單渣操作

單渣操作就是在冶煉過程中只造一次渣，中途不倒渣、不扒渣、直到終點出鋼。在冶煉低碳鋼(如ER70S～6合金焊絲鋼)時，由於出鋼碳低，終點鋼水的氧化性和終渣的氧化性就強，脫磷效率高且不易回磷，所以在轉爐冶煉ER70S一6系列鋼時，可實現單渣操作。

基本介紹

• 中文名：單渣操作
• 外文名：Single slag operation
• 學科：冶金工程
• 領域：冶煉
• 特點：不倒渣、不扒渣、直到終點出鋼
• 設備：ER70S一6合金焊絲鋼轉爐

簡介

轉爐煉鋼的基本任務脫碳、提溫、去除鋼中的有害元素及夾雜物，使終點鋼水的碳、磷、硫、溫度達到要求。當鐵水磷高時，就要採取雙渣操作脫出鋼水中的磷，即在轉爐冶煉前期，造好渣，利用低溫脫磷的有利條件，充分脫出鋼水中的磷，然後倒掉部分高磷渣，重新造新渣，繼續冶煉。但倒掉的高磷渣含鐵珠多並且帶走了熱量，增加了鋼鐵料消耗和熱損失。通過對比分析前期倒掉的高磷渣和冶煉終點時的終渣成分，發現前期高磷渣中金屬鐵珠含量比終渣高20%左右，而TFe含量相當。為降低消耗、節約能源，我們探索了ER70S一6合金焊絲鋼轉爐冶煉的單渣操作方法，通過實踐，取得了滿意效果。

單雙渣操作的金屬料消耗

為了弄清轉爐冶煉ER70S一6合金焊絲鋼時的單渣操作法和雙渣操作法的金屬料消耗差別，我們分析了轉爐冶煉的前期渣(初渣)和終渣成分。雙渣和終渣TFe含量相當，平均初渣鐵珠含量比終渣高23．29%。根據Ca平衡計算，初渣渣量取平均值7．3 t，按初渣倒渣量為50%計算，每爐鋼水量為85 t計算，雙渣操作比單渣操作增加金屬消耗為：【(7．3 x 50%×23．29%)/85】×1000=10．0(kg/t鋼)。因此，採用單渣操作可降低金屬料消耗，同時減少熱損失。

單渣操作的可行性

當轉爐冶煉中、高碳鋼時，採用高拉碳出鋼，避免因出鋼碳低而加人大量的增碳劑從而增加鋼水的夾雜物含量。但是，若終點鋼水的碳含量高，則終點鋼水的氧化性和終渣的氧化性就弱，這不利於鋼水脫磷且容易造成鋼水回磷。因此，在轉爐冶煉前期的低溫階段，造好渣，採用雙渣操作，脫出鋼水中的磷，並且使終點碳不要太高，控制在合適的範圍內，使終點鋼水的碳、磷和溫度達到協調。而在冶煉低碳鋼(如ER70S～6合金焊絲鋼)時，由於出鋼碳低，終點鋼水的氧化性和終渣的氧化性就強，脫磷效率高且不易回磷，所以在轉爐冶煉ER70S一6系列鋼時，可實現單渣操作。

單渣操作模型

借鑑我廠在“科學煉鋼″攻關中建立的轉爐操作模式，對轉爐冶煉ER70S一6系列鋼進行單渣操作試驗。通過對造渣料加人量及加入時機、氧氣流量調節、槍位控制等參數進行跟蹤探索、反覆驗證和不斷總結，建立了ER70S一6系列鋼單渣操作模型。

主要內容如下：

1)裝入制度。鐵水83～85 t，廢鋼10．5 12．5 t，總裝入量(95±0．5)t。鐵水裝入量可根據熱量作適當調整。

2)第一批渣料加入量。不同的鐵水矽含量對應的渣料加入量。

3) 洪氧制度。開吹氧氣流量設為18 500 m3/h，吹煉2′3O″～3′時，分兩次並在20″內將氧氣流量調至13 500 m3/h，吹煉至5′時，將流量調到15 500 m3/h，吹煉至6′30″時，氧氣流量調至18 000 m3/h。

4)艙位控制。操作如下：

a．開吹點火後槍位控制在1．9 m，加入第一批渣料，加完頭批料後，待火焰平穩，在爐渣化好的前提下，吹煉2′將槍位分兩次降到1．3 m，吹煉到2′3O″加人200 kg白雲石，加完白雲石後，在2′30″-3′時，分兩次在20″內將氧氣流量調至13 500 m3/h，流量降下來後，降槍位至1．2 m，避免氧化鐵富集產生噴濺；

b．火焰穩定後(鐵水矽大於0．5wt%或前期升溫過快必須在3′30″開始加後續料)，開始加第二批料，每隔30 S加一次料(200 kg)，反應平穩後，上調流量，並開始提高槍位(每次提高50～100 mm)，中期槍位控制在1．4～1．5 m之間；

C．吹煉至5′左右，根據前一爐熱量情況快速加入污泥球，為了避免污泥球加人過急產生噴濺，污泥球和白雲石一起加入，保證均勻升溫；

d．吹煉至9～1O′，將氧槍升到1．7～1．9 m，最大限度化渣，保證去磷效果；

e．吹煉至l0′，點動提罩判斷溫度，保證正常煤氣回收，溫度高時，可根據爐型控制要求，適當提高槍位，補加白雲石或污泥球；

f．壓槍前必須把槍位吊到1．8～2 m，讓爐渣最大限度熔化；

g．結合上一爐的冶煉時間分2～3次把槍位壓到1．2 m的基本槍位，如果火焰發硬或C比較高時可以先壓到1．3 m，待火焰發軟後再壓到1．2 in，防止燒搶事故，確保壓槍時間大於40 s，壓槍時間從壓到1．3in開始計算。

5)加料。

加料操作如下：

a．嚴格按照規定稱量、加料(兩批料，每批200 kg)；

b．保證均勻升溫，加料要勻速，少量多批；

c．第二批料在火焰穩定後開始加入，加入第二批料後開始加污泥球，同時調壓讓槍配合；

d．吹煉至7′，必須加完石灰和白雲石，吹煉至9′，必須加完冷卻劑。

單渣操作效果

2011年10月，ER70S一6系列鋼生產全部採用單渣操作，採用單渣操作能夠滿足ER70S一6系列鋼脫磷要求，而鋼鐵料消耗明顯降低，比2011年3月份(在2011年3月份，全部ERTOS一6鋼都採用雙渣操作)降低17 kg/t鋼。

從10月份生產隋況來看，倒爐溫度波動較大，其中倒爐磷大於0．016% 的爐次都是因為倒爐溫度偏高造成的，需進一步跟蹤摸索單渣操作模式，尤其對轉爐熱平衡進行最佳化，提高過程控制的穩定性。計畫在優質碳素結構鋼(30 5 )、30MnSi、40Cr等鋼種推行單渣操作，進一步降低優質鋼的生產成本。

總結

通過對比分析轉爐冶煉ER70S～6合金焊絲鋼時單雙渣操作的金屬料消耗，發現採用單渣操作可使每噸鋼的金屬料消耗減少10 kg。分析可知轉爐冶煉ER70S一6合金焊絲鋼時採用單渣操作可行。

對轉爐單渣法冶煉ER70S一6的裝人制度、渣料加入制度、供氧制度和槍位控制進行了工藝實踐，降低了鋼鐵料消耗，並且保證了鋼的質量。