现代冶金企业中炼钢工艺参数的优化

王宝胜

唐山渤海冶金设备有限责任公司 河北省唐山市 063000

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。随着近代冶金的不断发展，目前我国国内的很多大型钢铁企业的炼钢精炼技术有了突飞猛进的发展，工艺参数也得到了进一步的优化。但是，仍有一些大型钢铁企业由于炼钢工艺落后，影响了精炼的正常发展，使得连铸的达产率较低，炼钢工艺技术离市场的高附加值、高档次产品的要求越来越远。现就较为普遍的优化炼钢工艺问题以及进一步优化产品结构、增强企业活力、提高竞争能力，从而顺应市场需求的问题进行探讨。本文就现代冶金企业中炼钢工艺参数的优化展开探讨。

关键词：:转炉；　炼钢　；工艺优化；　实践

引言

我国是传统的冶炼大国，冶金技术发展历史悠久。是全球钢铁冶炼第一大国，国内粗钢产能超过全球总量的一半。当前我国的粗钢生产的主要的方式仍以转炉生产为主，转炉生产工艺不仅生产效率高，同时对钢材产品的质量把控也具有较大的优势。不过随着炼钢工艺的不断开发应用，新的工艺技术不断被应用到转炉炼钢过程中，优化了当前转炉炼钢工艺。转炉炼钢工艺的不断进步，促进了转炉炼钢的发展进步，实现了产品成本的降低，产品质量的提升，降低了资源的消耗，促进了企业竞争力的提升。

1炉料结构优化思路

目前，我们经常使用的转炉金属炉料包括高炉铁水、社会废钢、自产废钢、铁块(生铁)等。在生产中，我们主要进行系统优化的是炉料问题，当然，前提是尽可能地满足生产上的需要，同时也要不断地提高金属回收率这个硬性的指标，让炉料的配比尽可能地降到最低。炉料的金属回收率主要是指单位投入量能够炼出的合格钢水产量的比率。其影响因素有两个方面：第一，炉料本身的含铁量；第二，在冶炼过程中产生的各种损耗，包括炉渣带钢造成的铁耗、喷溅、烟尘损失以及原料中所夹杂的其它元素化学损失等。

2优化喷头参数

分析得出转炉吹炼工艺的主要问题是初期化渣不好，而想要解决该问题如前文所述，可通过优化喷头参数来实现。通过增加喷孔，便可大大提升氧射流对熔池搅拌能力的影响，从而减少化渣的形成。

3加大研发力度，提高品种质量

从钢铁产品的全生命周期考虑，提高钢材质量和加工性能，可直接降低以钢材为原料的下游产品在服役过程中的碳排放强度[8]。钢铁企业应进一步优化炼钢、精炼、连铸工艺，提高通用钢材产品的质量稳定性、可靠性和耐久性，加大海洋工程及高技术船舶、先进轨道交通、航空航天等领域用高端钢材的研发和产业化推进力度。重点关注钢水洁净度、宏观偏析、非金属夹杂物、窄成分控制等关键技术，超低氧特殊钢精炼工艺优化、RH精炼吹氧脱碳、二次燃烧、喷粉脱硫等技术，控制连铸二次氧化、中间包电磁冶金、厚板连铸凝固终点大压下、薄板坯连铸直轧等技术，等等。同时，钢铁企业向服务型制造企业转变，还须研发适应“个性化”制造的工艺技术，如变装入量转炉冶炼和炉外精炼、中间包热更换、规格不同铸坯同时连铸等。

4优化入炉料结构，合理使用好铁矿石

经过转炉冶炼的热平衡计算，同时考虑到当前生产实际的铁水满足条件以及其他原料使用情况，为了实现炉料比例优化条件，重新设计炉料的投入比例和装入方式，同时控制相关参数，最终实现单位原料消耗为：铁水864.59k/t，生铁块99.36kg/t，废钢103.56kg/t。经过生产数据测算，高炉铁水和生铁块的金属收得率可以达到93%和92%，废钢的金属收得率可以达到97%。根据当前市场铁水和废钢的价格进行物料设计，计算冶炼的物料平衡和热平衡，改善滤料结构。在冶炼过程中为了提高矿石的使用量，同时提高矿石的还原程度以及降低矿石加入的量对冶炼的影响，所以在实际生产中，转炉炼钢对矿石的加入工艺进行相关的改善。在上一炉吹炼后进行溅渣护炉和加入废钢后，根据铁水的成分条件将2/3的矿石加入炉中，然后再兑入铁水。与此同时，在兑入铁水的过程中，同时进行搅拌促进废钢和部分矿石还原反应。在达到一定的化渣要求以及保证减少喷溅的情况下，尽早将剩余的矿石均匀加入到转炉中，让矿石反应的时间和效果在可控范围之内。在吹炼的中期，应采用分批少量加入炉料，减少吹炼中期过度反应形成的喷溅，同时要避免在吹炼后期后期加入矿石，这样可以有效减少矿石加入过晚导致的融化还原反应效果差的问题，同时还降低了炉渣氧化性，降低对吹炼后期脱氧合金化的影响。加入转炉之前铁水要经过预处理，铁水要经过混铁炉进行均匀化过程，最终要根据铁水的温度以及成分制定加入转炉制度，主要根据铁水的温度以及铁水中S的含量，制定兑入铁水的次序。在混铁炉中，要保证铁水的成分均匀性以及铁水的温度，保证兑入转炉中的铁水物理热和化学热稳定。另外当铁水的成分波动范围较大时，根据冶炼钢种的不同需求，还要向钢水中兑入人工合金成分，控制钢水中元素成分和温度。

5优化冶炼工艺，减少炉渣铁耗和氧耗

1. 喷溅是在钢铁冶炼过程中导致铁损失的重要原因之一。为减少或消除喷溅，应采取以下3个方面的措施:（1）合理控制转炉的装入量，进一步提高转炉的熔炉比，使炉内有效工作容积得到保证，避免或降低喷溅。（2）改变造渣时间。在加入第2批造渣料前后，采用提前成渣的方法，前移泡沫渣的形成时间，有意地将泡沫渣的形成时间同脱碳时间错开。（3）使吹炼工艺进一步提高。进行吹炼前以大氧压的形式将枪位操作适度降低，有助于废钢的熔解。在到达脱碳高峰期前，硅氧化完毕之后，将供氧强度降低片刻，之后缓慢地恢复到正常水平。到了吹炼结束期，使用大氧压进行低枪位操作，加强熔池内部的搅拌速率，使得钢水温度和钢水成分均匀，在降低氧气消耗的同时，减少炉渣氧化性的产生。（二）强化终点的工艺控制，降低终点炉渣FeO含量。降低终点炉渣内FeO的含量，也是对工艺提出的要求之一。在日常生产过程中，适当降低枪位，提高氧压，将终点枪位由正常值适当调低100mm，于此同时将工作时的氧气压力由0.85MPa适当提高到0.90～0.95MPa，并且提高一次倒炉时的命中率，避免吹炼后期加矿石降温等不良措施，有效地降低铁耗。（3）减少渣量，实施少渣炼钢。为了使单炉产渣量降至最低，在炼钢过程中，对来料采取精选的做法，进一步加强对溅渣、留渣等操作的要求，加强对入炉原料的质量监管，尽量使用高品位的矿石和石灰，运用轻烧白云石造渣的方法，根据铁水、S、Si等含量迅速调整造渣料成分，在达到保证生产的前提下，降低石灰的消耗量。

结语

炼钢工艺是一个逐步优化、逐步完善的长久过程，优化炼钢参数和进行操作上的创新，一是为了节约成本开支，二是为了在生产水平上能有更高的创新。近年来，随着新炼钢技术的不断涌现，所有的钢铁的炼钢优化得到了很大的提升，使得产品也随之有了很快的攀升。

参考文献

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