半钢冶炼的过程控制分析

姜国增

摘 要：半钢冶炼存在诸多难点，吹炼过程中突出表现为：初期渣不易形成、吹炼过程的喷溅和粘枪现象。吹炼的过程控制直接影响初期渣的形成，也直接关系到是否会产生喷溅和粘枪现象。针对这种状况，我们通过对供氧制度、造渣工艺进行了优化，取得了较好的效果。

关键词：半钢 造渣 过程控制

中图分类号：TF76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）02（c）-0086-01

承钢的铁水中含有V、Ti、Cr等微量元素，其中的V采用氧化法进行提取。铁水经过提钒得到钒渣和半钢。半钢直接入转炉炼钢。因为V、Si、Mn都就极易氧化的元素所以半钢中的Si、Mn、V等含量都很低，几乎为痕迹，因此在冶炼过程中，初期渣中缺少SiO2等酸性氧化物使得炉渣的组成较单一不易熔化，造成化渣困难。通常在化渣困难时，为了化渣而长时间的吊枪和低氧压操作，很容易使渣中FeO大量积聚，控制稍差就会产生喷溅。化渣困难和喷溅都会造成粘枪现象。同时，还会影响终点成分和温度的命中，不利于提高拉碳率，改善经济技术指标，创造经济价值。适宜的供氧制度和造渣工艺可以有效的改善初期渣形成困难和控制过程喷溅、粘枪等现象，而供氧制度和造渣工艺都要通过冶炼的过程控制来实现。因此，半钢冶炼的过程控制显得尤为重要。半钢冶炼过程控制的关键就是炉渣和过程温度的控制。

1 半钢冶炼的前期控制

半钢冶炼，多采用留渣操作法。实际操作中，在保证安全和满足溅渣护炉工艺效果的情况下，尽量多留渣。承钢的半钢温度在1300～1400摄氏度，半钢碳在3.30%～4.15%，在冶炼过程中温度基本有富余，需加少量废钢，而在废钢中配加适量的炉下渣铁，以利于前期渣的早化.我们还利用转炉渣或钢包浇余等，混加一些含Mn、SiO2等酸性氧化物的材料，加工成合成渣，做为助熔剂，达到加快初期渣形成的目的。此外，还可以使用萤石、复合球、火砖块等做为助熔剂。

冶炼半钢时，因为Si、Mn、Ti等元素含量太低，又采用留渣操作，适当减少第一批渣料加入量有利于初期渣的形成。供氧制度也是影响初期渣生成的主要因素，合适的枪位和氧压有利于初期渣的生成。此外，入炉的半钢温度高、低也会影响初期渣的生成速度。以承钢100吨转炉为例，根据半钢成分和温度，来确定石灰等造渣料的加入量和加入时机。当入炉半钢温度偏低时，点火开吹后，先供氧1分钟左右进行提温，然后再加入渣料；当入炉半钢温度合适，开吹后可直接加入渣料：石灰500kg、轻烧白云石800kg，合成包渣800kg进行吹炼，化渣枪位在2.0～2.2m，氧压在0.73MPa左右，化渣时间基本在4分钟左右。曾做过实验；冶炼半钢时，在前期渣化渣后取110炉渣样和炉中样进行化验分析；结果炉渣的纯碱度在1.8～2.2间；炉中的磷含量在0.015%～0.040%，说明此时的炉渣碱度完全可以满足前期脱磷的需要。吹炼时在前期渣没化好，只要不动枪位和氧压，基本不会造成粘枪事故。

2 半钢冶炼的中期控制

根据已确定好的石灰等各种造渣料的加入量，计算好补加渣料数量，要求渣中MgO在12%左右。一般依据半钢中硫含量来确定石灰加入量，依据半钢温度、碳和废钢量来确定调温剂的加入量。若硫不高只需再补加石灰600～700kg，只要过程控制合理即可满足脱硫去磷的要求。若硫高则需要依据以0.050%为线，硫每增0.001%相应石灰加入量增加1.2kg/T，调温剂根据冷却效应换算减少相应当量。造渣剂和调温剂的加入量、加入时机要结合炉渣的化渣程度，枪位、氧压分批多次加入。冶炼过程要保证化好渣，不噴溅，升温平稳。因为半钢炉渣渣相较单一，容易出现“返干”现象，所以中期的控制原则：炉渣要化好化透，均匀升温，避免喷溅和“返干”，否则会造成粘枪和“回磷”。半钢冶炼通常渣量不是很大，只要操作不出现大的失误不会产生大的喷溅。吹炼过程中，若发现温度过剩，可加入调温剂进行调温，调温时适当提枪，保证炉内升温平稳，避免升温太快造成“回磷”。调温剂要在开吹8min以内加入，避免影响产品质量。这一时期，如果出现炉渣化不透，或者发生喷溅、返干等现象都会造成粘枪，所以操作一定要精心。吹炼中期的枪位控制在1.2～2.0m，氧压控制在0.73～0.91MPa。

3 半钢冶炼的后期控制

后期控制主要原则是继续保持升温平稳，控制好终点温度，调整好炉渣的氧化性和流动性，保证终点压枪时间，以稳定火焰和均匀成分、温度，便于终点拉碳。冶炼后期的控制难点在于温度与成分间的协调，在保证温度合格的同时，成份也达到出钢要求。冶炼后期炉渣的碱度一般在3.5～4.5左右，只要过程升温平稳，终点温度不过高，磷基本不会高。吹炼后期基本不会出现“返干”和喷溅，所以后期一般不会粘枪。吹炼后期枪位控制在1.0～1.2 m，氧压0.91MPa左右。

严峻的钢材市场形势下，合理的利用钢中其他元素，创造更多的附加值，有利于我们的企业走出困境。同时，也可以节约大量的资源、能源。半钢的冶炼也会随着新工艺，新技术的不断应用而增多。掌握和控制好半钢冶炼的过程控制技术，有利于生产顺行，降低消耗，节约成本，创造更多的经济效益。随着现代化、自动化和智能化技术充分的应用于半钢的冶炼中，为促进钢铁企业实现可持续发展创造有利的条件。

参考文献

[1] 周秋松.转炉炼钢工[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2] 王雅贞，张岩.氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备[M].北京：冶金工业出版社，2001.

[3] 高海.利用复合渣球优化半钢造渣工艺研究[J].河北冶金，2008（4）：12-13，28.