李長江，張海燕，王玉梅，王英

（新疆昆玉鋼鐵有限公司）

1 前言

受鋼產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，環(huán)保日益嚴(yán)格的影響，鋼鐵企業(yè)的盈利空間進(jìn)一步縮小。新疆昆玉鋼鐵為降低生產(chǎn)成本，簡化工序操作，充分利用鐵水中的碳、硅、錳、礬等合金元素，在生產(chǎn)HRB500E時(shí)在轉(zhuǎn)爐出鋼前將鐵水直接加入到鋼包中，通過出鋼過程中鋼水的勢能將鐵水直接轉(zhuǎn)變?yōu)殇撍?，鐵水中的合金元素與鋼水中的合金元素狀態(tài)相近，直接進(jìn)入鋼水中。這種方法一是減少了鐵水經(jīng)轉(zhuǎn)爐吹煉碳、硅、錳、釩合金元素氧化，通過合金化補(bǔ)償增加的成本；二是鐵水中的碳硅錳釩等合金元素能夠代替部分增碳劑、硅錳合金、高碳錳鐵、氮化釩鐵等，降低了成本。

2 鋼包兌鐵水的方式

由于受到車間布局及生產(chǎn)節(jié)奏影響，最初主要采用先出鋼后兌鐵水工藝。先出鋼后兌鐵水，即鋼包經(jīng)修包后，先出鋼，然后轉(zhuǎn)爐出鋼后兌入鐵水。實(shí)施步驟：轉(zhuǎn)爐停吹前，用回爐線平車轉(zhuǎn)運(yùn)10t鐵水至修包跨，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)，起吊鐵水包提前完成吊包操作；轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)合適后出鋼，出完鋼后，將鋼包車開出，鐵水包吊至鋼包上方兌入約1.5t鐵水；兌鐵水后，鋼包底吹攪拌，測溫，取樣，進(jìn)行成分微調(diào)。成分合適后出鋼。

此種方法存在許多弊端：由于鐵水包每次需要兌鐵4次，鐵水包經(jīng)常出現(xiàn)粘鐵情況，造成生產(chǎn)不穩(wěn)定性；轉(zhuǎn)爐下渣后再兌鐵，鋼包內(nèi)渣子會(huì)溢出鋼包，容易燒壞設(shè)備，影響車間安全生產(chǎn)；兌鐵過程中會(huì)出現(xiàn)煙塵，造成環(huán)境污染。

為消除以上弊端，新疆昆玉鋼鐵煉鋼廠對除塵設(shè)施進(jìn)行了改造并優(yōu)化了工藝流程，即先兌鐵水后出鋼，鋼包經(jīng)修包后，先兌鐵水，然后轉(zhuǎn)爐出鋼。實(shí)施步驟：（1）連鑄澆鑄完鋼水后，直接在連鑄跨進(jìn)行修包，修包完畢后放入回爐線鋼包車內(nèi)，要求修包速度要快；（2）用回爐線鋼包車將鋼包轉(zhuǎn)運(yùn)至混鐵爐，轉(zhuǎn)爐副搖將提前準(zhǔn)備好的鐵水兌入鋼包內(nèi)。

3 鋼包兌鐵水的關(guān)鍵技術(shù)

新疆昆玉煉鋼廠現(xiàn)有兩座50t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，裝入量55t，氧槍噴頭采用三孔拉瓦爾噴頭。1座LF精煉爐，兩座Rm8m4機(jī)4流連鑄機(jī)。轉(zhuǎn)爐及氧槍具體參數(shù)見表1，表2。

表1 轉(zhuǎn)爐工藝參數(shù)

表2 氧槍工藝參數(shù)

轉(zhuǎn)爐出鋼前將鐵水兌入鋼包中，出鋼時(shí)利用鋼水的勢能攪拌，將鐵水直接變?yōu)殇撍?，減少增碳劑及合金加入量。為保證鋼水質(zhì)量優(yōu)化對鐵水、鋼水的質(zhì)量信息采集，保證兌鐵量的準(zhǔn)確計(jì)算。

3.1 技術(shù)路線

（1）每爐的加入量按1.5～2t控制。

（2）化驗(yàn)所兌鐵水的化學(xué)成分 C、Si、Mn、P、S，元素含量控制要求 Si≤0.70，P≤0.15%，S≤0.055%，其它無具體要求（表3）。按照生產(chǎn)鋼種化學(xué)成分要求計(jì)算所需鐵水；在轉(zhuǎn)爐出鋼前5分鐘將所兌鐵水按照計(jì)算量加入到鋼包中，等待出鋼。HRB500E加入鐵水及兌鐵成分見表4。

表3 HRB500E化學(xué)成分要求 %

表4 HRB500E加入鐵水及兌鐵成分%

（3）出鋼脫氧合金化前取樣測溫。根據(jù)合金元素脫氧強(qiáng)弱確定加入順序，先加入脫氧能力弱的，后加入脫氧能力強(qiáng)的，不能同時(shí)加，更不能顛倒加入順序。加入順序：錳鐵（或硅錳合金）→硅鐵→硅鈣鋇或其他復(fù)合脫氧劑。根據(jù)兌入鐵水量及出鋼量計(jì)算鋼中合金元素，根據(jù)所冶煉鋼種化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算需要加入合金的量。脫氧合金化后取樣測溫分析，送LF爐精煉。脫氧合金化后出鋼成分見表5。

表5 脫氧合金化后出鋼化學(xué)成分 %

（4）嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳、磷、硫元素含量；出鋼溫度。兌鐵增加的磷和硫在轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)的基礎(chǔ)上符合國標(biāo)。轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)成分見表6。

表6 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)化學(xué)成分 %

3.2 鋼包兌鐵水操作關(guān)鍵控制點(diǎn)

鐵水加入后影響鋼包透氣性問題，可以通過控制加鐵時(shí)間和提前吹氮?dú)饨鉀Q。

由于實(shí)際加鐵水過程只需要1min，加上起罐過程1min，可以在轉(zhuǎn)爐出鋼前2min完成加鐵操作，加鐵水前先開通鋼包底吹氣體，可以有效防堵，保證透氣良好。出鋼過程的沸騰噴濺問題。由于加入鐵水少而淺，加上出鋼過程一直底吹，不會(huì)噴濺、沸騰。

鋼水最終成分均勻性問題。由于加入鐵水少，加上出鋼過程一直底吹攪拌，相比合金熔化均勻，更能保證整爐鋼水化學(xué)成分均勻。鐵水準(zhǔn)確計(jì)量通過增設(shè)鋼包車稱來解決。

關(guān)于環(huán)保問題：由于加鐵操作是在轉(zhuǎn)爐吹煉后期，約吹氧10min以后，轉(zhuǎn)爐煙氣量已經(jīng)衰減，加鐵操作本身持續(xù)1min/次，間隔23min一次，可以利用轉(zhuǎn)爐二次除塵并管，加上開關(guān)控制閥。

4 效果分析

鋼包兌鐵水工藝實(shí)施后每爐兌鐵水1.8t，平均每噸鋼水兌鐵水0.03t，因兌鐵水造成鋼中磷含量平均升高0.003%，硫含量升高0.001%，平均增碳0.12%，增硅0.01%，增錳0.01%，增釩0.003%。HRB500E噸鋼節(jié)約硅鐵0.168kg，高碳錳鐵0.166kg，氮化鐵0.05kg。根據(jù)2019年3月份市場價(jià)格計(jì)算（硅鐵5934.7元/t、高碳錳鐵7293.02元/t、氮化釩鐵210485.1元/t），合金綜合節(jié)約成本13.64元/t鋼。

5 結(jié)束語

在正常冶煉過程中鐵水中的合金元素因氧化到爐渣中產(chǎn)生浪費(fèi)。采用鋼包兌鐵水工藝鐵水，不經(jīng)過轉(zhuǎn)爐工序的吹煉，直接生產(chǎn)質(zhì)量合格鋼水，減少環(huán)境及污染物排放。因降低合金消耗，充分利用鐵水中的合金元素，降低生產(chǎn)合金的能源消耗，提高了環(huán)保效果。此工藝因?yàn)殍F水中強(qiáng)脫氧元素硅、錳對鋼水進(jìn)行脫氧，不僅提高了合金回收率，減少了脫氧劑用量，而且減少脫氧劑對鋼水的二次污染；其它有益元素直接進(jìn)入鋼水，則減少合金和增碳劑加入量；鐵水不經(jīng)過吹煉，直接生產(chǎn)合格鋼水，降低了冶煉成本。