高賢強(qiáng) 楊小龍

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼;煉鋼技術(shù);石灰石;轉(zhuǎn)爐技術(shù)

引言

轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程所依靠的主要材料就是石灰，而石灰是我們?nèi)粘ｋS處可見(jiàn)的石灰石所煉制而來(lái)的。然而隨著科技應(yīng)用的進(jìn)步，石灰石的使用范圍越來(lái)越大，所以現(xiàn)在石灰石正面臨著資源枯竭的危機(jī)。也就是現(xiàn)在的轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程成本增加，從而威脅到現(xiàn)在的鋼鐵企業(yè)生存。幸運(yùn)的是各大煉鋼廠，都在近期完成了對(duì)新型石灰石工藝的研制，使得現(xiàn)在的石灰成本得到下降。根據(jù)研究表明，現(xiàn)在的鋼鐵業(yè)市場(chǎng)比以往已經(jīng)高出了20%的經(jīng)濟(jì)效益。

1利用石灰石代替石灰造渣的概述

在使用造渣進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候，主要是防止金屬液內(nèi)部混有P和S這兩種元素?？梢员ＷC鋼鐵容器內(nèi)部的流動(dòng)性以及酸堿度。在快速形成爐渣這一方面我們應(yīng)該注意溫度的考量以及對(duì)渣化的緊急控制，一旦出現(xiàn)轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，就要立刻進(jìn)行添加劑，防止渣化退去。溫度的控制是煉鋼過(guò)程最重要的一環(huán)，通過(guò)控制溫度可以提升鋼材質(zhì)量，保證煉鋼過(guò)程的穩(wěn)定進(jìn)行。但是每種鋼的溫度控制都不一樣，因此也需要根據(jù)每個(gè)鋼的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度控制。并且為了更好的應(yīng)用煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生出的其他熱量，就要通過(guò)添加適量的降溫物質(zhì)類似于鐵礦石等等，確定鋼材的余熱被充分利用。石灰石的主要成分為CaCOa，煅燒成為石灰的溫度一般在1000～1200℃。因此，燒成的石灰攜帶了較多的熱能，高溫石灰必須降溫后才能運(yùn)輸，通過(guò)皮帶到達(dá)轉(zhuǎn)爐料倉(cāng)進(jìn)入轉(zhuǎn)爐時(shí)己接近常溫，然后石灰在轉(zhuǎn)爐中再吸熱升溫化渣。很明顯，這一過(guò)程石灰先降溫再升溫存在能量浪費(fèi)。而公司受入爐冷料不足的影響，冶煉過(guò)程存在較高的富裕熱量，大量的礦石需要在冶煉后期加入，過(guò)程存在回收率低、成本高的現(xiàn)象。石灰石中CaCOa含有44%質(zhì)量的C02，在煉鋼前期，這部分C02受熱分解出來(lái)后，可以與lFe]、[si]、[Mn]、[c]等發(fā)生氧化反應(yīng)，起到良好的助熔攪拌作用，并且符合轉(zhuǎn)爐低溫、高堿度脫磷的相關(guān)條件。

2轉(zhuǎn)爐應(yīng)用石灰石煉鋼技術(shù)實(shí)踐探討

2.1煉鋼造渣工藝原理

轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中主要工藝操作之一就是造渣工藝?？刂瞥稍^(guò)程就是為了實(shí)現(xiàn)快速成渣。吹煉初期時(shí)候，由于si的快速氧化，使得爐渣中二氧化硅的含量上升到20%，隨著加入的石灰石逐漸開(kāi)始溶解，爐渣中CaO的含量也隨之不斷的增加。當(dāng)鐵水si的氧化過(guò)程接近結(jié)束后，爐渣中二氧化硅的含量才會(huì)逐漸降低。吹煉初期過(guò)程中影響石灰石溶解的主要原因，即液體爐渣和石灰石的界面上生成高熔點(diǎn)的2CaO·si0，等，當(dāng)二氧化硫的含量超過(guò)25%的時(shí)候，石灰石的溶解速度就會(huì)逐步降低，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可能和2CaO·siO，硬殼的生成過(guò)程有關(guān)。

2.2石灰在煉鋼造渣過(guò)程中的作用

如圖1所示，在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，鐵水中的si、Mn、P等元素被氧氣氧化成siO，、UrlO～]P205，這些氧化物總體上呈酸性，需要加入呈堿性的氧化物作為熔劑來(lái)中和。而價(jià)廉源廣的堿性物料是生石灰（簡(jiǎn)稱石灰），其Cao含量超過(guò)90%，因此石灰是最重要的煉鋼造渣材料。

對(duì)于鋼水而言，P和S是需要被去除的有害元素。P被氧化生成了呈酸性的P205，必須與呈堿性的CaO反應(yīng)形成復(fù)合氧化物才能穩(wěn)定地保留在渣中：

為了保證爐渣具有良好的脫P(yáng)和脫s效果，石灰的加入量需要保證爐渣堿度（CaO/Si02）達(dá)到3.0～3.5。

2.3噴濺的預(yù)防與控制

噴濺是轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中時(shí)有發(fā)生的現(xiàn)象，往往會(huì)造成大量的金屬損失。除此之外，噴濺還會(huì)提高渣料用量和溫度損失，劇烈沖刷使?fàn)t齡縮短。影響轉(zhuǎn)爐噴濺的因素很多，如鐵水條件不穩(wěn)定、廢鋼比小、操作不當(dāng)?shù)取４禑捴邪l(fā)生噴濺時(shí)不能輕易降槍，因?yàn)榻禈尯筇佳醴磻?yīng)更加激烈，會(huì)加劇噴濺。應(yīng)采取適當(dāng)提槍迅速壓槍或加入少量石灰石進(jìn)行壓渣，緩和碳氧反應(yīng)，降低熔池升溫速度，同時(shí)借助氧氣射流的沖擊吹開(kāi)爐渣，排出氣體。

2.4實(shí)踐應(yīng)用

在某煉鋼廠中的石灰石全部是來(lái)自最優(yōu)質(zhì)的石灰石礦。通過(guò)這種石灰石礦煉鋼可以大大提高煉鋼的效率。通常石灰石的直徑是保持在20～40毫米之間。并且質(zhì)地均勻，保證在干燥情況下沒(méi)有其他因素的干擾。煉鋼過(guò)程的第一步就要先開(kāi)啟轉(zhuǎn)爐，然后利用高壓槍促使氧化鐵來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，主要是保證鍋爐內(nèi)部的燃燒充分。為了保證充分的時(shí)候，也可以通過(guò)添加煤球和石灰石礦的方式來(lái)使燃燒更加劇烈。當(dāng)然要融化之后要迅速將成渣進(jìn)行加入，并根據(jù)一定的比例對(duì)爐內(nèi)實(shí)際的鋼材含量進(jìn)行綜合評(píng)定。在該過(guò)程中要利用氧槍不斷的對(duì)內(nèi)部金屬溶物進(jìn)行混合。要隨時(shí)注意爐內(nèi)干燥情況的發(fā)生，如果出現(xiàn)干燥的情況要立刻進(jìn)行添加石灰石等降溫物質(zhì)進(jìn)行降溫。最后再使用常用的降溫劑，對(duì)熔爐內(nèi)部進(jìn)行降溫保護(hù)。然后始終觀察內(nèi)部金屬渣化的反應(yīng)，一旦出現(xiàn)臨界點(diǎn)就要立刻終止實(shí)驗(yàn)并抽取內(nèi)部的一部分溶液來(lái)進(jìn)行對(duì)比，以判斷出內(nèi)部的鋼材質(zhì)量。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)我們可以充分的發(fā)現(xiàn)，比起利用石灰來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)利用石灰石更能夠使整個(gè)過(guò)程更加穩(wěn)定更加效率。從化學(xué)角度上分析，石灰石與鋼材的相性更加合適，二者可以釋放出更大的熱量，從而降低燃料的成本，從而還能保證鋼材的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。而從另一方面上來(lái)看通過(guò)加入的石灰石也可以充分的消耗鋼材內(nèi)部的剩余熱量，從而達(dá)到保護(hù)爐體保護(hù)鋼鐵物理結(jié)構(gòu)的作用。而且市面上石灰石的價(jià)格現(xiàn)在要比實(shí)惠便宜，并且成渣也更容易形成獲得，使得現(xiàn)在的石灰石己經(jīng)代替石灰，成為現(xiàn)在鋼材生產(chǎn)中最主要的應(yīng)用產(chǎn)品。所以現(xiàn)在的石灰石用于煉鋼爐生產(chǎn)已經(jīng)成為世界主要的生產(chǎn)方式。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)用石灰石部分代替活性石灰造渣的煉鋼新工藝在我國(guó)許多轉(zhuǎn)爐煉鋼廠正在推廣應(yīng)用，且在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中獲得了不錯(cuò)的效果。這種新工藝打破了傳統(tǒng)的煉鋼操作方法，跳過(guò)了在石灰窯內(nèi)煅燒石灰石生產(chǎn)活性石灰的過(guò)程，在煉鋼環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，有助于煉鋼工藝的可持續(xù)發(fā)展。