提高转炉终点碳含量生产实践

赵月生（天津天铁冶金集团崇利制钢有限公司，河北涉县056404）



提高转炉终点碳含量生产实践

赵月生
（天津天铁冶金集团崇利制钢有限公司，河北涉县056404）

［摘要］为降低炼钢过程成本，在已有铁水条件、工艺配置以及操作水平下，研究出一种提高转炉终点碳含量的生产工艺。生产实践表明，该工艺使钢铁料耗、合金及耐材消耗等明显降低，钢中夹渣物含量减少，提高了产品质量，取得了较好的经济效益。

［关键词］转炉；终点碳含量；工艺

1　引言

天铁集团崇利制钢有限公司现有35 t转两座，3机3流小方坯连铸机3台，主要钢种为HRB400、HRB400E、HRB500、HRB500E及其它低合金钢。为降低炼钢过程成本，通过对现有原料条件、工艺配置和操作水平进行分析，决定提高转炉终点碳含量，以便降低钢铁料、合金以及耐材消耗、减少钢中夹渣物含量，并对提高产品质量具有明显效果。2013年5月份以前，转炉终点碳控制方式为“一拉到底”的操作模式，终点碳含量控制在0.04％～0.08％，虽然钢坯成品成分相对稳定，但钢铁料耗、合金消耗居高不下，导致钢坯轧制成材后成本较周边企业偏高70～80元/吨材。从目前生产的钢种、合金消耗和产品质量上看，提高终点碳含量适合公司的生产实际和经济效益要求。特别是在当前钢铁企业竞争激烈，为达到降本提质，谋求最高效益的形势下，提高终点碳含量攻关是一项的重要工艺举措。

2　方案确定

2.1可行性分析

提高转炉终点碳含量后，钢中氧含量大幅降低（目前转炉终点C-O积波动范围为0.002 6～0.003 2），与之成正比关系的钢渣中∑（FeO含量降低，根据磷的分配系数Lp=C/（FeO）5（CaO）4，将会造成终点磷含量的上升。提高转炉脱磷能力是终点碳提高后需要解决的一项关键操作内容。

（1）铁水成分统计分析见表1，统计时间为2012-01—2013-04。

表1　改造前铁水成份统计表　/％

由表1可知，目前铁水磷含量较低，对提高终点碳非常有利；项目实施前成品磷含量平均为0.027％，上限要求小于0.045％，富余量较大。铁水Si、S虽然波动较大，Si低和S高出现的几率较小，可以根据铁水条件选择性进行高拉碳操作。

（2）目前使用白灰全部为活性白灰，由天铁集团石矿分厂供应，活性度高和块度适中，有利于前期快速成渣。

（3）转炉平台配备CS仪、直读光谱各1台，可以对终点C、S、P进行快速分析。在控制白灰消耗的同时，可以为生产提供准确的终点数据，防止非正常炉次化学成分出格。

（4）随着生产节奏的加快，出钢温度下降5～10℃，平均出钢温度（HRB400）为1 687℃，有利于提高终点碳后磷的控制。

（5）职工操作水平逐步提升，已具备过程温度、炉渣合理控制以及终点准确判断的水平，对提高终点碳创造了有力的基础条件。

分析以上条件，认为提高终点碳具有可行性。2.2实施方案的确定

（1）终点拉碳目标要求0.09％～0.13％，考虑到生产节奏，采取一次拉法，循序渐进，总结经验逐步提高。终点碳一是取饼样观察判断，并结合光谱或CS仪分析，铁水磷波动时同时对磷进行化验分析。

（2）适合提高终点碳的铁水条件：Si≥0..35％，Mn≤0.35％，P≤0.110％，S≤0.050％。为保证终点成分一次符合出钢要求和终渣符合溅渣条件，减少补吹，对不符合要求的铁水仍采取一拉到底的操作方法。

（3）合理配比废钢，以铁矿石作为冷料进行温度调节，并作为化渣剂调整炉渣的流动性。

（4）枪位控控制要保证前期早化渣、化好渣，中期控制返干，后期炉渣化透，过程均匀升温，终点降枪拉碳不小于30 s。

（5）制订激励政策，引导操作工提高终点碳的积极性，并在实践中不断摸索总结，使一次倒炉终点碳相对稳定。

3　实施效果及存在问题

通过对终点C≤0.08％和≥0.09％各50个炉次同期冶炼条件下终点磷进行对比，以及渣样FeO含量进行比较，结果见表2。

表2　改造前后终点成分对比　/％

由表2改造前后终点成分对比可看出，终点碳提高后炉渣氧化性降低，（FeO）含量降低2.89％，渣中铁的损失减少；终点磷有上升趋势，但在可控范围之内（出钢要求≤0.030％）；由于终点碳的提高和渣中（FeO）含量的降低，渣中（MnO）被还原，余锰略有升高（0.013％）。

按钢液中C-O积的关系计算，提高终点碳后钢中自由氧含量大幅降低，当C≥0.09％时，氧含量低于350×10-6。由于终点碳提高，钢液、钢渣氧化性降低，脱氧剂（SiC增碳脱氧）使用量减少，合金吸收率提高，节约了合金用量。最好月份终点平均0.123％，65％SiC消耗由原来5 kg/t钢下降到2.7 kg/t钢，合金消耗下降0.47 kg。

由于钢渣氧化性降低，粘度提高，溅渣护炉效果明显提高。为保证炉渣合适的粘度，MgO含量由原8％～10％，下调至6％～8％，白云石用量下降约4 kg/t钢。同时补炉耐材消耗也有不同程度下降。

钢水氧性降低，脱氧产生的夹渣物减少，钢水流动性明显提高，钢材塑性得到改善，因夹渣物含量高，冷弯裂纹、脆断现象近年来几乎没有发生。

4　结束语

从总体看，在现有铁水条件、工艺配置以及操作水平符合提高终点碳工艺操作。实施提高终点碳工艺攻关后，钢铁料耗、合金消耗等明显降低，取得较好的经济效益，适应现在企业形势下小投入大产出的要求。

参考文献

［1］张承武.炼钢学［M］.北京：冶金工业出版社，2003：94-103.

［2］李荣，史学红.转炉炼钢操作与控制［M］.北京：冶金工业出版社，2012.

Production Practice of Increasing End-point Carbon Content at Converter

ZHAO Yue-sheng
（Chongli Steel-making Co.，Ltd.，Tianjin Tiantie Metallurgical Group，She County，Hebei Province，China 056404）

AbstractIn order to lower the cost of steel-making process，a production process of increasing endpoint carbon content at converter was developed under the existed hot metal conditions，process configuration and operating level. Production practice showed that this process remarkably reduced the comsumption of steel material，alloy and refractory and inclusions in the steel and improved product quality. Good economic effect was achieved.

Key wordsconverter；end-point carbon content；process

doi：10.3969/j.issn.1006-110X.2016.03.002

收稿日期：2016- 02- 08修回日期：2016- 02- 25

作者简介：赵月生（1970—），男，工程师、副总经济师，主要从事冶金企业管理、工艺质量管理工作。