趙艷，董曉光
( 唐山不銹鋼公司技術質量科，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，提高轉爐產量、降低煉鋼成本的方法。探討了轉爐補熱升溫工藝、用含碳物料替代焦炭等措施，有效解決了鐵水產量不足、轉爐能力較大時提高產量的問題，轉爐鐵水消耗平均值由982． 1 kg /t 降到861． 95 kg /t。
關鍵詞: 轉爐; 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濟技術指標，標志著一個鋼鐵企業生產技術管理水平的高低。尤其在煉鐵能力供應不足的情況下，必須降低噸鋼鐵水消耗，充分發揮煉鋼產能［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 煉鋼現狀
唐山不銹鋼公司( 以下簡稱不銹鋼) 目前有100 t轉爐2 座， 80 t 轉爐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，主要產品有SPHC 系列冷軋料、MＲT 馬口鐵、超低碳、高強汽車結構件等，鋼年產量260 萬t。由于鐵水產量嚴重不足，并且唐山地區廢鋼資源充足，導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。為提高鋼水產量，結合國內外部分鋼廠在高廢鋼比煉鋼領域所做的研究及試驗，初步選取以下幾種方案分階段進行降低鐵耗煉鋼的工藝試驗，試驗選定在80 t 轉爐進行。
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，將試驗數據輸入到自動煉鋼系統。自動煉鋼系統根據鐵水溫度和鐵水硅含量自動計算補熱所需的焦炭重量，轉爐鐵水消耗可降到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，半鋼包粘包嚴重，消耗數據無法統計。第3 爐經過調整冶煉情況較好，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到增碳補熱效果。吹煉過程焦炭發生反應滯后，吹煉終點不能達到預期溫度目標，懷疑焦炭在爐內反應產生的熱量未能有效進入熔池使鋼水升溫，其熱量大部分被風機抽走。
( 2) 吹煉過程爐渣返干結坨嚴重，采取在廢鋼斗內加入螢石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，將轉爐吹氧流量降至10 000 m3 /h，吹煉壓力調整至0． 5 MPa，對促進化渣有一定效果。
( 3) 熱量不足導致廢鋼熔化困難，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 ℃，可連續加廢鋼熔化。每加入2 斗廢鋼后進行1 次出鋼操作，出鋼量控制在30 t 左右。出鋼后未發生粘包情況，具備連續冶煉條件。
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，下一步應注意廢鋼質量控制，減少微量元素對鋼水質量的影響。
3 應用效果
不銹鋼公司通過以上3 個階段的試驗，初步實現了低鐵水消耗下轉爐連續熔化廢鋼的目標。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，出鋼時碳成分穩定在3． 2%左右。
4 結論
( 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爐鐵水消耗，充分利用廢鋼資源，在鐵水供應不足的情況下保證煉鋼產量。
( 2) 氧槍使用二次燃燒可提高補熱效率，有利于轉爐升溫。另外，尋找其他可替代資源，在降低成本的基礎上提高碳的吸收率，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、影響生產節奏、鋼水中微量元素殘余及硫的升高，影響品種鋼生產組織、加入大量升溫和增碳物料使成本大幅度升高等，在后續的工作中需要逐步解決。
參考文獻
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