浅析转炉渣产生及控制

冯磊

（乌海市包钢万腾钢铁有限责任公司，内蒙古 乌海 016000）

针对包钢万腾目前转炉渣渣量大及终渣TFe含量高，炼钢制定一系列管控方案，主要通过优化生产组织模式，提升入炉铁水条件，降低出钢温度，改进转炉造渣工艺，提高转炉一倒出钢率，在保证转炉脱磷、脱硫条件下降低炉渣渣量及TFe含量。

1 转炉渣形成

炉渣一般是有铁水中的Si、P、Mn、Fe的氧化及加入的白灰溶解而产生，另外，还有少量的其他渣料，如轻烧白云石、生白云石、石灰石等、带入转炉内的高炉渣、侵蚀的炉衬等。炉渣的氧化性和化学成分在很大程度上控制了吹炼过程中的反应速度，如果吹炼要在脱碳时同时脱磷，则必须控制（FeO）在一定范围内，以保证白灰不断溶解，形成一定碱度、一定数量的泡沫化炉渣，具体如下：

（1）转炉开吹后，铁水中的Si、Mn、Fe等元素氧化生成FeO、SiO2、MnO等氧化物进入渣中，这些氧化物相互作用生成许多矿物质，吹炼初期渣中的主要矿物质组成为各类橄榄石和玻璃体随着炉渣中的白灰溶解，由于氧化钙和二氧化硅的亲和力较其他氧化物大，氧化钙逐渐取代橄榄石中的其它氧化物，其中最稳定的是2CaO.SiO2，到吹炼后期，碳氧反应逐步减弱，FeO有所提高，石灰石进一步溶解，渣中可能出现铁酸钙。

（2）渣料的加入方法应根据炉内温度和化渣情况，正确的确定渣料批量和加入时间，第一批渣料占总量的一半以上，在开吹时加入，其余第二批渣料在硅、锰氧化基本结束，头批渣料已经化完，炉内温度已经有所提高，碳火焰稳定时加入。二批渣料一次加入，也可以分为小批量多次加入，少量多批次加入对于石灰的熔化有利，但是，必须在终点拉碳前3分钟内加完，以免影响渣中全铁含量及钢铁料消耗。

表1

2 转炉渣渣量大及终渣TFe高控制分析

（1）转炉渣渣量数据核算，见表1。

根据现场废钢及渣量结构配比等，通过物料平衡计算及现场实际产生量，可以得出，吨钢产生的转炉渣渣量为

134.86kg/t。

（2）转炉渣成分控制。

表2

由表2可以看出，2021年1～7月终渣FeO平均值16.44%。

3 转炉渣渣量大及终渣TFe高控制措施

（1)入炉铁水条件控制。针对不同的铁水条件，制定不同的废钢及渣料结构配比，保证在脱磷、脱硫的条件下，实现少渣炼钢，降低转炉渣渣量的产生，对高硫铁水入炉前进行KR脱硫扒渣，降低转炉大渣量操作，具体如下：①确保入炉铁水硫≤0.050%，入炉铁水温度≥1320℃。②如铁水硫高，采用组包、混兑的方式，保证入炉铁水硫≤0.050%。③现场铁水无法组包、混兑时，铁水进脱硫站，进行脱硫扒渣。（2）吹炼枪位控制。前期硅锰氧化期采用低枪位冶炼：有利于加强熔池搅拌力，促进FeO形成，更有利于前期早化渣，达到去磷效果。具体枪位控制在110～120mm，每班接班后第一炉钢要进行液面测量，保证吹炼过程中枪位控制准确，同时，要测量炉口到炉底的距离，保证溅渣过程枪位的控制，要根据铁水成分、温度及时调整枪位100～200mm，吹炼前期和后期要提高供氧强度，保证熔池充分搅拌，确保成分和温度的均匀性。吹炼前期枪位应采用高枪位，保证化渣效果，但是枪位不应太高，以免因后期FeO大量积聚，造成爆发性喷溅，因此，前期最佳枪位应该是炉渣刚到炉口而又不喷出。在吹炼中后期，发现有返干现象，及时提高枪位或者加入100～200kg的含铁物料进行快速化渣，使渣中w(FeO)含量控制在12%～16%，吹炼后期要保证压枪操作，加强熔池搅拌，均匀钢水成分和温度，降低终渣w(FeO)含量，达到出钢要求（3）终点控制措施。在终点拉碳前3min必须进行压枪操作，压枪时间由原来的40s增加到50s，确保终点温度大于1675℃，避免因温度低，出现拉后吹现象。确保终点碳含量大于0.08%以上，控制好吹炼前期温度不能上升太快，吹炼中后期熔池温度过高，可以用生白云石替代含铁物料进行降温，杜绝因全铁含量过高，出现爆发性喷溅。（4）工艺设备改进。实行钢包全程加盖，钢包温度由750℃提升到950℃以上，降低出钢温度15℃左右；对五孔氧枪头参数进行改造，由原五孔喉口直径31.5mm，出口直径41.8m，夹角12.5°，经过3次改造，改为喉口直径34.5mm，出口直径45.2mm，夹角12°的枪头，缩短供氧时间90s，缩短溅渣时间30s，提升冶炼周期2min，同时，降低转炉喷溅现象产生。

4 优化实施后效果

通过以上工艺设备优化后，转炉渣量由原来的134.86kg/t降低到120kg/t，转炉渣中的Tfe含量降低到12.44%，钢铁料消耗明显降低，钢水过氧化炉次明显减少，过程喷溅次数明显减少，渣料成本及合金成本明显降低，产品质量明显提升，同时，溅渣护炉效果得到明显改善，具体见表3。

表3

5 结语

针对包钢万腾目前转炉渣渣量大及终渣TFe含量高，炼钢制定一系列管控方案，通过优化生产组织模式，提升入炉铁水条件，降低出钢温度，改进转炉造渣工艺，提高转炉一倒出钢率，在保证转炉脱磷、脱硫的条件下降低炉渣渣量及氧化铁含量，转炉渣量由134.86kg/t降低到120kg/t，终渣中TFe含量由16.44%降低到12.44%，炼钢钢铁料消耗明显降低，由原来的1065kg/t降低到1058kg/t，同时溅渣护炉效果得到了明显改善，在降低各项生产成本的同时也提升了产品质量。