田鳳喜，石永生，戴春艷

（山東壽光巨能特鋼有限公司，山東 壽光 262711）

1 前言

鋼包精煉工藝的主要功能之一是造堿性還原渣，即白渣進行脫氧、脫硫及夾雜物的控制。壽光巨能特鋼1#、2#鋼包精煉爐自投產以來，一直沿用精煉爐加石灰和螢石的造渣制度，鋼包精煉渣只在轉爐出鋼時作為頂渣料加入，雖然對渣料的加入數量和方法進行改進，但由于工藝條件的限制，仍然存在渣料加入量大、化渣時間長、成渣速度慢等因素，導致精煉過程脫硫、脫氧效率低，成為限制精煉工序提高精煉效果的關鍵環(huán)節(jié)。經過實踐與摸索，結合現場生產實際，在20#、35#、45#、55#、40Cr等鋼種上試驗了液態(tài)精煉渣返回精煉鋼包應用工藝。該工藝不僅能加快鋼包爐造渣、成渣速度，而且能夠降低造渣材料的用量，降低了精煉電耗、電極消耗，同時回收部分注余鋼水鋼鐵料消耗也顯著降低。經實踐檢驗，取得了較好的效果，降低了生產成本，保證LF 精煉效果的同時為提高質量和產量奠定了基礎。

2 精煉造渣過程的不足

精煉過程中脫氧、脫硫主要決定于鋼渣之間的相互作用，特別與爐渣的堿度、（FeO）+（MnO）含量密切相關，降低鋼渣的氧化性有利于脫氧和脫硫；其次鋼包精煉爐的處理時間對其也有很大的影響。因此，對于鋼包精煉爐來說要想實現快速脫硫脫氧的目的，基本措施是：降低渣中（FeO）+（MnO）含量；采用降低脫氧產物活度的造渣制度，即提高鋼渣堿度；延長精煉處理時間；加強鋼渣界面擴散脫氧速度。

由于現有工藝流程和原材料條件的限制，加之轉爐冶煉氧化氣氛與精煉處理還原氣氛存在差異，為保證精煉快速化渣，增加精煉有效處理時間，只有從提高爐渣堿度、最大限度降低氧化性入手。原有的造渣工藝：轉爐出鋼加300～400 kg 石灰、200～300 kg預熔精煉渣、100 kg左右螢石，精煉爐鋼包就位后石灰∶螢石=4∶1，加入量控制在總渣量10～15 kg/t，精煉擴散脫氧爐前加入碳化硅1 kg/t鋼。

該造渣制度的渣料加入量較大，而且在鋼包就位時加入，此時鋼水溫度低、鋼液表面結殼情況較多，大量渣料加入后，化渣時間較長，平均化渣時間10～12 min，若遇底吹氬不良時造渣時間還會延長。這樣，使得精煉爐工序近三分之一的時間用于前期造渣化渣，影響了精煉其他功能的充分發(fā)揮，且存在以下不足：為保證與鑄機澆注時間匹配，在相應的處理時間內，白渣時間縮短，白渣率較低；化渣時間長，增加了精煉電耗和電極消耗；造渣材料消耗大，增加了生產成本；加熱噪音大，埋弧不好，降低加熱效率和鋼包耐材消耗，而且易使鋼液吸氫、氮，影響鋼坯質量，嚴重時會造成電極折斷事故。

3 液態(tài)精煉渣返回應用工藝

由于鋼包加熱爐具有造白渣脫氧、脫硫的功能，經過精煉處理后，鋼渣已屬于堿性還原白渣，其氧化性較低，渣中（FeO+MnO）＜1.0%；且具有一定的堿度（R≥3.0），將澆注后鋼包中剩余的液態(tài)精煉渣返回精煉折入待處理的鋼包中，可以替代部分固體渣料，以便縮短化渣、成渣時間，提高鋼渣的白渣效率，且其渣成分、理化指標也符合精煉處理要求。具體工藝如圖1所示。

圖1 精煉渣返回流程

該返回渣利用工藝為：連鑄澆鑄完畢鋼包內的剩余爐渣和不可避免的少量鋼水，將50%液態(tài)渣折入渣盤，剩余50%液態(tài)精煉渣折入轉爐出鋼后的鋼包中，鋼包吊入精煉爐再進行精煉處理。

該造渣工藝的渣料用量如下：液態(tài)精煉渣300～500 kg；精煉視渣況補加石灰100～200 kg，螢石0～50 kg；鋁線25～50 kg。

與原造渣制度相比較，渣料加入量明顯減少。其優(yōu)點是：液態(tài)渣返回利用，無成本。降低了固體造渣材料、脫氧劑用量，降低造渣材料和脫氧劑成本。將轉爐帶來的氧化渣提前處理成灰白渣或白渣，降低了其氧勢；同時節(jié)省了化渣、成渣時間。在規(guī)定的精煉處理時間內，提高了白渣的成渣率，有效增加白渣保持時間。而且減少了攪拌脫硫或加熱提溫的時間，提高了鋼水處理質量。埋弧效果極佳，提高了加熱效率，減少了電弧對鋼包襯侵蝕的概率和鋼液增氫、增氮的機會?？梢愿玫貙崿F爐機匹配，生產節(jié)奏趨于合理，便于提高產能。

4 實施后的效果

渣樣分析結果對比平均值見表1。

表1 液態(tài)渣返回利用前后渣樣對比

由表1 可以看出，采用返渣工藝后，鋼渣的氧化性進一步降低，堿度有所提高。

精煉渣料消耗對比平均值見表2。

表2 液態(tài)渣返回利用后的造渣材料消耗對比 kg

成渣時間、電耗、電極消耗對比見表3。

表3 液態(tài)渣返回利用后的成渣時間、電耗、電極消耗對比

采用液態(tài)精煉渣返回應用工藝后，精煉初期給電加熱的噪音大大降低，約降低20分貝左右；對減少電極振動、提高埋弧加熱效率也起到了較好的作用。由于化渣、成渣時間縮短，加快了鋼包精煉爐處理的節(jié)奏，與鑄機澆鋼時間匹配更合理，而且也為鑄機提高拉速、產能奠定了堅實的基礎。采用該工藝后，使得精煉的白渣保持時間、攪拌時間、軟吹時間相應延長，提高了鋼水的純凈度，提高了鋼坯質量。

采用精煉渣返回應用工藝后，節(jié)約了造渣材料，其中石灰節(jié)約量為2.67 kg/t，螢石節(jié)約量為1 kg/t，鋁線節(jié)約量為0.33 kg/t，降低電耗9.5 kW·h/t，鋼鐵料消耗降低3.5 kg/t。按照該工藝下各優(yōu)鋼鋼產量為9.6萬t計算，全年效益為259.47萬元。

5 結語

采用液態(tài)精煉渣返回應用工藝后，精煉埋弧效果較以往加入固體渣料時要好，降低了加熱噪音和煙塵量明顯減少，減少了對環(huán)境的污染，減輕了對操作工人的身體危害。同時，有效的增加了精煉爐的白渣保持時間，對提高產量、質量、降低成本打下良好的基礎。該工藝能夠適應20#、35#、45#、55#、40Cr 等鋼種的精煉處理，可以在其他鋼種上推行。采用液態(tài)精煉渣返回應用工藝，可以提高精煉工序的成渣速度，縮短加熱時間，提高埋弧加熱效率和白渣成渣速度，進而提高鋼坯質量。該工藝可以大大降低電耗和電極消耗，而且固體渣料加入量也可減少，回收部分澆余鋼水，極大地降低了生產成本。爐機匹配更趨于合理，為鑄機提高拉速、產能奠定了基礎。