炼钢降低系统温度的生产工艺优化实践

2019-04-26王启均

中国金属通报 2019年12期

李斌，王启均

（萍乡萍钢安源钢铁有限公司安源炼钢厂，江西萍乡 337000）

随着钢铁行业增产降耗的需求，各钢铁企业大力推进提高产能的工作，炼钢工序则通过强化生产、优化工艺、设备改进等手段来实现产钢最大化。利用提高废钢比，降低铁耗成为主要方式，而工序系统热量的挖掘成为该项工作的重要切入点。安源炼钢厂为进一步挖掘炼钢系统温度热量空间，以降低转炉出钢温度、降低温降值为主线开展工作，实现了低铁耗条件下生产的需要，取到明显效果。

1 工艺及装备条件

安源炼钢厂有三座60t氧气顶底复吹转炉，三台170mm2*170mm2的六机六流R8m弧形连铸机，如下图所示，铁水物理热在1260℃～1320℃（含铁水罐加废钢），铁水硅在0.43%左右，三座离线合金烘烤炉，两台在线钢包烘烤器，整体浇注料钢包，干式料快换水口中间包，钢种主要为HRB400（E）系列。

图1 安源炼钢厂连铸机示意图

2 炼钢系统温度现状

公司于2018年11月后实施钢筋新国标成分，在消化合金用量增加带来温度损失的基础上进一步降低铁耗，生产工艺上必须要实现系统温度新平衡。生产工艺优化前的温度现状见表1。

表1 炼钢系统温度情况（以2018年9月～10月为例）

不利的影响因素主要在三个方面：生产周期长，提高了温度；工作质量差，人为浪费了温度；工艺保温缺失，损失了温度。比如：生产周期长达24min，炉机节奏不匹配，出钢时间长达3min～4min，合金烘烤温度低，吹气强度大，钢包不能100%加盖，钢水全程保温措施不到位等等。

3 生产工艺优化控制方向

根据生产工艺的现状，明确了从两个方面进行控制：一是必须挖掘炼钢工序总温降值的降低，二是必须挖掘连铸钢水过热度的降低。二者的降低值决定了转炉出钢温度降低值，出钢温度的降低决定了能够支撑转炉热平衡的铁耗水平。系统温降挖潜环节为出钢温降（Δt1），吹气温降（Δt2），钢水在连铸温降（Δt3）。HRB400钢理论液相线温度约为1503℃左右，生产工艺优化前钢水过热度约为32℃，存在挖潜空间。

4 生产工艺优化控制措施

通过一系列的控制措施，今年以来钢水过热度降低约4℃～5℃，系统温降值降低约15℃，出钢温度由原先约1660℃降到目前约1640℃。

4.1 加快生产节奏，缩短冶炼周期

氧枪、转炉倾动电机、天车等设备按秒提速，生产组织减少间隙时间，提高转炉一次倒炉率，同时控制连铸钢水镇时，打击生产事故等措施，冶炼周期缩短约1.5min～2min，为连铸“低温快拉”，降低钢水过热度提供了的前提条件。

4.2 调控好转炉热平衡，优化转炉辅料结构，减少热量富余

（1）根据铁水条件、生产需要调整好铁水废钢的大热平衡，从源头控制给炉长的热量不能富余太多，终点温度按1620℃～1640℃控制，小热平衡调节由炉长控制留渣量、渣料、供氧等。

（2）优化转炉辅料结构。一是1月～4月试用了镁球（约4kg/t）替代部分轻烧白云石，减少了轻烧白云石在炉内吸热损失；二是推行少渣炼钢降辅料，今年1月～8月比去年减少石灰+轻烧白云石+石灰石+降温含铁材料共4.04kg/t。

4.3 降低并稳固各工序主要系统温降值

（1）增大出钢口套内径。由原来Φ165mm逐步调为Φ170mm、Φ175mm，出钢时间由3min～4min缩短到2min～3min，降低出钢温降约9℃～10℃，由于合金用量的增加，抵消了部分出钢温降，体现为出钢温降降低约5℃～6℃。

（2）抓好钢包全程吹气，控制吹气强度，改进钢包保温。出钢采取全程吹气约2min，到吹气站后硬吹2min后取样改软吹，软吹大小以钢水裸露面积＜500mm为准，不得靠延长吹气时间或吹气大小来降温。同时，在原来覆盖剂保温的基础上，增加了保温效果更好的碳化稻壳。优化后吹气温降降低约2℃～3℃。保温剂对钢液液面热损失的影响，见表2。