澳森特钢炼钢厂LF炉调整渣系的研究

澳森特钢炼钢厂LF炉调整渣系的研究

鲍园朝  郭  键  雷学东  董明义

（辛集市澳森特钢集团有限公司，河北省，辛集市052300）

摘  要：

为了进一步降低生产成本、优化工艺操作，澳森特钢集团炼钢厂精炼炉工段从减少造渣物料用量、优化精炼渣系、紧抓操作工操作技能入手，通过深入细致的探究攻关、理论知识的基础奠基、多次的试验跟踪总结、逐步规范操作工操作等途径，成功地对LF炉精炼渣系进行调整。不仅对工艺进行了优化，使操作更加顺畅，还大大降低了生产成本，吨钢降本11.29元。

关键词：LF炉；工艺优化；精炼渣系；成本

澳森特钢集团炼钢厂4座LF炉于2011年相继投产，做为生产优特钢及普钢连铸机的主要配套，该集团优特钢产品主要是中高碳硬线钢和焊丝钢种，其中中高碳硬线钢（82B和号钢系列）年产量近200万吨。针对中高碳硬线钢成分要求，出LF精炼炉硫成分控制≤0.007%，但是转炉出钢进LF炉硫含量在0.025-0.040%，处于一个偏高水平，则精炼炉脱硫率必须要做到70%以上，精炼炉面对如此大的脱硫压力，则大渣量成了脱硫的主要条件，目前吨钢渣量在15-17kg，与国内或世界先进钢厂对比，精炼炉渣量控制偏大，造渣剂消耗偏高，导致精炼送电时间长、钢包渣线侵蚀严重、电耗和电极消耗偏高等一系列问题。于是针对中高碳硬线钢精炼炉渣量偏大问题，进行了细致的探究攻关工作。

1. 精炼炉生产工艺

1.1工艺流程

澳森特钢集团炼钢厂精炼炉生产流程主要为：

转炉出钢——钢包到站——吹氩气——进LF炉处理位——测温——加造渣剂——送电加热——取一样——加造渣剂——造白渣脱氧脱硫——取样、测温——成分微调——吹氩——喂高钙线——软吹——加覆盖剂——上连铸机

1.2造渣剂

表1  造渣剂成分    %

1.3造渣和氩气调节操作

    精炼炉造渣操作具体步骤如下：

    钢水到站后调整氩气流量100-300NL/min，顶渣渣壳破开后由加料皮带系统加入造渣剂石灰、萤石等。

送电后开始向钢包内加入脱氧剂，进行钢水脱氧操作，随时观察炉渣的流动性，黏稠度不适时要及时调整石灰和萤石加入量。

首次送电加热，变压器档位由低向高逐级过渡，底吹氩气流量控制在100-200NL/min，保证送电前期电极稳定，埋弧良好后，底吹气量逐渐调至200-300NL/min，保证钢液成分和温度均匀。一般采用如下加热方式：

10档（低电流）→5档（高电流）

后续送电加热，根据连铸机所要温度进行调整，送电过程中根据加热声音判断埋弧是否良好，否则继续调整造渣剂用量，保证炉中泡沫渣的形成，造还原渣，有利于加热升温。

LF炉精炼过程氩气流量具体调节如表2。

   表2 氩气流量调节表 （NL/min）

2. 改变精炼渣系原理

LF炉在底吹氩气的搅拌下，通过造高碱度、低氧化性、流动性较好的还原性精炼炉渣来降低钢水中的氧含量、硫含量和夹杂物含量。造这种还原性炉渣，必须向炉内加入石灰、萤石、电石等造渣剂，造渣过程中，根据炉内炉渣情况调整造渣剂的加入量，石灰和萤石要按照一定比例进行加入，炉渣偏稀，则加入石灰量偏小或萤石量偏大，两者加入量不足，则炉渣碱度偏低，不具有快速脱硫的功能，加入电石，快速炉渣发泡，增加炉渣的活性度，有助于电极埋弧，如果造渣料配比不合理，则会造成电极埋弧差、升温慢、电耗高、钢包渣线侵蚀快，同时也不利于快速脱氧脱硫等操作，为了避免这种炉渣的出现，必须合理配比造渣剂使用量，进而得到更加经济合理的精炼渣系。

3. 造渣工艺的优化数据展示

3.1造渣剂的种类及用量

LF炉原造渣剂种类及用量见表3。

表3  LF炉原造渣剂种类及使用量 kg

调整后LF炉造渣剂种类及用量见表4。

表4  调整后LF炉造渣剂种类及使用量 kg

调整精炼渣系后，石灰、萤石、电石加入量减少，降低了生产成本，与调整前精炼渣组分对比没有明显变化。

3.2LF炉炉渣成分及脱硫率

在调整LF炉精炼渣系后，精炼炉炉渣调整前后成分对比如图5所示。

表5 LF炉炉渣组分 %

从以上精炼炉渣组分看出，LF炉脱硫率的高低，受转炉来钢的钢水温度和顶渣状况、精炼炉加热处理时间、底吹氩气的大小、精炼炉渣质量、设备状况等多因素制约。

经数据统计，2022年1月至7月在精炼渣系调整之前，LF炉平均脱硫率在71.64%，调整渣系后2022年8月至今（2023年3月）LF炉平均脱硫率在70.48%，渣系调整前后，精炼炉渣化渣未受影响，脱硫率也未受影响。

3.2LF炉电耗和电极消耗

精炼渣系调整后，新渣系所使用造渣剂比原渣系所使用造渣剂用量降低约400kg，造渣剂的减少，精炼炉送电时间也随之减少，电耗和电极消耗也同时降低，据数据统计对比，渣系调整后吨钢电耗降低4.25kWh，吨钢电极消耗降低0.051kg。

4. 渣系改进后精炼炉主要经济效益分析

4.1造渣剂用量的减少产生的效益

炉均出钢量按照133t计算，石灰加入量炉均减少80kg，萤石加入量炉均减少160kg，电石加入量炉均减少140kg，吨钢渣量降低至8-11kg。石灰按照350元/吨，萤石按照2000元/吨，电石按照5050元/吨计算，则吨钢成本降低：

（0.08×350+0.16×2000+0.14×5050）÷133≈7.93（元）

吨钢降本7.93元

4.2电耗及电极消耗的降低产生的效益

按照以下基础数据计算：

电价按照0.580元/kWh，电极价格按照17500元/吨，吨钢电耗降低4.25kWh，吨钢电极消耗降低0.051kg，则吨钢成本降低：

0.580×4.25+17500×0.051÷1000≈3.36（元）

吨钢降本3.36元

LF炉中高碳硬线钢种精炼渣调整后，精炼炉生产该系列钢种成本明显降低，不考虑钢包耐材使用使命的延长，单纯LF炉吨钢降本约11.29元，为公司年创效超2000万元。

5. 结束语

在炼钢厂和精炼炉工段持续攻关下，果断调整中高碳硬线钢种精炼渣系，不仅对精炼渣组分和精炼脱硫率没有影响，反而成功降低了精炼炉的生产成本，缩短了加热时间和降低了电极的消耗，同时也缓解了钢包渣线的侵蚀，为生产顺行奠定了基础，同时为公司创造了明显的经济效益。

虽然这次对精炼炉渣系的调整有明显效果，但是跟国内先进水平对比还有一定的差距，因此在今后LF炉技术改进方面，我们还需要继续努力。

参 考 文 献

[1]吴铿，梁志刚．包钢LF精炼过程脱硫工业实 验研究[J]．钢铁，2001，36(8)： 16一18．

[2] 唐萍，文光华．LF埋弧精炼渣的研究[J]．钢铁，2004，39(1)：24—26．

[3] 郑 颖，乔 光，宋 海.包钢炼钢厂3#LF炉改进渣系的研究[J]．钢铁，2005.