胡福榮

( 山東鋼鐵股份有限公司濟(jì)南分公司煉鋼廠，山東濟(jì)南250101)

摘要: 針對(duì)高鉻鐵水轉(zhuǎn)爐爐渣組分不適應(yīng)造成的化渣困難，中后期噴濺、鋼鐵料損失嚴(yán)重等技術(shù)難題，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐高鉻鐵水冶煉技術(shù)攻關(guān)。采用優(yōu)化吹煉制度，鐵水對(duì)折和高鉻鐵水冶煉工藝制度等技術(shù)措施，有效地解決了冶煉過(guò)程化渣困難，中后期噴濺、鋼鐵料損失嚴(yán)重及粘槍嚴(yán)重等技術(shù)難題。取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞: 轉(zhuǎn)爐; 冶煉; 高鉻鐵水; 化渣; 優(yōu)化

1 引言

濟(jì)鋼煉鋼廠45 t 區(qū)三座轉(zhuǎn)爐自投產(chǎn)以來(lái)，入爐鐵水條件穩(wěn)定，冶煉效果良好。但隨著鑄管公司使用低價(jià)鉻鎳礦，降低煉鐵成本，煉鋼廠45 t 轉(zhuǎn)爐入爐鐵水鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯提高( Cr 含量在1．00%左右) ，由此造成了化渣困難，中后期噴濺、粘槍、粘煙道、鋼鐵料損失嚴(yán)重等技術(shù)難題。為此，煉鋼廠45 t區(qū)進(jìn)行了工藝研究，通過(guò)一系列攻關(guān)措施，解決了高鉻鐵水冶煉的難題。

2 冶煉特點(diǎn)

高鉻鐵水通過(guò)汽車罐送往45 t 區(qū)后，鐵水溫度在1 200～1 350 ℃，裝入制度為42 t 鐵水+5 t 廢鋼，化學(xué)成分及溫度見表1 所示。

高鉻鐵水冶煉難點(diǎn)如下。

2．1 前期成渣困難

鉻與氧的親和力和錳與氧的親和力相當(dāng)，煉鋼過(guò)程中會(huì)被大量氧化，氧化的產(chǎn)物主要有CrO、Cr₂O₃、Cr₃O₄三種。酸性渣下鉻被氧化成顯堿性的CrO，并可與渣中的SiO₂生成CrO·SiO₂，在堿性渣下主要被氧化成顯中性的Cr₂O₃，并可與渣中的二價(jià)堿性氧化物生成MeO·Cr₂O₃尖晶石型的鉻酸鹽;Cr₂O₄則可以看成CrO·Cr₂O₃。鉻的氧化物在熔渣中的溶解度均不大，一般不超過(guò)10%，加之它們的熔點(diǎn)都很高，如Cr₂O₃的熔點(diǎn)為2275 ℃，所有冶煉中只要少量的鉻氧化物就會(huì)有固態(tài)鉻的氧化物析出，使鋼及渣的粘稠度急劇上升。因此，高鉻鐵水造成了化渣困難。

2．2 中后期易噴濺

隨著轉(zhuǎn)爐過(guò)程溫度的升高，鉻的氧化反應(yīng)為:

4［Cr］+6( FeO) = 2Cr₂O₃+6［Fe］

G= -342140+86．28T

從上式中可以看出，鉻的氧化是鉻強(qiáng)放熱反應(yīng)。通過(guò)計(jì)算，在熔池溫度1 500 ℃、鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)被氧化至0．3%左右、爐渣FeO 活度在0．65 左右時(shí)，上式反應(yīng)能達(dá)到平衡。隨著熔池脫碳的進(jìn)行，熔池溫度不斷升高，鉻的氧化反應(yīng)會(huì)朝逆向進(jìn)行，鉻會(huì)逐漸從渣中還原出來(lái)，同時(shí)產(chǎn)生大量氧化鐵引起噴濺，造成鋼鐵料損失嚴(yán)重。

2．3 氧槍易粘鋼，處理氧槍占用大量作業(yè)時(shí)間

吹煉前期，因前期化渣困難，渣中( FeO) 相對(duì)較低，吹煉過(guò)程中，爐渣易返干，渣層不能較好的覆蓋鋼液面，返干帶出的鋼水極易發(fā)生氧槍粘鋼^［1］。

3 高鉻鐵水攻關(guān)措施

3．1 采取“貼水對(duì)折”工藝

為了減少噴濺，使轉(zhuǎn)爐順行，針對(duì)高鉻鐵水中鉻的含量和影響，對(duì)工藝進(jìn)行了調(diào)整: 控制入爐鐵水鉻含量在0．6%以下，根據(jù)選擇性氧化機(jī)理，冶煉初期碳含量高，溫度在1322 ℃以上，可以實(shí)現(xiàn)鉻的少氧化，針對(duì)鑄管高鉻鐵水溫度低和鉻高的情況，對(duì)高鉻鐵水采取了“鐵水對(duì)折”工藝，對(duì)高鉻鐵水和常規(guī)鐵水進(jìn)行對(duì)折，控制入爐鐵水的鉻在0．6%以內(nèi)，提高入爐溫度。

3．2 含鉻鐵水冶煉的工藝優(yōu)化

根據(jù)含鉻鐵水在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的影響機(jī)理進(jìn)行研究，對(duì)轉(zhuǎn)爐的造渣料結(jié)構(gòu)和供氧制度進(jìn)行了調(diào)整。轉(zhuǎn)爐操作優(yōu)化: 為了防止前期的返干嚴(yán)重，充分利用FeO和MnO 的降低爐渣熔點(diǎn)的作用，前期加入300 ～ 500kg 礦石，槍位提高，以改善前期爐渣流動(dòng)性，吹煉到6 min 時(shí)，由于溫度升高，部分氧化鉻會(huì)被還原，造成爐渣流動(dòng)性變好，氧槍要適當(dāng)降低，避免大噴，具體規(guī)定為:

⑴及時(shí)了解鐵水成分、溫度和折包情況，根據(jù)鐵水Cr 含量確定是否按高Cr 工藝操作。

⑵前期氧壓按0．95～1．0 MPa 控制，低槍位點(diǎn)火后，迅速提高槍位化渣，比常規(guī)鐵水冶煉前期槍位高200～300 mm。根據(jù)鐵水硅/磷含量確定石灰用量，第一批料石灰加入量按總量的2 /3 控制。鐵水溫度高時(shí)，一批料加入300 ～ 500 kg 礦石化渣，鐵水溫度較低時(shí)可加入少量螢石化渣。

⑶前期來(lái)渣后，逐步將氧壓控制到0．8 MPa 左右，根據(jù)化渣情況適當(dāng)調(diào)整槍位，同時(shí)加入剩余石灰，根據(jù)爐渣和溫度控制加入石子或礦石調(diào)溫調(diào)渣。

⑷在吹煉到6 min 時(shí)，氧槍槍位要降低比正常槍位稍低50～100 mm，避免大噴。

⑸吹煉9 min 左右后，根據(jù)爐渣活躍程度逐步提高氧壓和降低槍位，拉碳氧壓控制在1．0 MPa 左右，拉碳槍位按常規(guī)鐵水槍位控制。

4 實(shí)際效果

4．1 工藝優(yōu)化后渣樣分析

通過(guò)以上工藝調(diào)整，對(duì)渣樣進(jìn)行了分析，結(jié)果如表2 所示。

從以上渣樣分析結(jié)果看，經(jīng)過(guò)工藝調(diào)整，Cr₂O₃含量控制在了4．0%以下的合理范圍。

4．2 工藝優(yōu)化后鋼鐵料對(duì)比

通過(guò)工藝調(diào)整，使轉(zhuǎn)爐操作穩(wěn)定，對(duì)工藝調(diào)整前后2013 年11 月的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。

11 月13 日開始冶煉高鉻鐵水，11 月8 日試驗(yàn)3 爐HＲB400-2，11 月13 日-19 日夜班整罐冶煉81爐HＲB400-1 和86 爐HＲB400-2，19 日白班－30 日折罐冶煉202 爐HＲB400-1 和123 爐HＲB400-2，共試驗(yàn)高鉻鐵水14100．29 t，鋼鐵料情況如表3 所示。

從以上數(shù)據(jù)看通過(guò)工藝調(diào)整使鋼鐵料消耗降低了28．51 kg /t。

5 結(jié)語(yǔ)

高鉻鐵水通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，采取鐵水對(duì)折工藝，合理的優(yōu)化造渣料結(jié)構(gòu)和供氧制度，有效的解決了高鉻鐵水化渣困難，中后期噴濺、鋼鐵料損失嚴(yán)重及粘槍嚴(yán)重等技術(shù)難題。

參考文獻(xiàn):

［1］ 吳文東，彭波，代賓，等．低硅鐵水冶煉工藝實(shí)踐［J］．中國(guó)冶金， 2007，17( 10) : 14-22．