转炉炼钢中留渣技术的原理及应用

转炉炼钢中留渣技术的原理及应用

杨军鹏

邯钢公司品质部 河北 邯郸 056015

摘要：目前，在钢铁行业利润较低的背景下，转炉炼钢留渣是一种降低原材料消耗、降低成本的技术。它不仅可以全面控制炼钢生产成本，促进炼钢技术进步，而且符合简单高效的制造理念。转炉炼钢留渣技术的应用，不仅保留了传统的硫渣施工工艺，还需要融入信息化模式。考虑到安全运行的因素，炼钢厂已取得显著成效。吹扫过程中会发生飞溅。在此基础上，解决了留渣作业中存在的问题。因此，在现阶段探索保渣技术的原理及其在转乳炼钢中的应用具有重要的现实意义。

关键词：转炉炼钢；留渣技术；原理；应用

1挡渣技术的理论描述

1.1技术原理

尽管中国大多数炼钢厂都进行了渣保持工艺试验，但取得了显著的效果。由于未能掌握保渣作业的安全生产规律，在喷铁水过程中会产生大量飞溅物，导致保渣技术缺乏广泛推广。现有的留渣技术主要将上一炉终渣的2/3保留在炉内，需要向铁水中添加废钢。此时，有必要控制终渣的碱度温度。化学反应过程中产生的碱性化学物质，如铁和氧化镁。一方面，它可以加速石灰的溶解，轻烧脱磷。另一方面，上述化学品还可以有效地减少石灰的消耗和使用。转炉炼钢留渣技术可以有效地控制造渣剂、石灰和添加剂的使用量，控制生产成本，有效地减少人力。经过大量实践，磷含量超过150×10-6钢的应用效果最为显著。

这意味着炉渣保留操作可以有效地增加钢铁行业的覆盖范围，减少传热损失，有效地防止氧气与液位直接接触，并降低炉渣中的铁含量。对于期末高碱度炉渣，具有较高的分离能力，可促进炉渣早期熔融，降低辅料消耗。我国大多数钢厂在初步设计中采用单挡渣或双挡渣的运行方式。只有少数采用不同横截面布置的双联炉操作流程，

1.2挡渣技术特性

一般来说，转炉炼钢留渣技术主要有以下三个应用特点：一是要考虑留渣热，能有效降低炉内热损失，提高脱硫效率。一般来说，在冶炼过程中，分离效果与脱磷率、渣耗、吹氧时间、钢材消耗等密切相关，为了全面提高留渣工艺效率，在分离阶段结束时，应控制熔渣的铁损和分离阶段的脱磷率。第二，大部分炉渣含有高碱度。为了提高初期脱硫率，需要保证钢水成分合格。研究分离阶段泡沫渣的形成过程，分析泡沫渣的形态、分布规律，建立分离阶段的物理模型，了解脱磷渣沉淀与脱磷的关系。第三，要严格参照炉渣的特性。一方面，它可以降低实际投入成本。另一方面，它还可以优化脱磷阶段的压载工艺，减少原材料的使用。

2转炉炼钢中留渣技术的应用策略

2.1快速精准留渣技术

转炉渣量和渣中FeO含量直接关系到冶炼过程中炉渣的熔化速度和冷料的加入量。转炉采用单一留渣工艺，留渣量太小，不利于早期熔渣和溅渣护炉；炉渣过多，不仅冶炼过程中的飞溅难以控制，而且冶炼终点也难以控制。后期升温和脱碳速度明显减慢，不利于终点一次性命中。因此，炼钢厂在单次留渣过程中，根据实际生产节奏、熔渣熔化和终点控制来确定留渣量。综合考虑各方面后，确定留渣量为38～54kg/T，出钢后浇注留渣，根据最终渣的粘度确定浇注和摇炉角度，以控制留渣量。

2.2单渣冶炼过程自动化技术

炼钢厂原有的自动炼钢模式是传统的无渣自动炼钢模式。由于在原模型的计算中，未考虑FeO在留渣过程中参与渣中反应对氧平衡参数的影响以及留渣对热平衡参数的影响，单渣冶炼过程二次模型冷料计算偏差较大，二次模型的自学习功能无法发挥作用，热平衡和氧平衡参数混淆。因此，在原有二次系统的基础上，对炼钢厂进行了升级，增加了留渣项，并将炉渣成分和留渣量纳入模型计算，提高了二次系统计算的准确性。通过对前期渣的实际生产情况的分析总结，成功开发了单渣渣冶炼过程的自动吹炼模型和自动装料模型。目前，全自动炼钢在该冶炼过程中所占比例已达92%以上。

2.3高效留渣点火技术

留渣工艺采用溅渣护炉，然后将废钢和铁水加入炉内熔炼。此时，炉渣温度低，粘度高，易形成块状并浮在熔池表面，防止氧气与金属接触，不会产生化学反应，易造成不着火或着火不良。此外，莱钢银山炼钢厂采用干法除尘，点火不良易导致电除尘器爆炸放电事故。为此，炼钢厂开发了高效留渣点火技术。即装料后，将转炉摇回一定角度，再摇回零度，使炉内炉渣均匀分散在熔池液面以上；当枪下降到炉口下方时，打开氮气（氮气压力控制在1.3~1.6MPa），直到氧气枪下降到吹气点火位置，然后继续用氮气吹扫10~20s，关闭氮气，在关闭氮气的同时立即开始氧气点火，氧气压力控制在0.38～0.45mpa；炉口火焰正常，烟气含氧量降至16%以下呈下降趋势后，缓慢增加氧气压力至正常吹氧压力，同时枪位恢复至正常熔炼枪位。使用落枪进行氮气吹扫的目的之一是稀释烟道中的烟气。二是将熔池液面以上的炉渣分散到周围，有利于氧与金属的直接反应。该技术的发展提高了转炉开渣点火的效果，降低了转炉干式除尘开渣爆炸事故的发生概率，为转炉开渣安全运行和设备稳定平稳运行提供了保障。

3.转炉炼钢留渣工艺的优化途径

3.1提高早期脱磷效率

为了保证人员安全，提高工作效率，有必要对转炉炼钢留渣工艺路线进行分析，重点提高早期脱磷效率，做好早期温度控制，确保温度在一定范围内稳定增长。尽可能延长供氧时间，对促进早期分离起到积极作用。经过反复的实践研究，影响分选效率的主要因素是物料的pH值和炉渣的含量。为避免炉渣中氧化铁过多和飞溅，必须保证其游离氧含量大于900×10-6，科学调整渣量。

3.2稳定留渣

对于大多数炼钢厂而言，冶炼效果与炉渣滞留的稳定性密切相关。如果炉渣泡沫太薄，可采用氮气溅渣，有效控制问题的发生，实现炉渣量的稳定控制。Sgrs留渣+双渣工艺在国内尚属首次，可有效解决脱磷渣的流动问题，实现高效分离，有效降低石灰消耗和渣量。在处理过程中，脱磷渣全部返回下一炉再利用，经济效益高，减少了辅料浪费和铁损。在此背景下，考虑到冶炼成本和解决留渣安全问题，有必要稳定渣量，探索渣循环过程。

3.3转炉炼钢保渣技术的推广

在实际生产过程中，转炉炼钢留渣技术具有很高的应用前景。需要依靠实际应用实践，提高生产效率、生产质量，减少不必要的成本投资。转炉留渣技术具有较高的应用特点。无论是国内还是国外，都是在留渣法的基础上进行创新的。常用的工艺有留渣双渣炼钢工艺、murC工艺等，不同的是脱磷期底吹强度不同。各种新技术和新工艺的出现不仅对世界产生了巨大影响，而且对中国也起到了推动作用。中国是一个制造业大国。采用新型转炉留渣方法可以减轻操作人员的负担，提高生产效率。

结论

转炉留渣法炼钢技术在进行普及和推广应用阶段，它为世界各地的冶炼技术做出了极大的贡献，尤其是在经济的推动之下，世界一体化进程日益加快，随着全世界工业发展速度的加快，转炉留渣法炼钢技术应用效果也越来越明显，更多的技术人员愿意挖掘他们的潜在应用价值，对新技术进行创新和完善，进一步的拓展该技术的使用范围。

参考文献：

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