劉謙
（山鋼股份萊蕪分公司特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271105）
摘要：介紹了鎂碳球替代白云石在轉(zhuǎn)爐冶煉中的應用，從造渣工藝、爐渣成分、過程控制等方面闡述了鎂碳球替代白云石的可行性，實現(xiàn)了在鐵水溫度低、硅低等異常條件下的正常冶煉，達到維護爐體、防止鋼水過氧化、節(jié)鐵增鋼的目的。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐冶煉；鎂碳球；白云石；爐渣；濺渣護爐
引言
為了保護轉(zhuǎn)爐爐襯，工藝規(guī)定爐渣中的氧化鎂含量在8％－12％。在轉(zhuǎn)爐煉鋼中一般用白云石作為造渣劑增加爐渣中氧化鎂的含量，以達到保護爐襯的目的，由于白云石氧化鎂含量較低，就需要加入大量的白云石才能達到爐渣所需要的氧化鎂含量；大量白云石的加入會造成冶煉過程溫度較低，冶煉過程升溫不均勻，也會導致終點溫度低，過度提溫造成鋼水過氧化等不良現(xiàn)象。鎂碳球化學組成為氧化鎂和碳，氧化鎂含量高，可以作為爐渣的調(diào)節(jié)劑，能降低爐渣的過熱度，提高爐渣耐火度，對爐襯有很好的保護作用。
1 可行性分析
傳統(tǒng)冶煉工藝使用白云石作為護爐劑來增加爐渣中氧化鎂含量，對于出鋼量90t渣量9t的轉(zhuǎn)爐而言，爐襯侵蝕加上石灰中進入的氧化鎂會使爐渣中氧化鎂增加3.5％ ；按表1所示，計算得出，每爐約加入不低于2000kg白云石才能使爐渣中氧化鎂含量達到8％－10％。加入大量白云石會降低鋼水的物理熱，使冶煉溫度不富余，在現(xiàn)有的鐵水廢鋼裝入制度下經(jīng)常出現(xiàn)終點溫度偏低，需要補吹提溫才能達到出鋼溫度；如果使用鎂碳球每爐只需要加入800kg，轉(zhuǎn)爐渣中的氧化鎂就能達到8.0％－10％。
2 工藝過程改進
使用鎂碳球代替白云石后，由于前期冶煉溫度得到提高，整個冶煉過程槍位和加料時機會有一些變化。工作氧槍噴嘴是四孔拉瓦爾噴嘴，喉口直徑32.1mm，噴吹夾角12°。正常情況下按照設定的槍位高度進行控制，在實際冶煉中根據(jù)爐況適當進行調(diào)整，來防止噴濺發(fā)生，渣料的加入視鐵水等原料條件的情況而定。根據(jù)本單位各冶煉鋼種的溫度制度，控制好全程溫度，保證前期溫度不過低，使碳－氧反應正常進行，不讓FeO 過分積累；中、后期溫度不過高，保 證 碳－氧反應不過分劇烈而使 FeO 消耗太多，防止返干產(chǎn)生，防止過程溫度突然下降，確保碳－氧反應正常的進行，而不會突然抑制反應的進行，防止 FeO 的過分積累。
2.1 采用留渣分批渣料加入方法
渣料的加入批量和加入時間對于成渣速度有很大的影響，應該根據(jù)爐內(nèi)的溫度情況和化渣情況合理地確定。采用部分留渣操作，渣料分批加入。在開吹1－2min時先一次加入石灰總量的1－1／2，第二批石灰在硅、錳氧化期基本結(jié)束，頭批渣料已經(jīng)化完，爐內(nèi)溫度有所提高、火焰已趨穩(wěn)定時加入。
開吹時加入鎂碳球800kg左右，渣中 MgO 含量的增加，可以形成比2CaO×SiO2 熔點 低的一些含Mg礦物，降低熔渣的熔點，有利于初期石灰的熔化。終渣 MgO 含量在8％－10％之間，是為了減輕爐體侵蝕，但這會增加爐渣粘度，影響石灰熔化，必須采取相應的化渣措施。
2.2 采用高－低－低槍位控制
因為前期由加入2000kg白云石改為加入800kg鎂碳球，物理熱提高約20 ℃，開吹槍位不需要低槍位提溫直接高槍位化渣，然后根據(jù)化渣情況逐步降低槍位，過程槍位控制的原則是在不發(fā)生噴濺的前提下化好渣，快速去碳，保證熔池均勻升溫。在碳氧激烈反應期，特別要控制好槍位，槍位過低將造成爐渣返干和嚴重的金屬噴濺，易發(fā)生燒槍、粘槍事故，槍位控制過高，渣中FeO 較高，易造成噴濺。吹煉末期降槍至終點槍位保證壓槍時間。
2.3濺渣護爐操作
出鋼完畢，采用低－高－低槍位進行濺渣護爐操作，先低槍位冷卻爐渣，降低爐渣過熱度，吹氮30s后提高槍位500mm使爐渣均勻地粘附在爐襯上，最后降低槍位使爐渣進一步稠化提高濺渣效果。
2.4 特殊情況下的冶煉
鐵水硅≤0.30％，溫度小于1250 ℃，渣料 加 入量少，包括石灰、鎂碳球和少量的螢石，開吹采用低槍位，供氧1.5－2min后開始加入頭批渣料，目的是加快冶煉前期提溫，提高熔池溫度。當爐口涌出暗紅、塊狀、黏性的低溫渣時暫不加料，防止溫度低，渣料集中，造成結(jié)坨；繼續(xù)吹煉，等到熔池溫度上來后，小批量、多批次加入二批渣料，冶煉前期的主要任務就是提高熔池溫度，不把鐵水硅低帶來的影響留到冶煉后期解決。
3 改進后冶金效果分析
3.1 冶煉參數(shù)對比
轉(zhuǎn)爐爐渣應具有一定堿度、流動性良好、合適FeO 和 MgO 含量，以保證鋼水質(zhì)量并 減少對爐襯的侵蝕。使用白云石和鎂碳球不同情況下爐渣成分的對比如表2所示，可以看出，爐渣成分沒有較大差別，均符合冶煉要求。
使用鎂碳球后，通過激光測厚儀對爐襯情況進行檢測，由表3可以看出爐襯各個部位厚度有所增加，通過實地觀察整個爐襯內(nèi)型比較平整，沒有坑洼之處，尤其是出鋼側(cè)爐襯維護較好，有利于鋼水出凈防止存鋼現(xiàn)象。
轉(zhuǎn)爐裝入制度中鐵水廢鋼的配比一般是根據(jù)鐵水廢鋼資源和成本的多少來制定的，當前市場條件下鐵水的成本價格高于廢鋼價格，因此各大鋼鐵企業(yè)均采取節(jié)鐵增鋼措施來降低冶煉成本。隨著廢鋼配比的增加入爐的物理熱大大降低，終點經(jīng)常過度吹氧提溫才能達到出鋼溫度，導致鋼水過氧化嚴重。白云石與鎂碳球的冷卻效果相近，但是由于鎂碳球的加入量比白云石少很多，使用鎂碳球代替白云石后可提高物理熱約20℃，減少后吹提溫操作，如表4所示。
3.2 效益分析
鎂碳球替代白云石后，造渣料減少會使渣量減少，降低噴濺現(xiàn)象的發(fā)生次數(shù)，渣量的減少會降低金屬的流失有利于提高金屬收得率，降低鋼鐵料消耗，取得的直接經(jīng)濟效益就是提高金屬收得率、增加出鋼量、降低鐵耗的效益。
2018年使用鎂碳球后每噸鋼降低鋼鐵料消耗8kg／t，如表5所示。鋼鐵料平均成本按1770元／噸，一年按產(chǎn)出 100萬噸鋼計算，則全年效益為：8× 1000000×1770／1000＝1416萬元。取得的社會效益也很顯著：由于噴濺的減少，使爐殼積渣大大減少，縮短了檢修作業(yè)時對爐體積渣清理的時間，同時對爐體也起到良好的維護作用。噴濺渣的減少，減輕了爐下 作業(yè)人員的工作強度。在預防和控制噴濺攻關(guān)措施中總結(jié)出有價值的經(jīng)驗方法，得以推廣，共同提高。
4 結(jié)束語
通過對爐渣成分、冶煉控制、爐體維護等方面的分析得出，鎂碳球代替白云石是可行的，不僅有利于保護爐襯還有利于減少鋼水過氧化，增大入爐廢鋼比，有利于節(jié)鐵增鋼的開展，進一步降低鋼鐵料消耗等。