高 勇

（酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限公司，甘肅 蘭州 730104）

自我國進(jìn)入新時(shí)期后，環(huán)保理念逐漸深入人心，在鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中，國家淘汰了中頻爐等落后的鋼鐵產(chǎn)能，促使部分高污染、高能耗的鋼鐵企業(yè)退出鋼鐵市場。在這種行業(yè)背景之下，市場廢鋼大量增加，同時(shí)廢鋼的價(jià)格相對較低，在冶煉工藝中，提高廢鋼比，能夠有效的降低成本，滿足鋼鐵冶煉需求。因此轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝進(jìn)行開發(fā)是十分必要的，可以在很大程度上增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)要求

對120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝的開發(fā)，應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)的需求。即是在提高廢鋼比的過程中，首先考慮因素即是保障轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)的熱平衡。通常情況下，轉(zhuǎn)爐中的熱量主要來自于鐵水的物理熱能和化學(xué)熱能。而提高廢鋼比，則是增加了轉(zhuǎn)爐中的熱量消耗。因此要想開發(fā)合理的120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝，應(yīng)當(dāng)保障各種物料的冷卻效應(yīng)具有科學(xué)性；其次是要保障熱量平衡的途徑得到有效發(fā)揮。為滿足這一要求，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少渣料的摻入量。這是由于渣料的加入會增加爐內(nèi)的熱量支出，通過減少渣料，能夠降低爐內(nèi)出現(xiàn)的熱損失狀況；再次，需要盡可能的提高物理熱和化學(xué)熱，相關(guān)人員要提高入爐鐵水的溫度以及成分硅的含量，通過相應(yīng)計(jì)算可得，鐵水溫度每提高10℃，可以促使終點(diǎn)倒?fàn)t溫度提升24.2℃；最后為滿足120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)要求，還需降低熱量支出，具體方法是降低留渣量，按照冶煉工藝的實(shí)際情況，適當(dāng)減少留渣量，每減少1t，則能夠提高5.6℃的終點(diǎn)倒?fàn)t溫度[1]。

2 高廢鋼比冶煉工藝的控制措施

2.1 合理控制入爐材料

對120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝進(jìn)行有效的控制，可以有效提高高廢鋼比冶煉工藝的實(shí)際效果。在開發(fā)中則是要保障入爐材料具有合理性。即是針對廢鋼裝入量和鐵水成分采取有效控制手段。由于120t轉(zhuǎn)爐單斗廢鋼的最大容量為22t，因此在隨著廢鋼重量不斷提升的情況下，入爐難度相對較大。為解決這一問題，高廢鋼比冶煉工藝需采用雙斗的方法，在冶煉入爐廢鋼時(shí)，先后加入兩斗廢鋼，其裝入情況可如表1所示。另外一方面，還要確保鐵水成分具有合理性，其可如表1所示。

表1 120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝裝入情況

2.2 保障熱平衡的相關(guān)技術(shù)措施

對于轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)的熱平衡保障措施，則要提高鐵水的物理熱。一般情況下高廢鋼比條件下，其入爐時(shí)鐵水溫度需要在1280℃以上，并且鐵水中含有的硅含量應(yīng)超過0.35%，確保在入爐時(shí)，鐵水的物理熱和化學(xué)熱符合冶煉工藝的實(shí)際需求。另外一方面，相關(guān)人員需要保障轉(zhuǎn)爐冶煉留渣量具有一定的穩(wěn)定性。采用120t轉(zhuǎn)爐時(shí)，通常會進(jìn)行留渣工藝，在高廢鋼比條件下，每爐次的留渣量應(yīng)小于4t，從而充分保障在開展冶煉工藝時(shí)，熱量要求得到滿足。除此之外，為保障120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝的有效實(shí)施，還需對造渣制度進(jìn)行合理的調(diào)整。即是基于高廢鋼比爐次，保障脫磷要求爐渣堿度的條件下，適當(dāng)減少摻入的石灰量，并按照入爐鐵水的實(shí)際情況，對造渣進(jìn)行冶煉時(shí)，需要嚴(yán)格參考各個(gè)渣料的熱效應(yīng)，應(yīng)先加入熱效應(yīng)較大的造渣，從而確保與熱平衡和脫磷的要求相符合[2]。同時(shí)還需有效的降低終點(diǎn)出鋼溫度，具體采取的技術(shù)措施為提高鋼包的周轉(zhuǎn)效率，以此縮短鋼包的空載時(shí)間，促使其溫度得到提升；對出鋼口加強(qiáng)采取相應(yīng)的維護(hù)措施，保障出鋼口較為圓整，同時(shí)控制出鋼時(shí)間在4min～5min，盡可能的減少出鋼溫度損失，以降低出鋼過程的溫度；科學(xué)控制出鋼擋渣時(shí)機(jī)和角度，避免發(fā)生渣擋死等情況，防止出現(xiàn)出鋼時(shí)間延長等現(xiàn)象。促使120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝具有較好的應(yīng)用實(shí)效性。

3 120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)實(shí)踐

3.1 開發(fā)科學(xué)的供氧模式

120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)實(shí)踐中，需要注重供氧模式的科學(xué)性。通常來說冶煉工藝的開吹氧流量在30000Nm3/h左右，經(jīng)過4.5min后，硅錳氧化反應(yīng)完成，形成前期渣，在渣中含有大量的氧化鐵，因此為了保障在起渣時(shí)避免發(fā)生噴濺等現(xiàn)象，則需要在冶煉4.5min后將流量降低到26500Nm3/h。在中期氧流量得到降低之后，可以在一定程度上減弱氧化反應(yīng)，減少激烈程度。當(dāng)渣中的氧化鐵含量減少之后，會出現(xiàn)爐渣返干等情況。而且在后期階段，大多為均勻的鋼水成分，為提高鋼渣的分離程度，則需在吹煉11min后適當(dāng)增加供氧流量，直到終點(diǎn)倒?fàn)t提槍即可[3]。

3.2 制定合理的槍位制度

在開發(fā)120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝時(shí)，還需制定合理的槍位制度，一般采用低-高-高-低的槍位模式，當(dāng)前期槍位位于1.1m時(shí)，能夠有效的促進(jìn)前期溫度提升。而具體的低槍位持續(xù)時(shí)間可以按照起渣和煙氣中含有的一氧化碳上升現(xiàn)象而定，可以適當(dāng)?shù)难娱L。如果煙氣中的一氧化碳含量達(dá)到12%～15%范圍之內(nèi)時(shí)，則需將槍位提高到1.3m左右。而當(dāng)冶煉工藝的中后期，熔池溫度迅速升高。會發(fā)生激烈的碳氧反應(yīng)，吹煉8.5min后，一氧化碳的含量呈現(xiàn)持續(xù)升高的態(tài)勢。而當(dāng)一氧化碳含量超過45%后，槍位應(yīng)當(dāng)提高到1.5m的位置，目的是為了防止?fàn)t渣出現(xiàn)返干等不利現(xiàn)象。在冶煉工藝進(jìn)行到后期階段，在脫碳反應(yīng)的進(jìn)行中，鋼水中所含有的碳元素含量大幅減少，脫碳速度明顯提升，并進(jìn)入到吹煉末期。最后將槍位降低到1.1m，有效均勻鋼水的成分和溫度，保障火焰得到有效穩(wěn)定，有利于對控制爐長終點(diǎn)[4]。

3.3 采取適當(dāng)?shù)募恿现贫?/h3>

在120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)中，選擇適當(dāng)?shù)募恿现贫缺容^重要。在實(shí)踐過程中，應(yīng)堅(jiān)持加料時(shí)機(jī)延后、遵循小批量、多批次的原則進(jìn)行加料。可以最大限度的避免出現(xiàn)燜料等不利現(xiàn)象。即是在高廢鋼比爐次添加第一批石灰時(shí)，應(yīng)在點(diǎn)好成功后吹煉1min，此時(shí)加入石灰的用量要占總量的2/5，然后在一次性加入。對于礦石料，需要在石灰加入4/5時(shí)再進(jìn)行添加。同時(shí)為了充分保障石灰化透，需要根據(jù)化渣的實(shí)際情況進(jìn)行吹煉8.5min～10.5min，并補(bǔ)加少許的礦石化渣，以確保加料制度的合理性。

4 120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝開發(fā)效果

4.1 脫磷效果分析

在對120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝進(jìn)行開發(fā)時(shí)，通過優(yōu)化供氧模式、槍位制度以及加料制度等，可以促使冶煉工藝的前期化渣效果相對較好，并且冶煉過程比較平穩(wěn)，不會出現(xiàn)返干現(xiàn)象，其具體控制情況可如表2所示。

4.2 造渣料消耗情況分析

在造渣料的消耗方面，120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝在應(yīng)用中，高廢鋼比爐次的鐵水溫度相對較高，入爐鐵水溫度平均高出14.4℃。并且在冶煉過程中，礦石投入量、冷渣和切割渣的使用量都明顯減少。并且熱值顯著高于常規(guī)廢鋼比爐次。不過在進(jìn)行冶煉的過程中，由于有冷卻料的加入，因此其能夠充分的滿足冶煉工藝需求，在實(shí)際開展高廢鋼比工藝時(shí)，具有良好的應(yīng)用效果。

4.3 冶煉周期效果

120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝的開發(fā)能夠有效的縮短冶煉的周期，其主要體現(xiàn)在廢鋼入爐時(shí)間控制、供氧時(shí)間、其他輔助時(shí)間和轉(zhuǎn)爐周期控制等。比如在28t廢鋼入爐量的條件下，高廢鋼比的廢鋼入爐時(shí)間一般在在4.4min每爐次，相比于常規(guī)廢鋼比的3.2min/爐。在供氧時(shí)間方面，高廢鋼比為14.5min/爐，常規(guī)廢鋼比為14.1min/爐。而對于其他輔助時(shí)間，高廢鋼比則為19.4min/爐，形成總轉(zhuǎn)爐周期為38.3min/爐，同等廢鋼入爐量，常規(guī)廢鋼比的轉(zhuǎn)爐總周期則為39.1min/爐，對比之下，高廢鋼比的冶煉周期更短、效率更高。

4.4 鋼鐵料和金屬消耗分析

120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝的鋼鐵消耗和金屬消耗有較大的增幅。這是因?yàn)楦邚U鋼比爐次的廢鋼入爐重量增加，其金屬收得率比鐵水收得率要低，所以高廢鋼比條件下，鋼鐵料以及金屬料的消耗相對較大，其中轉(zhuǎn)爐料消耗量相比于常規(guī)廢鋼比要多出4.07kg/t，而轉(zhuǎn)爐金屬料的消耗量則高于常規(guī)廢鋼比3.4kg/t。

5 結(jié)語

綜上所述，120t轉(zhuǎn)爐高廢鋼比冶煉工藝是轉(zhuǎn)爐冶煉過程中的一種系統(tǒng)化控制技術(shù)，對其進(jìn)行開發(fā)則需從入爐的原材料以及冶煉過程的造渣和出鋼控制等階段采取有效的控制措施。從而進(jìn)坑的保障熱收入得到提高、熱損失減小，確保整個(gè)冶煉過程的熱量維持平衡狀態(tài)，提高冶煉工藝質(zhì)量。