邯钢三炼钢厂复吹转炉加配提温剂实践

贺亚龙， 关会远， 樊文育

（河钢集团邯钢公司三炼钢厂， 河北 邯郸 056015）

受环保限产影响，（河钢集团邯钢公司全文简称邯钢）铁水产出受到限制，铁水产量降低40%左右，钢后系统增产受到关注。增加废钢配吃，降低铁水消耗成为增钢的手段。热平衡作为转炉炼钢的重要理论基础，它代表了炼钢过程中的热量来源和支出之间的平衡关系。废钢比增加，造成炼钢过程中热量支出增多，铁水比降低，减少了热量来源。于是转炉通过增加提温剂焦炭来弥补冶炼过程热量不足的现象

1 生产现状

邯钢三炼钢厂目前有顶底复吹转炉4座，受环保限产影响，转炉冶炼按照“四吹二”吹炼模式进行组织生产。当前铁水供应方式主要按照“一罐到底”工艺执行，装入量保证在（126±2）t。平均铁水温度在1 310℃左右。铁水成分相对比较稳定（见表1）。

表1 铁水平均成分 %

当前转炉冶炼使用的散装材料主要是石灰、轻烧白云石、，烧结矿、焦炭，化学成分相对比较稳定。成分见表2、表3、表4。

表2 石灰化学成分

表3 轻烧白云石化学成分

表4 焦炭成分 %

2 提温剂发热机理及用量

2.1 焦炭提温剂增加热量的机理

炼钢熔池反应是在氧化性气氛下进行的，加入焦炭后，焦炭与熔池中的氧气发生化学反应，产生热效应[1]。

熔池中90%的碳氧化生成CO，10%的碳氧化生成CO2。焦炭参与化学反应生成热量，为熔池提温，弥补废钢加入量大造成的热量不平衡问题。熔池碳反应放热值可参考表5[2]。

表5 碳反应热效应值

实践经验表明加入1 t焦炭可使熔池升温30～40℃[3]，说明冶炼中焦炭对熔池提温有明显的效果，可有效地弥补废钢增加带来的热量不平衡的现象。

2.2 焦炭加入量影响因素

炼钢过程中变量较多，铁水成分、铁水温度、铁水废钢配比、废钢组成、焦炭加入时机、留渣量等因素都会影响焦炭使用量。

1）铁水成分。铁水成分代表了铁水化学热的多少，化学热占热量收入的45%左右。铁水中的C、Si、Mn、P都是发热元素。高炉生产中，铁水中的C、Mn、P的含量波动不大，温度控制要特别注意铁水中的Si含量。

2）铁水温度代表了铁水的物理热，物理热占热量来源的52%左右。铁水温度高，可适当减少焦炭加入量。

3）铁水废钢比对焦炭使用量影响很大，铁水多、废钢少可减少焦炭使用量。但操作中应尽量将铁水加到合适的量，保证降低铁水消耗。

4）入炉废钢组成中如果铁块使用量大，可减少焦炭用量。压块比例高，可适当增加焦炭用量。

5）焦炭加入时机对热量增加影响很大，冶炼前期加入，焦炭有足够的时间燃烧，发出的热量多；中后期加入，由于燃烧时间短或来不及燃烧造成发热量降低。

6）留渣量的多少直接影响着发热及焦炭的用量。渣量少，吸收的热量就少，相对可降低焦炭用量

2.3 焦炭参考加入量及冶炼实践数据

焦炭加入量是一个变量，主要是根据废钢的加入量来调整入炉焦炭量，来达到降铁耗增钢的目的。吹炼过程中根据实际情况作出调整。焦炭参考加入量见表6。

表6 焦炭加入量

通过2017年四季度提温剂使用，以低碳钢冶炼为例，固定1号转炉作为数据收集源（数据经过删选，铁水成分、温度、渣料量、废钢组成基本接近）。分为加焦炭前和加焦炭后对熔池温度、铁水消耗、废钢量的影响。数据见表7和表8。

表7 加入焦炭前部分冶炼数据

表8 加入焦炭后部分冶炼数据

3 实践效果

1）通过操作实践，合理控制焦炭加入量，热量平衡能够达到冶炼要求，保证冶炼过程平稳顺行，减少了异常炉次的发生，钢水质量得到保证。

2）加入焦炭能够增加废钢用量，减少铁水消耗。废钢入炉量从之前的11.8%提高到现在的24.3%，铁水消耗从之前的988 kg/t降到870 kg/t左右，缓解了邯钢铁水不足的现象，同时增加了钢产量，提高了效益。

3）焦炭参与冶炼过程，由于氧气要与焦炭发生反应，使吹炼时间增加，平均增加吹炼时间在173 s左右，延长了冶炼周期。

4）焦炭加入后使得钢水中的硫含量有所增加。由于后续钢水经过精炼处理，对钢水质量基本没有影响。

5）由于焦炭加入导致吹炼过程溢渣严重，终点倒炉炉渣比较泡，大大延长了辅助时间，冶炼周期延长，降低了生产效率。这一点在生产实践中还要进一步总结经验，降低加入焦炭后的不良影响。

4 结语

邯钢三炼钢厂通过在转炉冶炼中加入焦炭提温剂，有针对性的对影响废钢加入量的因素进行优化，优化过程冶炼操作，使得铁耗降到了比较低的水平，在不增加铁水的情况下，钢产量增加，带来很大的经济效益。生产实践表明，加入焦炭提温剂对降铁耗是可行的。