趙艷，董曉光
( 唐山不銹鋼公司技術(shù)質(zhì)量科，河北唐山063016)
摘要: 介紹了在鐵水資源較少而廢鋼資源充足情況下，提高轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、降低煉鋼成本的方法。探討了轉(zhuǎn)爐補熱升溫工藝、用含碳物料替代焦炭等措施，有效解決了鐵水產(chǎn)量不足、轉(zhuǎn)爐能力較大時提高產(chǎn)量的問題，轉(zhuǎn)爐鐵水消耗平均值由982． 1 kg /t 降到861． 95 kg /t。
關(guān)鍵詞: 轉(zhuǎn)爐; 鐵水; 消耗; 研究
0 引言
鋼鐵料及鐵水消耗是煉鋼廠重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，標(biāo)志著一個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理水平的高低。尤其在煉鐵能力供應(yīng)不足的情況下，必須降低噸鋼鐵水消耗，充分發(fā)揮煉鋼產(chǎn)能［1－3］，降低鐵水消耗己成為唐山不銹鋼公司煉鋼廠的重要課題。
1 煉鋼現(xiàn)狀
唐山不銹鋼公司( 以下簡稱不銹鋼) 目前有100 t轉(zhuǎn)爐2 座， 80 t 轉(zhuǎn)爐1 座， 110 t 脫磷爐1 座， 100 t LF爐3 座，110 t ＲH 爐1 座，3 臺板坯連鑄機(jī)，主要產(chǎn)品有SPHC 系列冷軋料、MＲT 馬口鐵、超低碳、高強(qiáng)汽車結(jié)構(gòu)件等，鋼年產(chǎn)量260 萬t。由于鐵水產(chǎn)量嚴(yán)重不足，并且唐山地區(qū)廢鋼資源充足，導(dǎo)致廢鋼價格比鐵水低約300 元/t。在這種條件下，研究降低鐵水消耗的措施成為當(dāng)前迫在眉睫的工作。
從表1 可以看出，不銹鋼公司2017 年1 ～ 6 月份平均鐵水消耗982． 1 kg /t，月平均鋼鐵比為0． 96。為提高鋼水產(chǎn)量，結(jié)合國內(nèi)外部分鋼廠在高廢鋼比煉鋼領(lǐng)域所做的研究及試驗，初步選取以下幾種方案分階段進(jìn)行降低鐵耗煉鋼的工藝試驗，試驗選定在80 t 轉(zhuǎn)爐進(jìn)行。
2 降低鐵水消耗的工藝試驗
2． 1 焦炭補熱
廢鋼加入前向爐內(nèi)加入部分焦炭，在吹煉時起到一定的增碳補熱作用，但這樣操作存在以下問題。
(1) 焦炭帶入鋼水中大量的氮，吹煉過程不能去除，大批量加入時成品氮含量超出范圍。經(jīng)過多次試驗，最后將焦炭用量控制在500 kg /爐，可有效控制成品氮含量。
(2) 焦炭利用率低，補熱量不足。試驗證明焦炭利用率約為30%，1 t 焦炭可升溫30℃，能夠提高廢鋼加入量約3 t。
通過第一階段試驗，將試驗數(shù)據(jù)輸入到自動煉鋼系統(tǒng)。自動煉鋼系統(tǒng)根據(jù)鐵水溫度和鐵水硅含量自動計算補熱所需的焦炭重量，轉(zhuǎn)爐鐵水消耗可降到920 kg /t 左右。
2． 2 大批量加入廢鋼與焦炭
轉(zhuǎn)爐共計試驗3 個爐次，總裝入量及廢鋼比分別為92 t、45． 6%，85． 4 t、45． 7%，129． 2 t、48． 9%。由于前2 個爐次出鋼溫度較低，半鋼包粘包嚴(yán)重，消耗數(shù)據(jù)無法統(tǒng)計。第3 爐經(jīng)過調(diào)整冶煉情況較好，單爐鐵水消耗550 kg /t，鋼鐵料消耗1 075 kg /t?？紤]其半鋼水分2 次給其他轉(zhuǎn)爐加入，綜合鋼鐵料消耗1 140 kg /t，綜合鐵耗805 kg /t。
此次試驗鐵水消耗降低較多，仍存在很多問題，主要有以下幾點。
( 1) 焦炭熱效率低，大批量加入廢鋼后不能達(dá)到增碳補熱效果。吹煉過程焦炭發(fā)生反應(yīng)滯后，吹煉終點不能達(dá)到預(yù)期溫度目標(biāo)，懷疑焦炭在爐內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量未能有效進(jìn)入熔池使鋼水升溫，其熱量大部分被風(fēng)機(jī)抽走。
( 2) 吹煉過程爐渣返干結(jié)坨嚴(yán)重，采取在廢鋼斗內(nèi)加入螢石200 kg 的措施后有所緩解，但是一旦加入補熱焦炭，爐渣迅速再次結(jié)坨返干，造成取樣困難。同時不利于熔池充分吸收焦炭放熱。另外，為避免返干，將轉(zhuǎn)爐吹氧流量降至10 000 m3 /h，吹煉壓力調(diào)整至0． 5 MPa，對促進(jìn)化渣有一定效果。
( 3) 熱量不足導(dǎo)致廢鋼熔化困難，并且氧槍點火困難。
( 4) 焦炭增硫為: 7E03039 爐次增硫0． 024%，平均增硫0． 003 5% /t 焦; 7E03040 爐次增硫為0． 06 9%，平均增硫0． 006 2% /t 焦。
此次試驗后，認(rèn)為焦炭補熱不能滿足大批量加入廢鋼的條件，開始論證其他補熱的物料和工藝。
2． 3 用含碳物料替代焦炭等措施
此階段試驗只進(jìn)行1 個爐次，總裝入量及廢鋼比分別為175 t、65． 7%。單爐鐵耗346 kg /t，鋼鐵料消耗1 012 kg /t?？紤]半鋼水分2 次給其他轉(zhuǎn)爐加入，綜合鋼鐵料消耗1 095 kg /t，綜合鐵耗721 kg /t。
冶煉過程: 裝入鐵水60 t，之后每次裝廢鋼前加入含碳物料和含硅物料若干。每斗廢鋼按照15 t 組織。吹煉終點碳= 3． 0% ～ 3． 5%，終點溫度1 400 ～1 450 ℃，可連續(xù)加廢鋼熔化。每加入2 斗廢鋼后進(jìn)行1 次出鋼操作，出鋼量控制在30 t 左右。出鋼后未發(fā)生粘包情況，具備連續(xù)冶煉條件。
其他微量元素情況: 由于冶煉過程不斷大量加入廢鋼，半鋼水中鉻由0． 029% 升高至0． 061%、鎳含量由0． 004% ～ 0． 010%、銅由0． 007% 升高至0． 027%，均有上升趨勢，下一步應(yīng)注意廢鋼質(zhì)量控制，減少微量元素對鋼水質(zhì)量的影響。
3 應(yīng)用效果
不銹鋼公司通過以上3 個階段的試驗，初步實現(xiàn)了低鐵水消耗下轉(zhuǎn)爐連續(xù)熔化廢鋼的目標(biāo)。鐵水消耗可降低至830 kg /t 以下( 表2) ，出鋼溫度控制在1 400 ℃左右，出鋼時碳成分穩(wěn)定在3． 2%左右。
4 結(jié)論
( 1) 通過補熱升溫及向鋼水中增碳等措施，可以在很大程度上降低轉(zhuǎn)爐鐵水消耗，充分利用廢鋼資源，在鐵水供應(yīng)不足的情況下保證煉鋼產(chǎn)量。
( 2) 氧槍使用二次燃燒可提高補熱效率，有利于轉(zhuǎn)爐升溫。另外，尋找其他可替代資源，在降低成本的基礎(chǔ)上提高碳的吸收率，從而提高鋼水碳含量，防止半鋼水粘包，具備連續(xù)冶煉條件。
( 3) 試驗期間遇到的問題，如加入大量廢鋼造成冒煙、影響生產(chǎn)節(jié)奏、鋼水中微量元素殘余及硫的升高，影響品種鋼生產(chǎn)組織、加入大量升溫和增碳物料使成本大幅度升高等，在后續(xù)的工作中需要逐步解決。
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