dāng)?shù)蜏貤l件、提高爐渣的氧化性和堿度、適當(dāng)增大渣量，保證熔渣的流動(dòng)性良好，促進(jìn)保碳脫磷和均勻升溫的冶煉過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行。

轉(zhuǎn)爐留渣根據(jù)前一爐鋼磷含量和終點(diǎn)碳含量決定：如果前爐鋼水磷含量低，終點(diǎn)碳含量高，則留渣量控制在2-3t左右;如果前爐鋼水磷含量高，終點(diǎn)碳含量低，爐渣氧化性強(qiáng)，就不留渣。兌完鐵水后搖正爐體，下槍吹煉，加入已稱好的第一批料，進(jìn)行吹煉（簾線鋼4-5min左右，倒掉酸性渣，重新造渣），冶煉過(guò)程中槍位要比正常冶煉槍位提高一些，具體視爐內(nèi)反應(yīng)成渣情況，結(jié)合火焰狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，高槍位主要是強(qiáng)化渣效果。第二批料加入，提高爐渣堿度，促進(jìn)脫磷。吹煉過(guò)程讓渣化透，可分批少量加入石灰和礦石，防止過(guò)度噴濺和返干。下副槍第一次TSO測(cè)量完之后，根據(jù)測(cè)量的碳含量和溫度，對(duì)氧量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以實(shí)現(xiàn)高拉碳，在達(dá)到終點(diǎn)前20s，槍位壓到最低，對(duì)熔池進(jìn)行攪拌以均勻溫度和成分。我廠高碳鋼終點(diǎn)碳含量要求在0.1%以上，終點(diǎn)溫度1590°C以上，倒?fàn)t根據(jù)所煉鋼種來(lái)加入低氮碳球和低氮增碳劑。為了防止放鋼時(shí)回磷，我廠采取的具體措施是放鋼搖爐至102°左右加入擋渣錐擋渣，放鋼結(jié)束打開(kāi)滑板機(jī)構(gòu)有效提高地出鋼擋渣效果，嚴(yán)格控制下渣量。放鋼時(shí)加入石灰等頂渣，調(diào)節(jié)好鋼包中氬氣流量和吹氬效果，抑制在鋼包中回磷。我廠常煉高碳鋼化學(xué)成分如下表：

3、目前煉鋼工序冶煉高碳鋼所存在的問(wèn)題

3.1 轉(zhuǎn)爐脫磷與保碳難兼得

在冶煉高碳鋼過(guò)程中，最難的在于碳和磷難以實(shí)現(xiàn)二者兼得。使用增碳法雖然磷含量能夠確保達(dá)到要求，但是終點(diǎn)碳含量則很低;使用高拉補(bǔ)吹法碳含量可以保證，但是磷則有可能偏高，磷高點(diǎn)吹會(huì)導(dǎo)致鋼水氧化性變強(qiáng)，所用合金等輔料用量增大，對(duì)煉鋼成本得不到有效的把控。

3.2 難以控制噴濺

為提高脫磷率，必須保證全程高FeO成渣，但渣中FeO含量過(guò)高，既增加液相渣量，又降低爐渣表面張力，提高泡沫性，是誘發(fā)噴濺的重要原因。一般爐渣中的w （FeO）含量超過(guò)一定值，則產(chǎn)生大噴的可能性越高，轉(zhuǎn)爐冶煉更加困難。

3.3 終點(diǎn)判斷較難

轉(zhuǎn)爐吹煉到中后期，為提高轉(zhuǎn)爐冶煉的終點(diǎn)命中率一般會(huì)通過(guò)下副槍定碳、測(cè)溫來(lái)輔助判斷終點(diǎn)情況。良好的全程化渣是終點(diǎn)控制的保障，需保證終渣有一定的堿度。中期末爐口火焰逐漸發(fā)軟，且火焰伴隨著搖晃，隱約能看到氧槍則進(jìn)入末期，鋼水中碳含量大概在0.20%左右。

4、工藝優(yōu)化措施

（一）鐵水扒渣：我廠目前轉(zhuǎn)爐所進(jìn)鐵水只有冶煉一些對(duì)硫要求較高的品種鋼時(shí)進(jìn)行KR脫硫扒渣，鐵水渣中大量的SiO2使轉(zhuǎn)爐爐渣堿度變小，冶煉過(guò)程中去除磷硫能力減弱，扒渣后可以大大減少轉(zhuǎn)爐渣料的用量。

（二）前期快速造渣：前爐渣子若較好，可以留渣2-3t，冶煉高碳鋼時(shí)前期加入渣料的同時(shí)加入部分礦石，冶煉開(kāi)始石灰加入遵循少量多次。加入部分礦石可以提高爐渣的氧化性和加速初期渣的形成速度。

（三）減少合金與增碳劑的用量：使用副槍進(jìn)行定碳、測(cè)溫，輔助爐長(zhǎng)掌控終點(diǎn)，同時(shí)也要提高爐長(zhǎng)的操作水平，盡可能的準(zhǔn)確判斷終點(diǎn)碳、磷與溫度，避免出現(xiàn)多次點(diǎn)吹的情況，造成煉鋼成本增加。

參考文獻(xiàn)

[1]于國(guó)慶. 高碳鋼脫磷保碳工藝的研究與實(shí)踐[J]. 冶金叢刊，2015（3）：40?43.

[2] 慕進(jìn)文.轉(zhuǎn)爐高拉碳單渣法冶煉高碳鋼[C]//第十七屆全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議文集杭州：54?58.

[3]吳全明，李瑛，劉廣君，等.高碳鋼轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程高拉碳工藝研究[J].煉鋼，2015，31（3）;1.