宣鋼 150T 轉爐冶煉高碳鋼優(yōu)化出鋼碳工藝研究

徐亮

（河北鋼鐵集團宣鋼公司二鋼軋廠 ，河北宣化，075100）

摘  要：本文主要對宣鋼 150T 轉爐冶煉高碳鋼終點出鋼碳進行研究，分析終點出鋼碳含量高低對鋼鐵料消耗、終點出鋼溫度、精煉爐電耗、進精煉爐成分命中率以及對轉爐爐況維護進行綜合分析，最后得出最佳的終點出鋼碳含量，使之達到生產(chǎn)成本最優(yōu)。

關鍵詞：出鋼碳；轉爐；出鋼溫度；電耗；

Xuanhua 150T optimization of refining the high carbon steel carbon technology research

Xu Liang

( NO.2 Steel Rolling Mill,Company , Hesteel Group Xuansteel Company,

Xuanhua Hebei ,075100 )

Abstract: This article mainly on 150 t converter plant of xuanhua iron smelting high carbon steel at the end of the carbon steel was studied, analysis of the carbon content in steel on the iron and steel material consumption, at the end of the steel temperature, refining furnace power consumption, refining furnace component ratio and comprehensive analysis of converter furnace condition maintenance, obtains the best end point carbon content of steel, the final to achieve the optimal production cost.

Key words: The carbon steel converter；The steel temperature；Power consumption；

1 前言

鋼鐵行業(yè)呈現(xiàn)新常態(tài)，市場競爭更加白熱化，面對如此嚴峻的形勢，河北鋼鐵集團宣鋼公司通盤籌劃，確立了“普轉優(yōu)”戰(zhàn)略發(fā)展模式，定位由生產(chǎn)“普鋼”向生產(chǎn)“優(yōu)鋼”轉變，加快產(chǎn)品升級和結構調(diào)整步伐。為確保每爐鋼確保精品化，在冶煉高碳鋼時出鋼碳對鋼質量影響較大。為此組織技術人員進行了高碳鋼出鋼碳的質量攻關，通過調(diào)查分析并采取相應的改善措施有效地減少了產(chǎn)品質量異議，降低生產(chǎn)成本。二鋼軋廠生產(chǎn)的高碳鋼產(chǎn)品主要有 82B、77B、60#鋼、65#鋼、65Mn、70#鋼等。

2 主要工藝設備及工藝流程簡介

宣鋼二鋼軋廠可年生產(chǎn)合格鋼坯 340 萬噸，主要設備包括：8 套鐵水罐傾翻裝置，2座150 噸頂?shù)讖痛缔D爐，2 座吹氬站，2 座 KR 鐵水脫硫站、2 座 LF 鋼包精煉爐，1 座 RH 真空精煉裝置，兩臺 12 機 12 流小方坯連鑄機、預留 1 臺 6 機 6 流大方坯連鑄機及配套水泵站、水處理、空壓機等公輔設施。

宣鋼高碳鋼的冶煉工藝流程:KR 脫硫→150t 轉爐(雙渣）→LF→連鑄機

3 高碳鋼過高拉碳存在得問題及原因分析

轉爐冶煉高碳鋼有 2 種方法：爐后增碳法和高拉碳法。爐后增碳法，其缺點是鋼中氧含量高，脫氧劑、增碳劑消耗量大，夾雜物增加，為了保證碳成分均勻和脫氧效果，不得不增大鋼水攪拌強度和攪拌時間，這不僅延長了冶煉時間，增大了溫降，也給后道工序增加了負擔，并增加了煉鋼成本。所以宣鋼二鋼軋廠一直采用高拉碳法。采取終點碳含量 C ≥0.30%，但是高碳鋼高拉碳的特殊性在于在短時間完成脫磷、保碳、升溫的操作過程，這對操作者來說難度很大，轉爐冶煉高碳鋼，在吹煉終點時碳含量高，吹煉時間較短，吹煉終點正處于降碳速度較快的階段，很容易造成爐渣返干，不利于化渣、去 P 和終點控制。且高碳出鋼爐渣過粘，有裹鋼現(xiàn)象，增加鋼鐵料消耗。而過低的出鋼碳將會增加鋼種氧化物夾雜，同時還會使生產(chǎn)成本增加，為此通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計綜合分析在冶煉高碳鋼時合理的出鋼碳含量是非常必要的。

4 終點出鋼碳含量區(qū)間研究

為使計算結果更加具有說服力，本次取樣時間節(jié)點為 2015 年 10 月 1 日到 2016 年 1 月 29 日止，數(shù)據(jù)來源為綜合二級消耗，采集 65#及以上高碳硬線鋼的鋼鐵料消耗，其中剔除消耗大于 1100kg/噸鋼以及消耗小于 1000kg/噸鋼的消耗，同時避免因兩座轉爐工況條件差異造成的計算差值，將兩座轉爐分開計算。按上述條件進行篩選，合格樣本 714 爐，其中 1#爐合格樣本 435 爐，2#爐合格樣本 279 爐。

4.1 出鋼碳對鋼鐵料消耗的影響分析

對1#爐435個樣本進行分析，出鋼碳含量對應鋼鐵料消耗如表 1、圖 1 所示：

表 1  1#爐出鋼碳含量對應鋼鐵料消耗

圖 1  1#爐出鋼碳含量對用鋼鐵消耗

對 2#爐 279 個樣本進行分析，出鋼碳含量對應鋼鐵料消耗如表 2、圖 2 所示：

表 2  2#爐出鋼碳含量對應鋼鐵料消耗

綜合 1#及 2#爐分析可得出結論，終點出鋼碳含量在 0.20-0.30%之間的鋼鐵料消耗要略小于終點出鋼碳含量≥0.30%以及出鋼碳含量小于 0.20%的鋼鐵料消耗，也就是說就宣鋼目前的工況條件來講終點出鋼碳含量大于 0.30%，渣料極易結坨，造成爐渣裹鋼，導致鋼鐵料消耗升高；出鋼碳控制到 0.20-0.30%既能保證適宜高的出鋼碳含量，又能保證爐渣不結坨，此時鋼鐵料消耗為最優(yōu)，而再降低出鋼碳含量不僅消耗將會增加，鋼中氧化物夾雜也會隨之增加。

4.2 適當降低出鋼碳對進站碳控命中率的影響

生產(chǎn)中降低了高碳鋼的出鋼碳后，統(tǒng)計了進 LF 精煉后碳的命中情況，如圖 3 所示。

從圖 3 可以看出，適當降低終點出鋼碳后，減輕了轉爐過高碳含量出鋼出現(xiàn)的“返碳’現(xiàn)象，終點鋼水成份、溫度均勻穩(wěn)定，從而穩(wěn)定出鋼增碳操作，提高進站碳控命中率。

4.3 出鋼碳對出鋼溫度的影響分析

由于高碳出鋼，鋼水氧化性低，對磷的去除困難，若要高碳低磷出鋼由脫磷條件可知該操作必然限制出鋼溫度的提高，當將終點出鋼碳含量由大于等于 0.30% 降低到0.20-0.30%之間，平均降幅 0.10%，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在磷含量滿足出鋼要求的前提下，終點出鋼溫度可提高 20℃。

4.4 降低出鋼碳對煤氣回收的影響

按目前宣鋼的轉爐煤氣回收量統(tǒng)計，每爐出鋼量 170 噸，回收荒煤氣的量約 34000M3，按鐵水碳含量 4.0%計算，則降低 0.10%個碳可產(chǎn)生 34000÷170÷4.0×0.1=5m3 煤氣

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益計算

鋼鐵料消耗成本分析：按鋼鐵料 1.25 元/kg 計算，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，出鋼碳降低 0.10%，可使鋼鐵料大約降低 2kg/噸鋼，可節(jié)省 1.25×2=2.50 元/噸。

終點溫度提高 20℃，LF 爐可以節(jié)省電能 10kW·h/噸鋼，按目前電價 0.54 元/kW·h計算，終點溫度的提高可節(jié)省：10×0.54=5.40 元/噸。

按 2 月份低碳增碳劑 3649.57 元/噸計算，增加 0.10%的碳所需低碳增碳劑的用量：

1.2kg/噸鋼，增加成本 3649.57×1.2÷1000=4.38 元/噸鋼。

降低 0.10%個碳可產(chǎn)生約 5m3 煤氣，產(chǎn)生效益 5×0.25=1.25 元/噸。

綜合效益：2.50+5.4+1.25-4.38=4.77 元/噸鋼，

由此可知適當降低出鋼碳含量所帶來的經(jīng)濟效益時非�？捎^的。

5.2 其他益處

適當降低終點出鋼碳還有以下好處：

利于穩(wěn)定操作，爐與爐之間出鋼碳平穩(wěn)，利于生產(chǎn)穩(wěn)定順行。

利于提高進精煉成份內(nèi)控命中率。

利于爐況維護，適當降低出鋼碳含量后，終點渣料不至于結坨，良好流動性的爐渣可保證爐底不大起大落，降低了后續(xù)冶煉其他鋼種時“返碳”的操作難度。

6 結論

結合宣鋼生產(chǎn)實際，在冶煉高碳鋼時將出鋼碳含量由以前的要求大于等于 0.30%適當降低至 0.20-0.30%之后，可帶來如下結果：（1）終渣爐渣結坨的現(xiàn)象可以避免，減少了過粘的爐渣裹鋼現(xiàn)象，可使鋼鐵料消耗在一定程度上得到降低。（2）可適當提高轉爐出鋼溫度，LF 節(jié)省電能。（3）可在一定程度上提高轉爐煤氣回收量。（4）利于爐況維護。

參考文獻

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