转炉留渣法炼钢技术研究及推广意义

李勇 李春雷 胡克（宝钢湛江钢铁有限公司，广东 湛江524000）

0 引言

转炉炼钢技术在近20 年间科技创新成绩显著，国内炼钢界对复吹转炉炼钢工艺的改进也在不断跟进和自我发展中，从复吹转炉低吹元件一次性寿命与溅渣护炉的转炉炉龄同步技术，到复吹转炉冶炼技术在钢铁生产流程中应具备的功能和作用进行了深入研究[1]。在当前钢铁形势下，简单，高效，低成本，改善钢材质量的的技术途径显得尤为迫切，而转炉炼钢留渣技术就是值得研究和推广的一项炼钢技术。根据文献记载，最早原苏联亚速夫钢厂平炉冶炼采用留渣操作，基于此，苏联专家菲力奇肯建议上海钢铁公司在侧吹碱性转炉上采用留渣操作，薛宜达等人进行了实验[2]。我们国内钢厂，如唐钢、鞍钢、梅钢、湛江钢铁等均在顶底复吹转炉上，进行了留渣工业试验，取得了一定的成果和经验。然而由于作业安全因素得不到保证，在兑铁和吹炼过程中出现喷溅，因此留渣操作推广过程中遇到一定阻力。

1 转炉炼钢留渣技术原理以及特点

转炉留渣法技术原理：将上一炉2/3 的终渣留在炉内溅渣护炉后，作为下一炉钢初期渣，利用其高温，高碱度，高T.Fe 以及含有MgO 的碱性渣特点促进石灰轻烧快速熔化成渣和前期脱磷，从而降低石灰和轻烧消耗，提高钢水收得率。转炉留渣法技术能够极大的减少造渣剂石灰和轻烧的使用量，从而降低生产成本，生产实践表明，对于P含量在150ppm及以上的钢种，实际效果更为明显。因此，转炉留渣法的应用特点有三个：其一，充分利用留渣的热量，减少转炉内部的热量损失，提高前起化渣效率；其二，炉渣自身具有的碱性，成渣快，提高前期脱磷效率，保证钢水成份合格；其三，根据以上炉渣特性，降低辅料的投入和使用，减少实际生产成本。

2 转炉留渣中技术参数控制要点

对于实际生产过程而言，不仅要做好基础设备与资源保障，更要实际确保生产过程当中的技术参数。技术参数是主要的影响因素。具体而言，对于转炉留渣法的技术参数控制要点分为：留渣量大小、留渣次数以及留渣安全性等。

2.1 留渣量大小

在实际炼钢生产过程当中，尽管使用转炉留渣法能够实现高效率、低成本的生产，但实际上若是对于留渣量的控制不得当，也会造成生产异常。一是对于留渣量过大的问题，尽管过程当中能够实现脱磷，但由于留渣量过大导致脱磷期间炉渣的碱度提升，并且粘度增大，最终造成钢铁料的消耗量增多；二是若是留渣量过少，溅渣护炉效果下降，无法发挥留渣作用，反而造成异常发生。从而实际生产过程中根据炉渣中的CaO 平衡估算进行准确控制。以此经过分析和计算，确定最终的留渣量大小。

2.2 留渣比例和连续次数

在实际作业过程中，由于溅渣护炉的技术对渣量要求较为严格，留渣比例过高以及留渣量管控不当造成炉况异常波动，增加了生产安全风险和炉况维护成本，目前湛江钢铁炼钢厂留渣比例控制在60%。另外，连续多炉次的留渣，炉渣循环利用，同时渣中的有害无知势必会积累，如渣中P2O5 含量超过饱和值时，继续留渣，将无法其前期脱磷的效果，则会对于实际生产钢水的成份和纯净度造成较大影响。因此实际的留渣比例和次数要根据实际渣的使用循环次数和渣容量变化等多方面因素共同考虑。

2.3 留渣安全性

从留渣技术开始出现，未推广的最重要的原因就是其存在一定的安全隐患。采取留渣后，进废钢后，兑入铁水，由于炉渣中含有15%～20%的FeO，与铁水中碳反应，会在瞬间产生大量的气体，夹带铁水、炉渣，造成喷溅事故，所以这样的过程和现象就极易造成安全事故。牛兴明[6]、郭传杰[7]、王宝奇[8]、王德勇[9]等人从原理上分析喷溅的主要反应是

从热力学和动力学两方面研究分析了留渣操作的产生安全隐患的影响因素，提出控制炉渣温度和控制炉渣粘度（炉渣FeO 浓度）是安全留渣的前提，同时指出控制铁水入炉速度是控制喷溅的重要环节。

3 转炉留渣法炼钢技术的优化以及推广意义

尽管现阶段转炉留渣法炼钢技术得到了更加广泛的应用，也通过对实际应用的分析，了解到其技术和方法具有的先进效果。但整体上仍存在不完善之处，以此为了达到更好的炼钢效果，充分发挥转炉留渣法的有效作用和技术效果，就切实需要对其工艺和操作方式进行优化与改进。

3.1 提升前期脱磷效率以及安全性

尽管将前期温度进行稳定控制，并尽量延长供氧时间和多留渣，对于提升前期脱磷效率有很好的帮助，但经过实际研究和分析发现，其过程中影响脱磷效果的因素主要在于碱度和渣量。从而基于此，需要对过程和技术进行优化与调整。其一，采用留渣双渣法，提高前期开吹流量，有效延长一次倒渣时间在2min左右，适当的增加留渣量或留整炉渣；其二，严重拉后吹炉次禁止留渣法作业，防止渣中FeO 太多导致喷溅（规定停吹游离氧≥900ppm 或者350t 转炉留渣法冶炼技术研究及实践停吹碳≤0.03%的炉次，禁止留渣法作业），从而调整合适的留渣量。

3.2 稳定留渣量

留渣量的稳定与否也会实际影响到冶炼效果，因此在生产过程当中需要相关工作人员根据实际生产冶炼情况，倒渣过程中全程跟踪观察，结合倒渣的角度，炉内渣线来判断留渣量，从而确保炉内的留渣能够稳定。与此同时，留渣过程中会存在炉渣发泡，渣子稀等情况，从而此时可以氮气溅渣1min，降低渣温和稠化，控制问题的发生。进而能够实现稳定的生产和实现渣量的稳定控制。

3.3 转炉留渣法炼钢技术推广意义

从实际生产和技术发展过程来看，这种技术具有较为稳定应用前景，并且借助实际应用实践可以看出，在生产效率和质量以及减少生产成本方面，转炉留渣法都能够体现出较好的特性。如今国内外在此法基础上创新了更多新工艺和新技术，如留渣双渣法炼钢技术等研究和运用。所以可见，其方法和技术的推广以及深入应用，不仅在世界领域内能够产生较大的影响，也更对于我国作为一个生产制造大国，能够起到很好的技术创新作用与发展带动作用。

4 结语

转炉留渣法炼钢技术的普及和推广以及具体应用，为世界冶炼技术发展做出了极大的贡献，并且随着全世界工业发展的速度越来越快，这种技术的实际应用价值也好会越来越明显。以此在明确技术应用方法和工艺的基础上，做好对技术的创新与完善，将会进一步提升技术应用价值。