轻烧氧化镁球在炼钢生产中的应用

魏春新

（鞍钢集团朝阳钢铁有限公司，辽宁朝阳122000）

轻烧氧化镁球在炼钢生产中的应用

魏春新

（鞍钢集团朝阳钢铁有限公司，辽宁朝阳122000）

为了解决SPHC生产比例高时转炉炉衬侵蚀严重的问题，使用了轻烧氧化镁球代替白云石，优化了转炉造渣制度和供氧制度，合理控制轻烧氧化镁球在冶炼过程中的加入量以及加入时机，结果熔剂消耗降低了31.2 kg/t钢，钢铁料消耗降低了4.99 kg/t，炉衬侵蚀情况得到了有效控制。

转炉；炉衬；轻烧氧化镁球；溅渣护炉

在转炉炼钢过程中，炉渣成分、粘度和渣量要与冶炼的钢种相适应，不但要满足前期脱磷、脱硫的要求，还要对炉体侵蚀最小，保证溅渣护炉的效果［1-4］。在转炉冶炼过程中，通过调整加料种类、加入时机和氧枪枪位、氧气流量以得到不同目的的炉渣。为了避免硅锰氧化期生成的酸性炉渣对炉体的侵蚀，必须提高前期渣中MgO的含量及初期炉渣的碱度［5-7］。提高MgO含量的渣料一般有白云石、轻烧白云石、菱镁石或镁质合成渣料，出钢后大幅度提高渣中的MgO含量，技术上很难实现且增加成本，提高吹炼过程中MgO含量要根据物料的价格和物料结构来确定［8-10］。鞍钢集团朝阳钢铁有限公司炼钢厂在冶炼初期加入白云石3.5 t，根据渣中FeO的含量和渣流动的状态来调整炉渣，保证渣中MgO含量达到8%～12%，终渣碱度约3.0。该方法在生产Q235B类钢种时未发生问题，但是随着SPHC比例的增加（达到85%），炉衬的侵蚀速率加快，上述方法不能够满足实际的护炉需要。为了适应市场的需求，满足SPHC高生产比例的实际情况，引进了轻烧氧化镁球作为转炉造渣过程中的物料，提供渣中的MgO。

1 主要工艺流程及物料装备条件

1.1 主要工艺流程

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司炼钢厂具有

205万t/a的生产能力，主要设备有120 t转炉2座，120 t钢包精炼炉2座，中薄板连铸机2台（可生产厚度为135 mm、150 mm，宽度为900～ 1500 mm的铸坯）。

1.2 铁水及熔剂条件

铁水、熔剂及氧枪构造均在一定程度上影响造渣效果，铁水、熔剂条件见表1、2。

表1 铁水条件

表2 熔剂条件%

2 工艺制度改进

为了改善炉渣冶金性能，达到更好的护炉效果，使用了轻烧氧化镁球，调整相应的工艺制度并进行了长期的试验，试验钢种包括普碳系列、冷轧系列、耐候系列。调整造渣料用量、加入时机，优化冶炼过程中的枪位及供氧强度，保证前期渣碱度高、氧化镁含量高，终渣碱度及MgO含量控制在合理的范围内。

2.1 造渣制度

转炉冶炼的主要渣料有活性石灰、菱镁石、白云石、轻烧氧化镁球、石灰石。为了控制转炉终渣碱度约3.0，MgO含量为8%～12%，针对物料结构、加入时机都进行了合理的调整。前3 min轻烧氧化镁球全部加入，总量不允许大于1.5 t；开吹前3 min加入石灰总量的60%，9 min前加入剩余石灰，小批量多批次加入，每次加入不准大于300 kg，总量不允许大于3.0 t；开吹3 min加入1 t石灰石，后期根据温度调整石灰石的加入量，每批加入量小于300 kg，总量不大于2 t；终点前加入50～200 kg的改质剂改善终渣粘度，出钢过程挡渣出钢。表3为优化前后造渣材料加入量及加入时机的对比情况。

表3 优化前后造渣材料加入量及加入时机的对比情况

针对前期碱度低侵蚀炉衬严重的情况调整了前期的物料加入量，稳定各种物料配比，最终稳定

了渣中MgO的含量和碱度、稳定脱硫、脱磷效果，终渣条件达到了溅渣护炉的要求。

2.2 供氧制度

合理的供氧制度必须确定氧枪喷头结构、供氧强度、氧压和枪位控制，氧气顶吹转炉的供氧制度使氧气射流最合理地供给熔池，创造良好的物理化学反应条件，它关系到终点碳控制、温度控制、脱磷效果以及炉衬寿命，合理的供氧制度能够降低炼钢过程的铁料损失。它是控制整个吹炼过程的中心环节，直接影响吹炼效果和钢的质量。通过长期的试验和数据积累，鞍钢集团朝阳钢铁有限公司炼钢厂确定了供氧制度并且获得了良好的冶金效果，表4为优化前后的氧枪工艺参数。

表4 优化前后的氧枪工艺参数

氧枪的控制直接影响化渣效果，进而影响到转炉的脱磷效果。优化前后的枪位对比情况如图1所示。开吹枪位设定为2.2 m，氧气流量控制在27 500 m3/h，1 min后逐渐降枪到1.9 m，氧气流量28 000 m3/h，2 min后根据炉渣状态控制枪位，枪位一般控制在1.6～1.8 m，吹炼过程采取恒压变枪操作，碳氧反应前期枪位控制在1.5～1.7 m，碳氧反应剧烈期枪位适当提高到1.6～1.7 m，反应末期适当提高枪位到1.8～2.0 m，拉碳枪位为1.1 m，时间大于1 min。

与常规冶炼相比，少渣冶炼的枪位及供氧强度没有大的变化。

图1 优化前后枪位的对比情况

3 冶金效果分析

3.1 辅料消耗

通过合理控制枪位及物料加入时机，降低了熔剂消耗，进一步控制了熔剂成本。表5为优化前后造渣材料加入量的对比。由表5看出，总的熔剂消耗降低了31.2 kg/t钢，熔剂成本降低了2.1元/t。

表5 优化前后造渣材料加入量及成本对比

3.2 脱磷率

因为优化了氧枪参数、过程枪位，并且提高了留渣比例，所以降低渣量后，转炉脱磷率没有明显的变化。表6为优化前后脱磷率的变化情况。由表6看出，在降低熔剂消耗的条件下保证了脱磷效果。

表6 优化前后脱磷率的变化情况%

3.3 钢铁料消耗

2014年2 ～6月转炉终点渣样中全铁含量平均值为16%。转炉总渣量的降低可以有效降低渣中含铁物料的损失，计算得出，钢铁料降低4.99 kg/t，折合成本效益7.48元/t钢。

3.4 炉衬侵蚀

利用激光测厚仪对炉体运行情况进行监控，表7为使用轻烧氧化镁球前后一个月炉衬厚度的对比情况。由表7可以看出，轻烧氧化镁球使用后，炉衬各部位厚度都有所上涨，炉衬侵蚀情况得

到了有效的控制。

表7 轻烧氧化镁球使用前后炉衬厚度的对比mm

4 结语

鞍钢集团朝阳钢铁有限公司炼钢厂优化了转炉供氧制度和造渣制度，使用轻烧氧化镁球代替白云石，结果渣量降低了31.2 kg/t钢，钢铁料成本降低7.48元/t，熔剂成本降低2.1元/t。在SPHC生产比例达到85%以上时，使用轻烧氧化镁球后转炉炉体稳定运行。

［1］马德刚．溅渣护炉提高炼镍转炉寿命的研究与工业实践［J］．矿业工程，2011，31（4）：81-85.

［2］李小明．转炉溅渣护炉技术的发展及现状［J］．铸造技术，2007，28（8）：1140-1143.

［3］钟良才．转炉高氧化性炉渣溅渣护炉工艺优化及效果［J］．炼钢，2015，31（5）：1-6.

［4］邹冰梅．国外溅渣护炉技术简介［J］．武汉冶金科技大学学报，1999，22（2）：118-120.

［5］和宁波．溅法护炉技术在我国的应用［J］．河南冶金，1999，34（5）：3-5.

［6］徐培江．溅渣护炉在炼钢生产中的应用［J］．冶金丛刊，2004，152（4）：19-20.

［7］张天柱．关于转炉溅渣护炉技术的几个工艺问题［J］．四川工业学院学报，2004，23（1）：4-6.

［8］苏天森．转炉溅渣护炉技术［M］．北京，冶金工业出版社，1999

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[10]刘浏．转炉溅渣护炉技术在我国的推广与发展［J］．中国冶金，1998（5）：5-10.

（编辑 许营）

ANS-OB精炼升温模式：

由于RH炉和ANS炉依靠铝氧升温，升温过程加铝过多对钢水的浇注和最终的产品都会产生不利的影响，所以二者在升温时，严格遵循升温原则，严格控制二者升温大于30℃的比例。在满足精炼过程成分调整的基础上，缩短精炼时间，实现快速精炼操作，是精炼过程温度控制的目标。

经计算，在RH和ANS-OB精炼过程中，只考虑铝、氧升温的消耗，吨钢升温1℃成本为0.45元。在LF精炼过程中，只考虑电极和电能消耗，吨钢升温1℃成本约1.97元。如果考虑转炉烧铁升温，则吨钢升温1℃成本为0.23元，但合金调整的成本增加。

4 结论

（1）经测试，同一高炉同一次出铁前期、后期温差最大达到46℃。折罐时铁水罐运输铁水温降平均达到2.24℃/min，而鱼雷罐折铁时，接铁空罐温度较高，温降只有0.78℃/min；

（2）转炉吹炼过程中，脱硅、脱碳、铁氧化等化学反应使钢水温度提高700～800℃，而渣料、转炉热辐射等使温度降低300～400℃，总体上转炉冶炼过程流体升温300～400℃；

（3）在精炼过程的升温操作中，LF升温成本最高，吨钢升温1℃约1.97元，RH、ANS-OB升温成本次之，吨钢升温1℃约0.45元，转炉烧铁升温成本最低，但对合金收得率有影响。

参考文献

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（编辑 许营）

修回日期：2015-11-28

Application of Lightly Sintered Magnesia Pellets in Steelmaking Process

Wei Chunxin
（Chaoyang Iron&Steel Co.,Ltd.of Ansteel Group Corporation,Chaoyang 122000,Liaoning,China）

In order to solve the problem of the heavy erosion for the converter lining in smelting molten SPHC steel with high percent,such measures as substituting lightly sintered magnesia pellets for dolomite,optimizing the slag-making schedule and oxygen-supplying schedule for converter,suitably controlling the adding amount of lightly sintered magnesia pellets and the adding time during steelmaking were taken.And as a result the flux consumption was reduced by 31.2 kg/t steel,the iron and steel charge consumption was reduced by 4.99 kg/t while the erosion situation for the converter lining was effectively controlled.

converter;lining;lightly sintered magnesia pellets;slag-splashing for protection of converter

TF769

A

1006-4613（2016）06-0049-04

2016-07-12

魏春新，硕士，高级工程师，1996年毕业于鞍山钢铁学院钢铁冶金专业。E-mail:340206@163.com