纯铁电渣重熔的碳和硫控制

◎牛志峰 宋畅

（作者单位：一重国际发展有限公司）

在电渣重熔的实际工艺过程中，通过电渣熔融渣池，利用电流电阻热作为热源时，需要对重熔电渣的碳与硫进行有效控制，保证熔融渣池的温度、流动性、池内各项成分等保持在工艺要求的最佳状态。为对纯钢中的有害物质与非金属成分进行有效提出，需要规范工艺应用流程，利用钢-渣反应原理与高温气化反应，控制碳、硫成分，避免再氧化问题，提升钢锭致密性与表面光滑性，优化钢锭使用质量。

一、电渣重熔工艺流程中碳、硫控制面临的主要问题

目前，选择电渣重熔技术进行钢锭冶炼，由于设备配置简单、成本投入少等特点，应用范围较为广泛，但在工艺应用过程中，对环境污染影响程度高、电能消耗量大、渣料中杂质含量高等问题，需要生产单位在合理处理污染问题的同时，加强对钢锭中碳、硫含量的控制。

1.电渣重熔工艺中钢锭增碳的主要原因。

通过相关工艺试验发现，当提纯渣中检测的碳含量超出0.02%时，钢锭会出现增碳问题。根据传统钢锭生产工艺，提纯渣中的碳含量普遍超过0.07%，出现该种情况的主要原因在于纯渣中氧化铝粉含量过高。与此同时，若采用石墨电极熔化渣子，则会加重钢锭的增碳。另外还发现电渣钢锭增碳程度由下向上逐渐减轻。引发增碳问题的原因在于纯渣中的碳分子扩散到钢锭中。

2.电渣重熔工艺中脱硫效果不佳的主要原因。

提纯渣中杂质的含量是影响脱硫效果的直接因素。通常情况下，技术人员采用铁铝棒对纯渣进行冶炼，还原萤石中的SiO2还原，因此，如果成品中的若成品渣的SiO2含量超过3%，则脱硫工艺成效会受到影响。通过对返回渣研究分析，一旦提纯渣的具有不稳定性氧化物的含量超过20%，则不会产生脱硫效果，钢锭生产品质也相应降低。在电渣重熔工艺生产过程中，渣子的氧化性和碱度随各种冶炼条件的变化而发生变化，影响到脱硫效果，特别是渣子的氧化性升高时脱硫效果明显变差。杂质含量过高的成品渣会提升熔渣氧化率，引发活性元素、重熔金属、渣组成等方面的变化。

除此之外，在实际生产过程中，经调查现实，渣子氧化率提升的另一个原因在于电极坯表面留有部分氧化皮，同时，生产环境条件控制不稳定，电极表面锈蚀、氧化现象严重。随着重熔冶炼工艺进行，氧化物逐步深入到液渣中，提升了渣子的实际氧化性。大锭型双极串联工艺渣子的氧化性升高速度快，YT01 电极坯中含铝较低，不利于控制渣子的氧化性。

二、电渣重熔碳、硫控制工艺的优化对策

1.控制增碳的具体措施。

为有效解决电渣重熔中的增碳问题，应从电渣原料管理阶段，加强质量控制，规范工艺技术应用流程：首先，通过烘烤加工对提纯渣中的碳元素进行脱离，降低提纯渣中的碳含量（一般控制在0.02%以下）；然后，利用碳含量较低的钢材引锭板，利用电极进行化渣处理，尽可能避免采用石墨电极进行冶炼。

2.硫含量控制措施。

在电渣重熔脱硫处理的过程中，可以利用熔渣池的气温条件，实现熔渣脱硫、气化脱硫共同作用的目标，能够进行连续脱硫，在这一过程中，当熔渣碱度处于9-10 时，脱硫效果最佳。通常脱硫渣的碱度数值控制在5 以上。电渣冶炼的脱硫效果与自耗电极硫含量、渣池温度、提纯渣量、渣子碱度和氧化性有关。冶炼过程温度抑一直维持稳定，通常情况下，当液渣碱度大于5 时，脱硫效果较为理想。

（1）合理对渣系进行调整。

在生产过程中，为提升脱硫效率，可以选择三元提纯渣，结合提纯渣质量、技术与生产要求，对各组份的实际配比方案进行调整。由于原有的二元提纯渣成分中含有氧化铝粉、萤石，而三元提纯渣增加了生石灰（10%），并对氧化铝粉与萤石含量进行了调整，提升了渣子碱性，当碱性达到5 以上，渣子在高温环境下的粘度变化波动较小，可以提高脱硫效果。

（2）控制液渣氧化率。

对液渣氧化性能进行控制是有效提升脱硫效果的关键所在，在实际工艺应用过程中：一方面，应规范三元渣实际提纯操作流程，对渣中SiO2进行精细化把控，含量低于1%，严格控制提纯渣中不稳定氧化物；冶炼前渣中混入适量铝粉使冶炼前期渣子保持还原性；另一方面，应合理选择锭型进行实际生产，尽量选择较小锭型，从而增强电极填充比。此外，还应对电极坯进行酸洗或剥皮加工，在电极表面涂刷石灰糊。

3.技术改进成效。

通过对增碳、脱硫问题的具体分析，技术人员可以对钢锭增碳、脱硫效果不佳的问题进行预防与控制，对工艺技术进行针对性改进，自耗电极生产YT01 的实际硫含量降低大0.005%，碳含量降低到0.0018%。经相关实验分析研究表明：第一，提纯渣的整体碳含量高，是钢锭增碳的重要原因。提纯渣碱度低、不稳定氧化物含量高和冶炼过程中液渣氧化性升高，是导致纯铁电渣重熔脱硫率低的主要原因；第二，生产管理与技术人员应从原材料阶段加强质量控制，选择三元提纯渣，优化电渣重熔工艺技术的应用模式，进一步降低钢锭中的硫、碳等杂志的韩狼，提升纯铁冶炼的实际生产质效。

结语：现阶段，在纯铁电渣冶炼的过程中，发生增碳问题的主要原因在于工艺技术应用不规范、氧化铝粉含量高等原因，同时，纯渣的质量差或冶炼条件不标准也是影响电渣重熔钢锭脱硫效果的重要因素。相关生产单位应从源头把控电渣重熔生产质量，严格控制冶炼过程中纯渣的碳、硫含量，做好原材料检查，规范提纯渣与电渣重熔环节的技术应用，改进原有的提纯渣工艺，采用三元提纯工艺，进一步优化钢锭生产的整体质效。