转炉半钢炼钢提高废钢比的工艺研究与应用

代海军

（酒钢集团榆中钢铁有限责任公司，甘肃 兰州 730104）

随着我国经济的蓬勃发展，国家的建设对矿产资源的需求量越来越大，通过多年的工作经验积累，我国的矿产开发和使用效率也不断提高，通过先进的提炼技术，为我国许多行业的发展提供了金属原件的材料。其中的钢材制品是我国需求量最大的矿产制品，钢材也是我国目前金属交易市场的主体，多年的钢材生产给行业增加了竞争的压力，许多企业出现了供大于求的生产局面。导致企业不能很好的适应市场变化而面临倒闭的风险，面对这样的钢材市场，很多企业选择改进炼钢技术，降低炼钢成本，提高钢材质量的方法来支撑企业发展。转炉半钢炼钢技术就是在这样的社会背景下产生的新技术。

1 转炉半钢炼钢技术的特点

1.1 节约炼钢热源

我国传统的冶炼模式中，铁水的原料浪费严重，而半钢中的金属发热元素损坏率较高，通过转炉半钢模式的应用，可以通过化学反应热减少20%铁水的使用。

1.2 炼钢化渣困难

在我国传统的冶炼模式中，炉中的冶炼渣含有很多二氧化硅、氧化费、氧化锰和氧化铁等物质，降低了炉渣的熔点。在转炉半钢冶炼模式中，炉渣的成分为氧化铁和氧化钙，构成比较单一，会提高炉渣的熔点，提高了冶炼中炉渣的转化效率。

1.3 减少炉渣

转炉半钢冶炼技术铁的含水量非常少，所以有效的降低了转炉冶炼设备的工作负担，减少了转炉半钢冶炼技术中废渣的排放，同时也提高了转炉冶炼的钢材质量。

2 转炉半钢炼钢模式中改善废钢比的措施

2.1 温度补偿措施

在前文中提到的半钢冶炼技术中，因为对硅、锰、碳等发热元素的消耗和损坏较高，所以导致炼钢所需的热量增加。而在转炉半钢冶炼模式中，可以有效减少半钢钢包的温度，是补偿温度的有效方式。例如在我国的知名钢材企业中，通过转炉半钢冶炼模式，采用了轻质铝砖砌筑半钢钢包材质，很大程度减少了温度降低。详细数据是每分钟温度降低幅度减少了近40%，在转炉半钢技术中，还用到了复合吹炼双流道氧枪热量补偿技术，也能够有效的解决温度减少的问题。复合吹炼双流道氧枪热量补偿技术还可以提高脱硫效果、降低材料的消耗、减少冶炼的时间等特点，温度可以补偿近30℃。在如何提高废钢比的问题中，可以通过添加煤、焦丁等材料实现，可以有效的提高废钢比。

2.2 改善化渣条件技术

在转炉半钢冶炼技术中的锰元素和硅元素含量因为氧化的反应降低，降低了化渣的效果，我国冶炼行业也在不断的探索新的化渣技术。近年来用到最多的是中坚窑石灰和活性石灰是最普遍的化渣助溶材料，质量比可见表1。

表1 竖窑石灰以及活性石灰的质量对比情况

在我国的转炉半钢冶炼模式中，化渣一直是一个难点，目前普遍使用的化渣技术是多组元造渣工艺，这种化渣技术可以有效的改善钢铁行业的化渣情况。多组元造渣技术是指用辉绿岩、玄武石、安山岩、石英沙、煤干岩等物质作为助溶剂，用普通模式炼钢的砖块、黏土或者萤石作为助溶剂，通过多组元技术有效解决了钢材冶炼中的化渣问题。根据实际统计结果显示，石英沙、辉绿岩、玄武岩、煤干岩、安山岩等物质作为助溶剂，并采用转炉半钢冶炼技术，对于产生的铁水成渣时间减少了2min，其中的化渣成分硅酸三钙提高了20%，减少了游离氧化钙的含量，通过调查发现，这种技术可以减少钢铁冶炼中的渣量，进而减少对环境的污染，提高钢铁的质量。

3 转炉半钢炼钢提高废钢比的工艺案例

以下是根据某钢铁公司的转炉半钢技术进行总结分析，研究在该技术中如何提高废钢比的工艺。

3.1 某钢铁公司利用转炉半钢技术废钢比的情况

首先是对该公司在传统模式中的废钢比进行调查，该公司具体的转炉半钢工模式采用双联工艺，使用体钒予对钢水进行处理，因此会将钛、锰、硅等元素氧化，转炉半钢热量出现不足的现象，所以降低了废钢加入的比例，对炼钢的整体废钢指数造成影响，调查显示，转炉半钢工艺中的废钢比例为8%左右，但是铁水原料的损耗达到了1023kg/t。

3.2 转炉半钢炼钢模式下废钢比研究

该公司基于对材料的需求综合考虑，在转炉半钢冶炼技术中，如果要提高废钢比，就需要保证炉中铁元素的含量和炉的温度，在该工艺中通过增加废钢用量减少铁水用量；基于该工艺对热量的需求，在增加废钢用量的同时，需要通过其他热源补充炉内的温度，从而达到该工艺的技术指标，发挥该工艺在钢铁冶炼中的技术优势，减少污染，提高钢材的质量。

3.3 转炉半钢冶炼模式的热量补偿测试

通过该公司的转炉半钢冶炼模式下的热量补偿实验，可以验证焦丁在转炉半钢冶炼模式中对热量的补偿作用，在相同的转炉中加入焦丁1.3T，通过25组实验，并对其中有实验意义的10组进行数据分析和结果比对。

4 实验结果

该公司在转炉半钢炼钢模式下的热量补偿实验结果如表2、表3所示。

表2 半钢成分与温度对应表

表3 终点技术指标对比

通过以上实验，利用焦丁作为转炉半钢冶炼模式的热力补充燃料，有效的提高废钢比，降低对石灰和水的消耗，进而减少冶炼投入的成本。

5 结语

通过对转炉半钢技术的分析和实践，可以看出该项技术可以有效提高废钢比，减少对资源的浪费，同时也减少废物的排放，转炉半钢技术不但提高了工作效率，提高了工作质量，也为今后技术的升级提供可参考的依据。通过不断的技术总结分析，成为我国冶金行业的宝贵财富，通过对转炉半钢冶金技术的分析，可以发现我国的钢铁行业正在由粗犷的开发，转变为精细化作业，为我国的可持续发展提高了宝贵的技术支持。