转炉炼钢煤脱氧工艺浅析

刘 哲

（本钢板材股份有限公司炼钢厂，辽宁 本溪 117021）

目前我厂使用的脱氧剂主要就是“铝粒”和“铝线”。虽然，“铝”脱氧效果好，但是“铝”系合金成本高，对成本影响较大。我厂先后采用过“硅铁”脱氧；“电石”脱氧；但是效果都不是很理想。近期我厂采用“煤”进行预脱氧，然后在使用“铝”进行最终脱氧取得了不错的效果。

1 “煤脱氧”的理论依据

在采用氧气复吹的转炉中，需要采用氧化的方式将钢水中的氧从钢水中提取出来，此过程为“脱氧”。目前，转炉系统普遍采用沉淀方式脱氧，即“铝”系合金进行脱氧，其中包括铝粒、铝铁、铝线等[1]。

为降低成本，我厂采用“煤”进行脱氧实验，以降低脱氧成本。

煤的主要成分为“C”，脱氧形式为：C+2O=CO2

而铝脱氧的形式为：2Al+3O=Al2O3

2 “煤”的使用方法

煤脱氧工艺是利用出钢过程往钢包内加入煤，使煤中的碳与钢水中氧反应到达脱氧目的。我厂前期采用人工加入的方式投加煤粉脱氧，但是由于工作强度大，并且加入煤粉后反应比较剧烈，对人员安全影响较大，所以后期采用中位投料的方式加入煤粉。在实际使用中，煤粉是否能够充分燃烧，避免“C”元素进入钢水中导致增碳，是实验的关键要素。综合以上因素制定“煤脱氧”方案如下。

2.1 中碳钢种

煤加入量规定：

2.2 低碳钢和低级别钢种

煤加入量规定：

低碳钢种出钢不脱氧，出钢后喂线，不具备喂线炉座，煤加入60s后再脱氧。

2.3 补充规定

（1）所有RH钢种出钢后向钢包表面手投20kg煤，用于改渣。

（2）加煤炉次薄板LF钢种加入钢包灰600kg，其余钢种加入钢包灰300kg。

（3）底吹不开炉次，煤的参考进碳量还要提高。

（4）出钢前期加煤时，岗位人员注意躲避，避免前期火大伤人。

3 实验数据与分析

2.1 ～2.28共试验钢包加煤740炉，合计加煤54.9吨。

分类数据同统计如下：

3.1 RH钢种179炉

表3 RH钢

其中煤加入量≥60kg共77炉，即利用煤脱氧，合计加入煤6.4t，节省铝粒3.2t，共4.51万元。

（1）降碳看，加煤＞100kg，增碳现象明显，RH钢种煤加入量≯100kg。

（2）出钢降氧对比数据看，加煤＞60kg脱氧效果明显。（3）出钢温降对比，试验炉次出钢温降影响不大。

3.2 低碳LF钢149炉

图1 温降与加煤量对应图

其中煤加入量≥60kg共74炉，即利用煤脱氧，合计加入煤6.6t，节省铝粒3.3t，共4.65万元。

（1）出钢温降看加煤量增加出钢温降增加。

（2）全部喂线炉次出钢过程与RH不脱氧类似，数据对比看，煤加入量≥80kg出钢增碳明显。加入量200kg增碳0.024%，考虑出钢翻碳，实际增碳0.035%左右。

（3）脱氧数据看，脱氧效果达到1：2之间。既100kg煤脱200ppm氧。

表4 低碳LF

3.3 中碳LF钢253炉

图2 加煤量与温降对应图

表5 中碳LF

其中煤加入量≥60kg共253炉，即利用煤脱氧，合计加入煤28.78t，节省铝粒14.39t，共20.29万元。

（1）出钢温降看，中碳钢加煤温降值增加。

（2）出钢增碳效果看，煤加入量＞100kg出钢增碳现象明显，200kg煤增碳较普通炉次多0.037%。

（3）加煤炉次与不加煤炉次铝控制波动不大。

4 结论

（1）节约成本：根据实验数据，100kg煤脱200ppm氧，而200ppm氧需要铝粒56.25kg。按目前煤粉单价为1300元/吨；铝粒单价为14130元/吨。所以，节约成本为14130×56.25-1300×100=664.8元，吨钢成本为3.8元。

吨钢节约成本为：（238-191）×14.13÷174=3.76元/吨钢

可见，实验数据与理论推论基本一致。

（2）通过“煤脱氧”实验中发现，由于煤粉中含有水分较大，导致温降较大。而且，水分大不适应于对“H”含量有要求的钢种。