转炉留渣双渣操作生产实践

1、转炉留渣双渣操作生产实践吕凯辉(福建三安钢铁有限公司炼钢厂，福建泉州362411) 摘 要：介绍了福建三安炼钢厂的转炉留渣双渣操作，以及留渣操作中安全问题 的解决措施，分析了应用留渣双渣操作工艺的石灰消耗、钢铁料耗、转炉炉龄、 氧耗、冶炼周期、脱磷等效果。通过优化顶底复吹转炉留渣双渣工艺制度，提高 转炉前期脱磷效果，在无铁水预处理的设备条件下可以冶炼高铭铁水， 满足了对 钢的洁净度要求。关键词：转炉；留渣；双渣；操作；实践0引言留渣双渣操作是将转炉上炉部分或全部的高碱度、高氧化业铁的渣留在炉 中，然后在吹炼第一期结束时倒出来，重新造渣的操作模式 1。该工艺具有高的 碱度和比较高的£

2、(FeO)含量，对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含 有大量的物理热，将该种炉渣部分地甚至全部留在炉内可以显著加速下一炉初期 渣的成渣过程，提高吹炼前期去磷率、节省石灰用量和提高炉子的热效率。但在 留渣双渣操作中，必须特别注意防止兑铁水时产生严重喷溅 2。福建三安炼钢厂 研究了留渣操作喷溅和预防的机理，摸索出了 1套留渣操作方法，取得了显著的 经济效益。1福建三钢的留渣双渣操作三安炼钢厂结合本厂的实际情况(高炉使用“印尼高铭矿”时，铁水铭含量 高，由于铭能显著降低磷的活度，铁水中的铭氧化生成大量 Cr2O3,使脱磷渣“硬 化”，不利于脱磷反应的进行，转炉渣脱磷能力下降)，实行的生产工艺为

3、：“留 渣双渣法”加“高拉后吹”的生产冶炼工艺， 留渣双渣法工艺对于高磷高硅高铭 等铁水的冶炼比较具有实用性，其工艺流程为：溅渣留渣T进废钢铁水T下枪冶 炼T起泡沫渣时提枪倒渣下枪T脱碳升温出钢。该工艺和一般工艺的差异在于倒 渣操作在吹炼中途进行，其原理是：在温度为13201420C时，转炉冶炼脱磷脱 硅效果较明显；而温度1550C时，转炉渣对于脱磷是反效果的，也即会回磷。 所以在脱硅、脱磷操作基本完成后进行倒渣操作，能有效脱磷，不影响冶炼周期， 可以降低转炉石灰消耗和钢铁料消耗。脱磷的有利条件是低温、高碱度、高(FeO),所以脱磷主要在吹炼前期完成， 中后期控制好化渣情况，避免炉渣返十，炉内

4、要均匀升温。2几种造渣方法的对比氧气转炉常用的造渣方法有4种：单渣法、双渣法、留渣法和留渣双渣法。2.1单渣法在吹炼过程中只造1次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹炼终点出钢。单渣 操作工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制。正常情况下 脱磷效率在80%左右，脱硫效率为30%40%;第一批渣料是在开吹的同时加入，第二批渣料的加入时间是在硅铤氧化基本结束，第一批渣料基本化好，碳焰初起时加入。2.2双渣法在吹炼中期倒出或扒除1/22/3炉渣，然后加入渣料重新造渣的方法为双渣 操作。根据铁水成分和所炼钢种的要求，也可以多次倒炉倒渣造新渣。在铁水含 硅较高，或含磷大于0.5%,或含硫并不高

5、而吹炼优质钢，或吹炼中、高碳钢种时， 都可以采用双渣操作。采用双渣操作可以在转炉内保持最小的渣量，同时乂能达到最局的去除磷硫效率。双渣操作脱磷效率在 90%以上，脱硫效率约45% o双渣 操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金届收得率，不利于自动控制，恶化 劳动条件。2.3留渣法将上炉终渣的一部分或全部留在炉内给下炉使用。终点熔渣的碱度高、温度 高，并且有一定(TFe)含量,留到下一炉有利于初期渣尽早形成，并且能提高前 期去除磷硫的效率，有利于保护炉衬，节省石灰用量。采用留渣操作时，在兑铁 水前要先加石灰或者加废钢稠化冷凝熔渣，当炉内无液体渣时方可兑入铁水，以避免引发喷溅。2.4留渣双渣法将

6、上炉终点渣的一部分或全部留在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出来， 重新造渣。留渣双渣法的终渣一般有高的碱度和比较高的£(FeO)含量，对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热。将这种炉渣部分，其 至全部留在炉内，可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程， 提高吹炼前期去磷和 去硫率，节省石灰用量和提高转炉的热效率。在这种留渣法中，要特别注意防止 兑铁水时产生严重喷溅。按照以上4种造渣模式的对比，铁水成分平均值： Si68%, Mn35%, P120%, S58%;温度 1329C, 一倒双命中范围 16001660, C>0.10%, P<0.030%;冶 炼正

7、常、喷溅少。表1为统计30炉4种留渣法的主要参数。A 1的主要费感11 U if lfl pMJW-tFj*llfi H Ilk inmF knadk trJmvfbriiiln*J.*56 1544 IB* 17H T：M 4 U /i1 51 I坦SI.MHE牌溢您*1 iJ w1 *3*1 Ml1成惧丝邃门：1 M7J Ml1 6*31 frh41 Ml1 hliH1 M Mh £0匚 2*1 t 1 Mu JI> <2 P H、40 "抻> m r 4i、1； i- n> 14 r ifi A l« n W»H n 11

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9、烈，瞬间产生大量的气体，造成爆发性喷溅 事故。因此，必须降低渣中FeO含量，而其中影响含量的因素有：(1) 钢中碳一氧平衡规律。碳含量高，氧含量就低；碳含量低时，氧含量相应 就局。(2) 钢水中余铤和氧之间的关系。在3c<0.1%时，铤对氧化性的影响比较明 显，余铤局氧含量就会降低。钢水温度局，则氧含量局。(4)操作工艺对钢水的氧含量也有影响。高枪位、低氧压操作会增加钢水的氧 含量，补吹会增加钢水中的氧含量，提枪前加烧结矿等调温会增加钢水中的氧含 量。稳定吹炼操作可以降低氧含量，如：提倡“高拉后吹法”和一倒“双命中” 操作。吹炼以不“返干”、不喷溅、均匀升温、全程化渣、快速脱碳与脱硫为原

10、 则。由丁留渣冶炼初期要求稍低枪位操作，渣中TFe含量高可快速脱除磷硫，并及时倒渣；吹炼中期，适当降低枪位控制合适(TFe)含量以防喷溅；吹炼后期最好降低枪位以减少渣中TFe含量，提高钢水收得率。4留渣双渣法的冶炼操作(1) 保持有效炉容比，合理控制转炉装入量，控制终渣的R=2.83.2,MgO=8%14%;确保炉底稳定，防止炉底大起大落，保持炉型正常减少喷溅。(2) 先加生铁块、废钢，然后将转炉前后摇动，使生铁块、废钢表面含碳物质 与渣中FeO反应，降低留渣氧化性，再缓慢兑铁水；兑铁前必须要把渣子溅干和加炉底料，防止产生爆发性喷溅。(3) 控制氧枪的枪位，使炼钢过程得以平稳进行，解决炉渣喷溅

11、问题。 开吹时，在点着火后要及时降枪以控制渣中(TFe),基本采取硬吹状态，前 期吹炼时间大于4min、温度在13201420C。由于留渣操作模式，可以得到流动 性良好的炉渣，在获得较好脱磷效果的同时也易发生喷溅；如果吹炼在 5min以 上不需压渣，提枪摇炉倒渣尽可能地多倒富磷渣，防止冶炼后期回磷。 倒掉足够的富磷渣再下枪吹炼，此时要立刻加入第二批料以防止下枪冶炼 时渣中(TFe)过高，产生大喷溅现象。 在吹炼中期，由于碳的激烈氧化，(TFe)被大量消耗，熔渣的矿物组成发生了变化，由2FeO2SiO2TCaO2FeO2SiO22CaO2SiO2,熔点升高，石灰的渣化有 些停滞，就会出现“返十”

12、现象。在处理炉渣“返十”或加速终点渣形成时，不要加入过量的矿石，或用过高的枪位吹炼，避免 (TFe)积聚。 终点适时降枪，降枪过早熔池碳含量还较高，碳的氧化速度迅速加快，也 会产生大喷；炉役前期炉膛小，同时温度乂低，要注意适时降枪，避免 TFe含 量过高，引起喷溅；补炉后炉衬温度偏低，前期温度随之降低，要注意及时降枪， 控制渣中(TFe冷量，以免喷溅。 吹炼中发生喷溅就不能轻易降枪，因为降枪后碳氧反应更加激烈，会加剧喷溅；应适当提枪迅速压枪，这样可缓和碳氧反应和降低熔池升温速度，再借助于氧射流的冲击吹开熔渣，有利于气体的排出。 在炉温很高时，可以在提枪的同时适当加一些石灰稠化熔渣，有时对抑制

13、喷溅也有些作用，也可加压渣剂减少喷溅。此外，适当降低氧流量也能减弱喷溅 强度。(4) 改进化渣工艺，在保证前期可以点着火的同时减少首批料加入量。通过提前成渣，将泡沫渣的高峰期前移，与脱碳时刻错开以便提枪摇炉倒渣； 后批料要 在二次下枪时立刻加入，防止喷溅；在脱碳期到达之前，降低供氧强度，然后再 将其平缓地恢复到正常值；变枪变压吹氧，保证全程化渣；加强底吹搅拌，提高脱磷脱碳效率；吹炼终期采用高压低枪位操作，加强搅拌，保证终点钢水成分、 温度均匀，同时降低炉渣氧化性。5出钢操作补吹时间较长，如有加石灰导致炉渣渣泡时，尽量要倒渣，倒渣完后可以向 炉内加入少量压渣剂，避免因前期渣下到钢包或者渣泡导致摇

14、炉角度不到夹渣出 钢引起回磷。出钢过程中，第一次摇炉一定要到位，不能夹渣出钢。后面的摇炉 要及时跟上，出钢快完成时，钢流要尽量靠近包壁，发现下渣马上抬炉，这样能 有效减少下渣量。另外，挡渣车的挡渣操作要及时、准确，发现挡渣挡不住要采 取应急措施，比如吹氯站气量稍微调小一些，或者加点脱硫剂稠化炉渣，尽量不 要让表面炉渣全部卷进钢水中。渣子如果全部化透，回磷会增多，出钢P» 0.030% 是比较危险的。出钢温度高、到站温度高，对钢水回磷也有很大影响，所以温度 要控制好。按上述操作方法倒渣是在脱硅磷操作基本完成后进行，能有效脱磷， 不影响冶炼周期。6经济效益(1) 氧耗。单渣操作法的氧耗为

15、48.11m3/h,留渣双渣法的氧耗为45.36m3/h, 同比节约2.75m3/h。(2) 石灰耗。单渣操作法的石灰耗为39.85kg/t,留渣双渣法的石灰耗为33.55kg/t，同比节约 6.3kg/t。钢铁料耗。一般转炉炉渣中含有9%的铁珠和11%的FeO,留渣双渣操作将 炉渣留待下炉使用，有利丁初期渣尽早形成并且能提高前期去除磷硫的效率。在 起泡沫渣时摇炉倒富磷渣，避免了喷溅时铁的损失，减少了炉渣带走的铁量，可 以直接降低钢铁料消耗4kg/t。(4)半钢渣和终渣的碱度与炉龄之间的关系，见表 2、表3。Tjih. 2 .户aE«Leg叫 J： #P-|平J!5JI.H侦mHti

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