转炉双渣留渣工艺实践

明：随着一倒温度 的升高 ，脱磷率逐渐降低 ；当一倒
温度 大 于 １ ４５０ ｏＣ，脱磷 率 降 低到 ５０％以下 ；当一倒
温度 介 于 １ ４２０～１ ４４０℃时 ，脱磷 率 高且稳 定 。尽 管 低温对脱磷有利 ，但温度过低 ，不利于石灰 的熔化 以
一 倒 炉 渣碱 度
图 ５ 一 倒 炉 渣 碱 度 与 脱 磷 率 的 影 响
收 稿 日期 ：２ｏ１６—０２一Ｏ１ 第一作 者简介 ：李建生（１９８１～ ），男 ，从 事炼钢 工 艺技 术管理 工 作 ，工 程 师 。
量 的 目的 。 双渣 留渣 冶炼工 艺的关键 技术是 在第 １阶段（从
吹炼 到倒 渣 ）实现高效 脱磷 和倒渣 时对炉渣 物性 的控 制。若第 １阶段未能实现高效脱磷 ，会增加第 ２阶段 （倒渣 后至 吹炼终 点 ）的脱磷 负担 ；若 倒渣 时对 炉渣物 性控制 得不好 ，会造成 炉渣难 以倒 出和渣 中 的含 铁量 高 ，难 以实现 降低辅料和钢铁料 消耗 的 目的［２－３］。 １．２ 现场工艺条件
时 ，全部 留渣 ；当 ０．６０％≤铁水 （ｓｉ）＜Ｏ．７０％ｔ￣，留渣 一 半 ；当铁水 ｗ（Ｓｉ）Ｉ＞０．７０％时 ，不 留渣。
３）为避 免 因兑 铁 时 可能 发 生 的喷 溅事 故 ［４－５］，要 以保证 上一 炉 出钢 结束 后 的溅 渣 时 间来 降低炉 渣 温 度 ，并 在加 入废 钢 后 在保 证摇 炉 角度 的前 提下 前 后 摇 炉两 周 。
脱磷 结束 炉渣 Ｗ（Ｍ［ｇｏ），％
７－１ 一倒渣 中 Ｍｇｏ含量
【上 ｕ ％
图 ６ 一倒炉渣 ＦｅＯ 含量对脱磷率的影响
３ 降 低 辅 料 消 耗 和 钢 铁 料 消 耗 的 研 究 结 果 及 其 分 析 ３．１ 脱磷阶段石灰加入量
石 灰作 为 重要 的造 渣 材料 ，对 炉 渣碱 度 、成 渣量
４）确 定 脱磷 阶段 合适 的吹炼 氧 压 。如 下 页 图 １ 所 示 ，当 吹 氧压 力 在 ０．６５ ０．８５ ＭＰａ时 ，脱 磷 率 随 吹 氧压力 的增加而逐渐降低 ；当吹氧压力在 ０．６５～０．７０
山 西 冶 金
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ＭＰａ时 ，脱 磷 率 平 均 为 ５４．３％ ； 当 吹 氧 压 力 在 ０．７０～０．７５ ＭＰａ时 ，脱磷率平均为 ５２．６％，与低氧压时 差 别不 大 ；但 当吹氧 压 力大 于 Ｏ．８ ＭＰａ时 ，平 均脱 磷 率降低到 ４５％。综合考虑吹炼时间对冶炼时间的影 响 ，将 吹氧压 力定 为 ０．７０－０．７５ ＭＰａ。
２）在 脱 磷 期 ，当一 倒 温 度 介 于 １ ４２０—１ ４４０ ｃｃ 一 倒炉渣碱度大于 １．７、 （ＦｅＯ）＞１５％时 ，脱磷率达到 ５０％ 以 上 。
３）在 脱 磷 期 ，随着 炉 渣 碱 度 和 ＭｇＯ含 量 的 升 高 ，炉 渣 中 的铁 珠 含 量 逐渐 增 大 。 通过 对 前 期 炉 渣 成分 的合 理 控 制 ，将 炉 渣 中 的铁珠 含量 （质 量分 数 ） 由 １７％左右 降至 １０％以下 。
２０１６年第 ２期
李建生 ，等 ：转炉 双渣 留渣工艺实践
２．３ 炉渣 ＦｅＯ含量对脱磷率的影响 一 倒 炉渣 ＦｅＯ的含量 对脱磷率 同样有 着显著
的影 响 。 由图 ６可 知 ，脱 磷 率 随 着 一倒 炉渣 ＦｅＯ含 量 的升 高而 升 高 。当一 倒 炉渣 ｗ（ＦｅＯ）＞１５％时 ，脱磷 率能 够稳 定 达 到 ５０％以上 。
４．０－４．８ Ｏ－２６～Ｏ．７８ ≤ Ｏ－３０ ０．１２Ｏ～Ｏ．１６ｏ ≤ Ｏ．（）２５ ｌ ２８Ｏ～１ ４２０
１．３ 双 渣 留渣工 艺要 求 １）为 减 少 脱 碳 期 炉 渣 “返 干 ”现 象 ，要 求 铁 水
ｗ（Ｓｉ）＞０．３５％。 ２）留渣 量 的规 定 ：当 ｏ．３５％＜铁 水 ｆＳｉ）＜０．６０％
第 ３９卷
～ 倒 时 间 ，ｓ
氧 气 压 力 ／ＭＰａ
图 １ 脱 磷 阶 段 吹 炼 氧 压 对 脱磷 率 的 影响
５）确定脱磷阶段恰 当的倒渣时机。由于铁水 中
氧 和硅 的亲 和力 比磷强 ，在 转 炉吹炼 初期 较 低温 度 下 ，硅 、锰 比磷 优先 氧 化 ，当硅 氧化至 痕迹 时 ，磷才 开
双渣 留渣 工 艺是 在转 炉 冶炼 结 束 出钢 后将 炉渣 留在炉 内 ，装入废钢 和铁水 ，在脱磷阶段吹炼 ，脱磷 阶段 结 束后 进 行倒 渣 操作 ，然后 进 入脱 碳 阶段 的吹 炼 ，吹 炼结 束后 出钢 、留渣 ，并 以此 循环 往复 。该 工 艺 是利用上炉炉渣高 ＦｅＯ、高碱度和含有大量物理热 的特 点 ，促 进冶 炼 前期 快 速成 渣 ，同时利 用 吹炼 前期 低温 的有利 条 件 ，提高 脱 磷 阶段 的脱 磷效 率 ，减 小 冶 炼后 期 脱磷 负 担 ，实现 减 少造 渣 材料 的消耗 、降 低渣
料 消耗 的 目的。
关 键 词 ：转 炉 双 渣 留 渣 脱磷 消耗
中图 分 类 号 ：ＴＦ７１３．３
文献 标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：１６７２—１１５２（２０１６）０２—００１７—０３
２０世 纪 ９０年 代 中后 期 ，为解 决 超 低磷 钢 的生 产难 题 ，日本 新 日铁 、ＪＦＥ、住友 金属 和 神 户制 钢 发 明 了转炉脱磷炼钢工艺 Ⅲ。其操作方式主要有两种 ，一 种是 采用 两 座转 炉 双联作 业 ，一 座 脱磷 ，另一 座接 受 来 自脱磷炉的低磷铁水脱碳 ，即“双联法”；另一种是 在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳 ，类似传统 的 “双 渣 法 ”，以新 日铁 的 ＭＵＲＣ法 为 代 表 。与 双联 法 相 比 ，ＭＵＲＣ法不 需 要新 增 用 于脱磷 的转 炉 ，更 容 易 被 已投 产 的炼 钢 厂 接受 。 目前 ，国 内钢厂 如首 秦 、首 迁 、广 东韶关 、沙钢及 柳钢等 ，在 ＭＵＲＣ法 的基础 上 ， 试 验 推 广 了 ＳＧＲＳ （Ｓｌａｇ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｓｔｅｅｌｍａｋｉｎｇ）Ｘ＿艺 。面 对竞 争 激 烈 的市 场 环 境 ，为进 一 步 降低炼钢成本 ，唐钢热轧部在现有 １５０ ｔ转炉 上 ，吸取上述钢厂的经验 ，摸索 出了一套较为成熟 的 双 渣 留渣 工艺 。 １ 唐 钢 双渣 留渣工 艺分 析 １．１ 工 艺简 介
一 倒 时 间 ／ｓ
始大量氧化。随着脱磷反应 的进行和熔池温度的升
高 ，碳 和磷会 出现选择 性氧 化转 变 ，即在 低于某 一 温
度时铁液 中的磷优先氧化 ，反之碳优先氧化 ，而磷 的
氧化 受 到抑 制 。
结 合如 图 ２所示 的一 倒 时 间对 脱磷 效率 的影 响
规律 可 以看 出 ：随着 吹炼 时间 的增加 ，脱 磷率 逐渐 增
总 第 １６０期 ２０１６年 第２期
试 （实 ）验 研 究
山 西 冶 金
ＳＨＡＮＸＩ Ｍ ＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
Ｔｏｔａｌ ｌ６０ Ｎｏ．２，２０１６
ＤＯｈｌＯ． １６５２５￣．ｃｎｋｉ．ｃｎ１４－１１６７／ｆ．２０１６．０２．０６
转 炉 双 渣 留渣 工 艺 实践
李建 生 ， 张军 国 ２， 李艳龙
的大小具有重要影响 ，也是决定转炉终点钢水磷含 量 高低 的重 要 因素 。利 用 少渣 冶炼 的原 理 ，在 实施 双 渣 留渣 工艺 时 ，进 行 了 头坯 料少 加 甚至 不加 石 灰 的 实 践 。大量 的生产 数据 表 明 ：头坯 料 不 加石 灰 时 ，一 倒 炉 渣碱 度 为 １．２￣２．０７，平 均 为 １．６２，比头 坯 料 加 石 灰时的平均炉渣碱度降低 ０．３５，一倒脱磷率也随之 降 低 。尽 管 一 倒 平 均 脱 磷 率 由 ５３．５４％降 低 到 ４９．８７％，但一次拉碳命 中率变化不大。 ３．２ 一倒渣 中铁珠含量
加 。通 过如 图 ３所示 的对 脱磷 稳定 性 的研 究可 以看
出：当一倒时间在 ２５０～３００ Ｓ时 ，平均脱磷效率 为
一 倒 温 厦 ，
５０％，脱磷率大于 ５０％的炉数 比例 占 ５０％；当一倒时
旬． 、摹越 器嚣 ０ ＾料南鲑馨
图 ４ 一倒温度 对脱磷效率 的影响
间在 ３００—３５０ ｓ时 ，平均脱磷 效率为 ５５．４％，脱磷率 及前 期渣 的形成 。因此 ，应将 一倒温 度控制 在 １ ４００—
（１．河钢集 团唐钢公司生产制造部 ， 河 北 唐山 ０６３０１６； ２．河钢集 团唐钢公 司热轧部 ， 河北 ０６３０１６）
唐 山
摘 要 ：介绍了唐钢热轧部转炉双渣留渣的生产 实践情况 ，讨论 了脱磷阶段吹炼氧压、一倒温度、炉渣碱度 、炉渣氧
化铁含量以及倒渣时机对脱磷率的影响规律 。研 究表 明，通过对倒渣 时的炉渣物性进行控制 ，实￣Ｅ－Ｊ＂降低辅料和钢铁
唐钢热轧部拥有 ３座 １５０ｔ顶底复吹转炉 ，以生 产普 通冷 轧基 料 为 主 。炼钢 工艺 流程 为 ：铁 水预 处 理一 转炉 ＬＦ精 炼一 １ ７００／１ ８１０连铸 。铁水 条 件如 表 １所示
表 １ 铁 水 条 件
（ｃ）／％ ｗ（Ｓｉ１／％ ｗ（Ｍｎ１／％ （Ｐ）／％ ｆｓ）／％ 铁水 温度 ／℃
３００～３５０ ｓ时 ，脱 磷 率 高 而 且稳 定 ；当一 倒 时 间大 于 ５所 示 ：脱磷率 随 着一倒 炉渣 碱度 的 升高而 升 高 。当
３５０ ｓ后 ，出现 了碳 磷选 择性 氧化 的现 象 。因此 ，将 一 一 倒 炉 渣 碱 度 大 于 １．７时 ，脱 磷 率 能 够 稳 定 达 到
在 开展 双 渣 留渣 工 艺初 期 ，出现 钢铁 料 消耗 升 高的现象 。通过进一步研究分析认为，在脱磷期结束 倒 渣 时渣 中带 铁 现象 严重 ，是 由增 加铁 损所 致 。采 用 炉渣研磨后磁选称重 的方法研究了一倒炉渣碱度和 ＭｇＯ含量 对 炉渣 含铁 珠 比例 的影 响 ，如 图 ７所 示 。由 图 ７可 知 ：随着炉渣 ＭｇＯ含量和碱度 的升 高 ，炉渣 含铁珠的比例呈较明显的升高趋势。脱磷结束后 ，采 用高压 Ｎ 在高枪位吹扫炉渣 ，促进渣铁分离和降低 炉 渣 泡沫 化 ，实 现 了快 速 倒 渣 ，并 通 过 对前 期 炉渣 成 分 的控制 ，将炉渣 中的铁珠含量 （质量分数 ）由 １７％ 左右降至 １０％以下 ，钢铁料消耗降低 ３ ｋｇ／ｔ左右 ，比 单 渣 法 冶炼工 艺降低 １．３ ｋｇ／ｔ。 ４ 结论