宋宗亮，李金鋼，慕進文，姜 軍，任文卓

（甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司，甘肅 嘉峪關 735100）

摘 要：酒鋼煉軋廠現有3座50t氧氣頂吹轉爐，轉爐平均冶煉周期為29.5 min。 針對轉爐冶煉周期長的實際情況，根據煉軋廠現有條件，采取優化入爐結構、優化造渣工藝及槍位控制等措施。 生產實踐表明，轉爐冶煉周期縮短5min，平均降低到24.5min左右，轉爐生產效率明顯提高，有效促進產能提升。

關鍵詞：50t轉爐；冶煉周期；工藝優化；產能提升

1 引言

酒鋼煉軋廠煉鋼50t 轉爐煉鋼生產采用轉爐－LF精煉－連鑄的工藝流程，主要生產建筑鋼筋、鋼絲繩用鋼、焊接用鋼等品種。 從2020年以來，隨著國內鋼材市場行情回暖，酒鋼50t轉爐生產正在向緊湊式、快節奏、準連續式生產的方向發展。 轉爐冶煉周期長、生產效率低的問題，嚴重制約產能的發揮。 縮短轉爐冶煉周期，有利于產能釋放，在相同有效作業時間內產量得到提高，經濟效益得到提升^［1］。

2  轉爐冶煉周期影響因素分析

⑴裝入結構對周期的影響

如表1所示，當鐵耗＜880kg／t 時，相應生鐵用量增加到100kg／t 以上^［2］ ，生鐵在爐內經融化→反應，吹煉供氧時間較高鐵耗下增加1 ～2 min，且廢鋼體積大，并造成卡爐口、卡廢鋼斗的現象，影響冶煉 周期。 但鐵耗過高^［3］（鐵耗＞940kg ／t）時，轉爐渣量 上升，對于小型轉爐來說噴濺控制難度較大，必須采取雙渣操作周期控制。

當鐵水 Si≤0.50％，冶煉周期相對較低，主要通過單渣法冶煉降低冶煉周期，但鐵耗＜880kg／t，使用生鐵量增加，轉爐吹煉時間會延長1～2 min。

當鐵水 Si＞0.50％，鐵耗≥880kg／t，轉爐雙渣操作，轉爐最低冶煉周期28min；鐵耗＜880kg／t，使用生鐵量增加，轉爐吹煉時間會延長1～2min。

另外當鐵水 Si＞0.80％屬于高硅鐵水冶煉范疇，此時不論鐵耗處于何控制要求，轉爐需多次倒渣，冶煉周期將超過 32min。

目前鐵水成分波動較大，階段出現鐵水 Si ＞0.80％、P＞0.120％的情況，鐵水成分超出冶煉技術要點，執行高 Si、高 P鐵水冶煉^［4］ ，必須采取雙渣操作、倒爐等樣出鋼，另外高 Si、P鐵水條件下，轉爐終點穩定性下降，終點P 高爐數的增加，倒爐等樣、補吹爐次增加，一定程度上影響了冶煉周期。

⑵除上述影響因素外，上下工序配合不好，加廢鋼兌鐵期間出現轉爐等廢鋼、等鐵水的現象；50t轉爐本身噴濺控制難度較大，加之原料條件波動，鐵水硅高、生鐵加入量大等因素產生噴濺導致爐口變小；轉爐倒爐測溫取樣期間爐前工測溫槍、樣勺等準備不充分或爐渣沒化好，重復測溫取樣；轉爐終點判斷準確度差，多次倒爐提溫或降碳；冶煉過程脫除 S、P效果不佳，重復造渣脫除 S、P；工序轉換連續性不夠，倒爐后等樣，出鋼前等鋼包，出鋼后抬爐濺渣不及時；濺渣效果差影響倒渣時間延長等因素均會導致轉爐冶煉周期延長。

3  改進措施

3.1  工藝優化措施

⑴轉爐入爐結構優化

通過對入爐鐵水（盡量使用混鐵爐出鐵） 和廢鋼（調整入爐結構，開展以廢鋼為主的大廢鋼冶煉冶煉）的精細管控^［5］ ，使吹煉過程更為平穩。 上爐吹煉模式為下爐吹煉作參考，減少噴濺返干互為反復，使化渣過程更為順利，保證脫磷效果。 當鐵水硅和磷含量發生變化時，混鐵爐和轉爐提前溝通，明確鐵水成分，吹煉時適當修正操槍模式和渣料加入批次，保證冶煉穩定。

當鐵水中硅含量變低時，適當減少第一批造渣料的加入量，并減少吹煉過程中造渣料用量和補加渣料的次數，以確保溫度。 因為碳、氧劇烈反應期提前，應提前提高槍位，以增加渣中（FeO）含量，防止返干出現。 在改變槍位沒有把握時，適當在廢鋼中配加少量渣鐵，渣鐵富含 FeO，有利于吹煉前期化好渣。

鐵水中硅含量變高時，首先應改變裝入結構，減少鐵水及生鐵用量，提高廢鋼等冷料的用量。 同時考慮到碳、氧劇烈反應期推后，應適當延長前期壓槍時間，防止噴濺，從而導致后期返干。 若后期出現返干預兆，應適當調高槍位，同時可加入適量化渣料，但不可調節過度，以免再次發生噴濺。

鐵水中硅含量在鐵水入爐之前未知時，第一批造渣料要按鐵水中硅含量低的模式操作，根據經驗補加剩余渣料。

吹煉末期，可采取降槍提氧壓操作快速拉碳（我廠目前采用的是恒壓變槍吹煉模式，但是氧壓可根據實際操作情況作出適當微調，以利于快速脫碳）。 在爐底正常（爐底不上漲或下降） 的情況下，吹煉末期槍位逐步下降的同時可將工作氧壓由 0.85 MPa提高到 0.90MPa 左右^［6］ ，加強對熔池的攪拌，保證終點鋼水成分和溫度的均勻，加快拉碳進程，縮短吹煉時間。 該措施還可減少終點爐渣中FeO含量，降低爐渣氧化性，有利于濺渣護爐。 若爐底較厚（爐底上漲），可進一步降低拉碳槍位，使熔池攪拌強度加強，拉碳時間縮短，上漲的爐底逐爐侵蝕直至恢復到正常。 此外，若溫度富裕可在吹煉后期采取加入氧化鐵皮快速降碳。

通過以上措施，可降低轉爐吹煉時間、且轉爐一倒率也有改善，從而為轉爐不倒爐出鋼奠定基礎，節約轉爐倒爐測溫、取樣時間。

⑵轉爐造渣工藝及槍位控制優化

轉爐冶煉對吹煉槍位操作的基本規范要求是以基本槍位為主要吹煉槍位，為迅速成渣，在開吹或爐渣返干時，允許適當提高槍位，在噴濺時，允許適當降低槍位，吹煉末期拉碳階段，要采用低槍位操作，時間不少于45s。

基本槍位為每爐鋼吹煉時的常用槍位。 基本槍 位是由氧槍噴頭喉口直徑確定的，酒鋼煉軋廠50t轉爐基本槍位應在800～1000mm。 轉爐對造渣的要求是初期渣早化，過程渣化好， 終渣化透作粘。 在開吹點火后，一并加入石灰和白 云石，白云石一次性加完，可補加或加少量氧化鐵皮 球或礦石用于早化渣。 如圖 1、圖 2、圖3所示，頭批 渣料加入量應為總量的1／3～2／3，吹煉過程中，可根 據爐口火焰判斷化渣情況和爐內碳氧反應激烈程 度，渣料多批次少批量加入，保證爐內化渣良好^［7］ 、 溫度提升平穩、噴濺返干程度輕微。吹煉過程的調節，一方面是靠槍位，另一方面是靠渣料加入批次。 只有當槍位和渣料加入批次配合精確適當的時候，才能保證冶煉過程平穩連貫、終點命中率高，生產穩定順暢，所以根據不同的造渣模式對轉爐造渣工藝及槍位控制進行優化。通過對造渣工藝以及槍位控制的優化，實際冶煉中，發現終點溫度及成分波動幅度較小，轉爐一倒命中率提高明顯。

3.2 管理環節措施

⑴認真落實生產準備工作

及時清理爐口積渣，方便吹煉時火焰判斷。 產前對除塵系統進行確認，確保除塵效果良好，吹煉時煙氣外泄輕微，不影響吹煉看火。 爐前爐后設備、器材、物料要充分確認，準備充分，以免耽誤時間。

⑵ 混鐵爐使用

做好雙混鐵爐交替使用。 品種鋼生產期間鐵水分裝，穩定鐵水成分、溫度，減少熱裝爐次，必須熱裝時，選擇硅含量在 0.3％ ～0.6％的罐次進行熱裝，為吹煉穩定性創造條件。

⑶ 精細管控廢鋼資源

控制廢鋼尺寸、減少廢鋼中雜物過多問題。 一方面，對廢鋼資源精細管控，自產廢鋼、生鐵塊、渣鋼渣鐵分類堆放，按一定配比入爐。 另一方面對廢鋼尺寸進行控制，保證加廢鋼過程順利不延誤時間，大塊廢鋼必須切割成小塊才能允許入爐。

⑷合理統籌安排生產流程

在各個爐次生產的過程中，要確保協調性和連續性^［8］ ，減少天車作業時間。 生產組織時三座轉爐兌鐵、加廢鋼過程交錯進行，避免出現等鐵水、等廢鋼的現象。 高產時因其中某臺轉爐冶煉速度跟不上與其對應的鑄機拉速需轉爐交換對應鑄機關系時，提前統籌安排好天車座包和吊包上鋼運行次序，避免臨時出現等車環節影響整體冶煉進程。

根據每個連鑄機的鋼包周轉時間確定精煉時采用5個鋼包、轉爐直上鑄機時4個鋼包作為最低鋼包投入個數^［9］ ，盡量使用周轉紅包，減少新包使用個數。 將每一個鋼包的包號、包齡、烘烤情況、周轉時間、離線鋼包情況清晰反應在各工序面前，使轉爐人員了解鋼包包況、鋼包出鋼溫降，吹煉時通過溫度控制，使終點溫度適應出鋼溫降，減少因溫度不當引起的補吹和倒爐操作次數。

⑸每班組織測液面

當氧槍噴頭結構確定以后，在一定氧壓、氧流下條件下，只有通過合理地調節噴槍高度才能獲得良好的吹煉指標。 當槍位確定得不合理，渣子化不好直接影響去除硫磷效果，甚至會造成泡沫渣溢出和金屬噴濺，這樣會導致金屬消耗增加，并影響終點溫度的控制和終點碳的判斷，甚至會燒槍或燒壞設備，嚴重影響生產和安全。 在轉爐煉鋼整個爐役期，隨著煉鋼爐次的增加，爐襯由于受到侵蝕不斷變薄，爐容不斷增大。 因此，每班接班前三爐，安排崗位人員采用標尺定位法對鋼液面進行測定，使轉爐人員依據測定液面情況確定吹煉基本槍位和拉碳槍位，確保吹煉穩定和提高終點命中率。

⑹加強崗位培訓，提高工序轉換連續性

冶煉過程每一操作環節的耽誤都將引起冶煉周期的延長。 為能有效的將平均冶煉周期降低，必須控制每一步操作環節的時間，盡量減少操作失誤，盡可能不耽誤時間^［10］ 。 因此，有必要加強轉爐各崗位培訓力度，加強各工序間溝通，提高工序轉換連續性，使生產過程緊湊、順行、流暢。

4 效果

⑴通過對影響轉爐周期的因素進行梳理分析，優化轉爐入爐結構、優化造渣工藝及槍位控制，實施過程 管 理， 實 現 轉 爐 冶 煉 周 期 由 原 來 的 平 均29.5min降低至平均24.5min。

⑵通過對冶煉周期進行研究，優化過程控制，實現轉爐一倒命中率提升至 ９０％以上，轉爐生產效率明顯提高，實現產能提升35 萬t，為完成年生產目標打下堅實的基礎。

參考文獻：

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