馬進(jìn)國(guó)，許勇偉，云茂帆

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

1 前言

轉(zhuǎn)爐終渣具有高堿度、高溫度、高FeO含量的特點(diǎn)，出鋼后將部分或全部爐渣留在爐內(nèi)參與下一爐次的吹煉，有助于轉(zhuǎn)爐吹煉前期快速成渣，促進(jìn)脫磷，節(jié)約石灰等渣料。八鋼150t轉(zhuǎn)爐根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工藝路線及入爐鐵水條件，嘗試了轉(zhuǎn)爐留渣工藝冶煉操作，通過(guò)實(shí)踐取得了一定的效果，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐造渣成本進(jìn)一步降低。

2 150t轉(zhuǎn)爐留渣少渣冶煉操作試驗(yàn)

150t生產(chǎn)工藝路線：高爐鐵水→鐵水預(yù)處理（脫硫）→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→（精煉LF）→連鑄。

供應(yīng)鐵水條件：鐵水 Si 0.20%～0.80%，P 0.090%～0.140%。

留渣操作流程見(jiàn)圖1。

轉(zhuǎn)爐留渣區(qū)別于傳統(tǒng)冶煉工藝為：造渣終點(diǎn)合適后不倒渣直接出鋼作業(yè)，濺渣完畢直接進(jìn)行加廢鋼兌鐵水作業(yè)。

圖1 留渣冶煉工藝流程

2.1 留渣操作機(jī)理

轉(zhuǎn)爐終渣中含有 40%～55%的 CaO，10%～18%的 TFe，8%～12%的 MgO，不飽和的 P2O5；濺渣完畢后將轉(zhuǎn)爐終渣全部留在爐膛內(nèi)用于下一爐鋼的造渣。

轉(zhuǎn)爐進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉脫P(yáng)反應(yīng)：4(CaO)+5(FeO)+2[P]=4(CaO)·P2O5+5[Fe]+Q

脫磷反應(yīng)要求爐渣具備高（CaO）、高（FeO）含量、大渣量，利用上一爐終渣內(nèi)的CaO和FeO，替代部分渣料來(lái)實(shí)現(xiàn)脫磷反應(yīng)，同時(shí)終渣中的（FeO）可促進(jìn)前期渣早化，為脫磷創(chuàng)造良好條件。

2.2 留渣工藝初步試驗(yàn)

鐵水條件見(jiàn)表1。

表1 鐵水條件 %

試驗(yàn)技術(shù)要求：（1）將上一爐終渣濺好留在爐內(nèi)，下一爐冶煉時(shí)利用上一爐終渣中的CaO、FeO和MgO，替代部分渣料（核算減少對(duì)等量CaO、MgO的石灰及白云石的量）進(jìn)行造渣。

（2）連續(xù)試驗(yàn)4爐鋼，鋼種HRB400E；工藝路徑：鐵水預(yù)處理→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→連鑄，第4爐鋼冶煉完畢后將終渣倒干凈。

2.2.1 渣料分析

留渣初步試驗(yàn)，渣料統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2，渣料單耗對(duì)比見(jiàn)圖2。

表2 渣料統(tǒng)計(jì)

圖2 試驗(yàn)前后渣料單耗比對(duì)圖

本次試驗(yàn)鐵水硅成分在0.49%～0.60%，渣料由原配加38.12kg/t減少至34.15kg/t，白云石（生）由28.06kg/t減少至24.7kg/t。石灰降低 3.97kg/t，白云石（生）降低3.37kg/t。

2.2.2 終渣渣樣分析

終渣樣成分分析將表3。

表3 終渣渣樣理化分析 %

通過(guò)終渣渣樣理化分析可以看出，留渣操作堿度在2.70～2.74比配加堿度2.8范圍略低，但偏差不大；渣中MgO含量保持在7%～9%，滿足濺渣工藝要求。

2.2.3 冶金效果

脫磷效果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4。試驗(yàn)脫磷率在87.39%～88.80%，表4中可以看出冶煉HRB400E鋼種終點(diǎn)P含量過(guò)剩（終點(diǎn)平均P 0.0148%，成品要求P≤0.045%）。可以根據(jù)鋼種要求適當(dāng)調(diào)整渣料配加量以實(shí)現(xiàn)合適脫磷。

表4 脫磷效果統(tǒng)計(jì) %

表3、4可以看出，脫磷率隨著連續(xù)留渣爐數(shù)的累積，轉(zhuǎn)爐的脫磷率有降低的趨勢(shì)，終渣渣樣分析也可以看出爐渣中的P2O5含量也在逐步上升。

表5，圖3可以看出：隨著連續(xù)留渣爐次的遞增濺渣時(shí)間有所延長(zhǎng)。隨著留渣爐次累加爐內(nèi)渣量的增加，對(duì)轉(zhuǎn)爐濺渣時(shí)間勢(shì)必有所影響。

留渣操作初步試驗(yàn)結(jié)果表明達(dá)到了試驗(yàn)?zāi)康模珜?duì)具體留多少爐鋼才能實(shí)現(xiàn)降渣料成本最大化仍需進(jìn)一步探究。為此從每爐鋼終渣中內(nèi)P2O5%含量為切入點(diǎn)，探究終渣中P2O5何時(shí)趨向飽和狀態(tài)（保留P2O5飽和狀態(tài)的終渣進(jìn)行冶煉對(duì)下一爐鋼脫磷作用不大），進(jìn)一步試驗(yàn)探究轉(zhuǎn)爐渣料調(diào)控空間及終渣連續(xù)利用爐數(shù)，實(shí)現(xiàn)最大化降低渣料成本。

表5 冶煉HRB400E鋼種終點(diǎn)控制及濺渣統(tǒng)計(jì)

圖3 連續(xù)留渣渣中P2O5%含量與濺渣時(shí)間的關(guān)系

2.3 轉(zhuǎn)爐留渣工藝優(yōu)化試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)技術(shù)鐵水及留渣要求與初步試驗(yàn)技術(shù)要求一致。

（2）試驗(yàn)連續(xù)留渣冶煉10爐，以10爐連續(xù)冶煉為1組，試驗(yàn)3組，鋼種為HRB400E。

2.3.1 渣料數(shù)據(jù)分析

優(yōu)化試驗(yàn)渣料數(shù)據(jù)見(jiàn)表6。

表6 優(yōu)化試驗(yàn)渣料數(shù)據(jù)

由表6可知，石灰由38.12kg/t下降至32.2kg/t,白云石由28.06kg/t下降至23.8kg/t。

2.3.2 終渣渣樣分析

優(yōu)化試驗(yàn)終渣樣理化指標(biāo)見(jiàn)表7。試驗(yàn)堿度R在2.68～2.78，堿度較2.8略偏低，MgO含量在8.18%～8.24%，符合工藝要求。

表7 優(yōu)化試驗(yàn)終渣渣樣理化成分 %

2.3.3 冶金效果

優(yōu)化試驗(yàn)脫磷效果見(jiàn)表8。

表8 脫磷效果統(tǒng)計(jì) %

本次優(yōu)化試驗(yàn)脫磷率在82.21%～85.67%波動(dòng)。表8中可以看出冶煉HRB400E鋼種終點(diǎn)P控制較為合適（終點(diǎn)平均P≤0.0214%，成品要求P≤0.045%）。

圖4 優(yōu)化試驗(yàn)渣中P2O5%含量變化趨勢(shì)

由圖4終渣渣樣中P2O5%變化趨勢(shì)可以看出：連續(xù)留渣作業(yè)，轉(zhuǎn)爐終渣中P2O5%呈富集狀態(tài)，當(dāng)冶煉5爐完畢后的終渣P2O5%含量遞增趨于平緩，即渣中P2O5接近飽和狀態(tài)，若繼續(xù)使用第5爐的終渣進(jìn)行第6爐的造渣應(yīng)用，會(huì)造成第6爐鋼轉(zhuǎn)爐前期渣中P2O5偏高，影響第6爐鋼前期脫磷；留渣工藝以連續(xù)5爐為一個(gè)連續(xù)周期為宜，第6爐鋼冶煉可適當(dāng)留部分終渣即可，往返重復(fù)進(jìn)行留渣作業(yè),可以實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)渣的高效利用。

3 150t轉(zhuǎn)爐留渣冶煉操作效果

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析確定了留渣冶煉鐵水硅成分條件為0.49%-0.60%。以5爐為一個(gè)周期進(jìn)行連續(xù)留渣作業(yè)，冶煉100爐，對(duì)其渣料消耗與初步試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，如圖5所示。

圖5 留渣作業(yè)前后渣料比對(duì)

通過(guò)連續(xù)留渣作業(yè)，渣料由配加38.12kg/t減少至30.05kg/t，白云石（生）由 28.06kg/t減少至20.7kg/t，冶金效果滿足工藝要求。石灰降低8.07kg/t，白云石（生）降低 7.36kg/t，渣料單耗降低明顯。

4 結(jié)論

通過(guò)150t轉(zhuǎn)爐留渣工藝即利用轉(zhuǎn)爐終渣全留在爐膛內(nèi)用于下一爐鋼造渣的試驗(yàn)，終渣能替代部分渣料實(shí)現(xiàn)少渣冶煉，在保證冶金效果的前提下渣料消耗明顯下降，同時(shí)就鋼種成品P%含量要求及連續(xù)留渣渣中P2O5%飽和度進(jìn)行了分析試驗(yàn)，在保證合適的脫磷前提下可以進(jìn)一步控制渣料進(jìn)行留渣作業(yè)且留渣作業(yè)以連續(xù)5爐為一個(gè)周期為宜，往返重復(fù)進(jìn)行留渣作業(yè)。留渣工藝已在150t轉(zhuǎn)爐冶煉HRB400E鋼種上運(yùn)用，還將陸續(xù)應(yīng)用到其它鋼種的冶煉操作中，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。