劉謙
（山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271105）
摘要：介紹了鎂碳球替代白云石在轉(zhuǎn)爐冶煉中的應(yīng)用，從造渣工藝、爐渣成分、過程控制等方面闡述了鎂碳球替代白云石的可行性，實(shí)現(xiàn)了在鐵水溫度低、硅低等異常條件下的正常冶煉，達(dá)到維護(hù)爐體、防止鋼水過氧化、節(jié)鐵增鋼的目的。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐冶煉；鎂碳球；白云石；爐渣；濺渣護(hù)爐
引言
為了保護(hù)轉(zhuǎn)爐爐襯，工藝規(guī)定爐渣中的氧化鎂含量在8％－12％。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中一般用白云石作為造渣劑增加爐渣中氧化鎂的含量，以達(dá)到保護(hù)爐襯的目的，由于白云石氧化鎂含量較低，就需要加入大量的白云石才能達(dá)到爐渣所需要的氧化鎂含量；大量白云石的加入會(huì)造成冶煉過程溫度較低，冶煉過程升溫不均勻，也會(huì)導(dǎo)致終點(diǎn)溫度低，過度提溫造成鋼水過氧化等不良現(xiàn)象。鎂碳球化學(xué)組成為氧化鎂和碳，氧化鎂含量高，可以作為爐渣的調(diào)節(jié)劑，能降低爐渣的過熱度，提高爐渣耐火度，對(duì)爐襯有很好的保護(hù)作用。
1 可行性分析
傳統(tǒng)冶煉工藝使用白云石作為護(hù)爐劑來增加爐渣中氧化鎂含量，對(duì)于出鋼量90t渣量9t的轉(zhuǎn)爐而言，爐襯侵蝕加上石灰中進(jìn)入的氧化鎂會(huì)使?fàn)t渣中氧化鎂增加3.5％ ；按表1所示，計(jì)算得出，每爐約加入不低于2000kg白云石才能使?fàn)t渣中氧化鎂含量達(dá)到8％－10％。加入大量白云石會(huì)降低鋼水的物理熱，使冶煉溫度不富余，在現(xiàn)有的鐵水廢鋼裝入制度下經(jīng)常出現(xiàn)終點(diǎn)溫度偏低，需要補(bǔ)吹提溫才能達(dá)到出鋼溫度；如果使用鎂碳球每爐只需要加入800kg，轉(zhuǎn)爐渣中的氧化鎂就能達(dá)到8.0％－10％。
2 工藝過程改進(jìn)
使用鎂碳球代替白云石后，由于前期冶煉溫度得到提高，整個(gè)冶煉過程槍位和加料時(shí)機(jī)會(huì)有一些變化。工作氧槍噴嘴是四孔拉瓦爾噴嘴，喉口直徑32.1mm，噴吹夾角12°。正常情況下按照設(shè)定的槍位高度進(jìn)行控制，在實(shí)際冶煉中根據(jù)爐況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，來防止噴濺發(fā)生，渣料的加入視鐵水等原料條件的情況而定。根據(jù)本單位各冶煉鋼種的溫度制度，控制好全程溫度，保證前期溫度不過低，使碳－氧反應(yīng)正常進(jìn)行，不讓FeO 過分積累；中、后期溫度不過高，保 證 碳－氧反應(yīng)不過分劇烈而使 FeO 消耗太多，防止返干產(chǎn)生，防止過程溫度突然下降，確保碳－氧反應(yīng)正常的進(jìn)行，而不會(huì)突然抑制反應(yīng)的進(jìn)行，防止 FeO 的過分積累。
2.1 采用留渣分批渣料加入方法
渣料的加入批量和加入時(shí)間對(duì)于成渣速度有很大的影響，應(yīng)該根據(jù)爐內(nèi)的溫度情況和化渣情況合理地確定。采用部分留渣操作，渣料分批加入。在開吹1－2min時(shí)先一次加入石灰總量的1－1／2，第二批石灰在硅、錳氧化期基本結(jié)束，頭批渣料已經(jīng)化完，爐內(nèi)溫度有所提高、火焰已趨穩(wěn)定時(shí)加入。
開吹時(shí)加入鎂碳球800kg左右，渣中 MgO 含量的增加，可以形成比2CaO×SiO2 熔點(diǎn) 低的一些含Mg礦物，降低熔渣的熔點(diǎn)，有利于初期石灰的熔化。終渣 MgO 含量在8％－10％之間，是為了減輕爐體侵蝕，但這會(huì)增加爐渣粘度，影響石灰熔化，必須采取相應(yīng)的化渣措施。
2.2 采用高－低－低槍位控制
因?yàn)榍捌谟杉尤?000kg白云石改為加入800kg鎂碳球，物理熱提高約20 ℃，開吹槍位不需要低槍位提溫直接高槍位化渣，然后根據(jù)化渣情況逐步降低槍位，過程槍位控制的原則是在不發(fā)生噴濺的前提下化好渣，快速去碳，保證熔池均勻升溫。在碳氧激烈反應(yīng)期，特別要控制好槍位，槍位過低將造成爐渣返干和嚴(yán)重的金屬噴濺，易發(fā)生燒槍、粘槍事故，槍位控制過高，渣中FeO 較高，易造成噴濺。吹煉末期降槍至終點(diǎn)槍位保證壓槍時(shí)間。
2.3濺渣護(hù)爐操作
出鋼完畢，采用低－高－低槍位進(jìn)行濺渣護(hù)爐操作，先低槍位冷卻爐渣，降低爐渣過熱度，吹氮30s后提高槍位500mm使?fàn)t渣均勻地粘附在爐襯上，最后降低槍位使?fàn)t渣進(jìn)一步稠化提高濺渣效果。
2.4 特殊情況下的冶煉
鐵水硅≤0.30％，溫度小于1250 ℃，渣料 加 入量少，包括石灰、鎂碳球和少量的螢石，開吹采用低槍位，供氧1.5－2min后開始加入頭批渣料，目的是加快冶煉前期提溫，提高熔池溫度。當(dāng)爐口涌出暗紅、塊狀、黏性的低溫渣時(shí)暫不加料，防止溫度低，渣料集中，造成結(jié)坨；繼續(xù)吹煉，等到熔池溫度上來后，小批量、多批次加入二批渣料，冶煉前期的主要任務(wù)就是提高熔池溫度，不把鐵水硅低帶來的影響留到冶煉后期解決。
3 改進(jìn)后冶金效果分析
3.1 冶煉參數(shù)對(duì)比
轉(zhuǎn)爐爐渣應(yīng)具有一定堿度、流動(dòng)性良好、合適FeO 和 MgO 含量，以保證鋼水質(zhì)量并 減少對(duì)爐襯的侵蝕。使用白云石和鎂碳球不同情況下爐渣成分的對(duì)比如表2所示，可以看出，爐渣成分沒有較大差別，均符合冶煉要求。
使用鎂碳球后，通過激光測厚儀對(duì)爐襯情況進(jìn)行檢測，由表3可以看出爐襯各個(gè)部位厚度有所增加，通過實(shí)地觀察整個(gè)爐襯內(nèi)型比較平整，沒有坑洼之處，尤其是出鋼側(cè)爐襯維護(hù)較好，有利于鋼水出凈防止存鋼現(xiàn)象。
轉(zhuǎn)爐裝入制度中鐵水廢鋼的配比一般是根據(jù)鐵水廢鋼資源和成本的多少來制定的，當(dāng)前市場條件下鐵水的成本價(jià)格高于廢鋼價(jià)格，因此各大鋼鐵企業(yè)均采取節(jié)鐵增鋼措施來降低冶煉成本。隨著廢鋼配比的增加入爐的物理熱大大降低，終點(diǎn)經(jīng)常過度吹氧提溫才能達(dá)到出鋼溫度，導(dǎo)致鋼水過氧化嚴(yán)重。白云石與鎂碳球的冷卻效果相近，但是由于鎂碳球的加入量比白云石少很多，使用鎂碳球代替白云石后可提高物理熱約20℃，減少后吹提溫操作，如表4所示。
3.2 效益分析
鎂碳球替代白云石后，造渣料減少會(huì)使渣量減少，降低噴濺現(xiàn)象的發(fā)生次數(shù)，渣量的減少會(huì)降低金屬的流失有利于提高金屬收得率，降低鋼鐵料消耗，取得的直接經(jīng)濟(jì)效益就是提高金屬收得率、增加出鋼量、降低鐵耗的效益。
2018年使用鎂碳球后每噸鋼降低鋼鐵料消耗8kg／t，如表5所示。鋼鐵料平均成本按1770元／噸，一年按產(chǎn)出 100萬噸鋼計(jì)算，則全年效益為：8× 1000000×1770／1000＝1416萬元。取得的社會(huì)效益也很顯著：由于噴濺的減少，使?fàn)t殼積渣大大減少，縮短了檢修作業(yè)時(shí)對(duì)爐體積渣清理的時(shí)間，同時(shí)對(duì)爐體也起到良好的維護(hù)作用。噴濺渣的減少，減輕了爐下 作業(yè)人員的工作強(qiáng)度。在預(yù)防和控制噴濺攻關(guān)措施中總結(jié)出有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)方法，得以推廣，共同提高。
4 結(jié)束語
通過對(duì)爐渣成分、冶煉控制、爐體維護(hù)等方面的分析得出，鎂碳球代替白云石是可行的，不僅有利于保護(hù)爐襯還有利于減少鋼水過氧化，增大入爐廢鋼比，有利于節(jié)鐵增鋼的開展，進(jìn)一步降低鋼鐵料消耗等。