120吨转炉低铁耗冶炼生产实践

袁仕兵，杨创煌，吕康建

（九江萍钢钢铁有限公司，江西 九江 332500）

关键字：转炉；低铁耗；废钢比

资源节约、绿色环保的发展道路是目前钢铁企业的发展方向，同时也是国家推进经济结构调整、转变发展方式的必由之路。废钢属于一种可循环再生、环保的资源，并且废钢产量逐年增加，因此，提高转炉废钢比是国内外企业发展的必由之路。国外一般采用提高铁水温度，废钢预热等方式补偿铁水消耗减少造成的热量减少[1]，九江炼钢厂借鉴文献方法采用铁水包加废钢[2]、全废钢冶炼等方式，提高废钢利用率，降低吨钢铁水消耗量，在节能环保的同时充分做到提产增效。

本文主要对九钢低铁耗炼钢过程中铁水罐中加废钢、运输过程中铁水的热量损失、全废钢冶炼等几方面进行分析，从而得出低铁耗炼钢相应的措施，确保低铁耗炼钢顺利实施。

1 转炉热平衡

全连铸生产钢水必须具备稳定而合适的温度，因此低铁耗炼钢过程中必须以保证转炉热平衡为前提，转炉热量收支主要有以下几方面：Q总=Q钢水+Q铁水+Q废钢+Q辅料+Q其他

其中：Q总—转炉总热量；Q钢水—钢水热量；Q铁水—铁水物理热与化学热；Q废钢—废钢吸收热量；Q辅料—辅料吸收热量；Q其他—其他部分热量主要包括烟气、喷溅损失等。

低铁耗炼钢过程中，冶炼操作方式不变，Q辅料与Q其他等热量基本保持不变，因此，主要通过调节Q铁、Q废钢与Q钢水来实现转炉热平衡的稳定性。表1为理论与实际计算废钢比比较，根据热平衡理论计算值可以看出理论废钢比远高于实际废钢比，增加废钢用量是可行的。而从低铁耗炼钢后的理论实际值比较可以看出，采用此废钢铁水配比热平衡偏低，需要配合提高Q铁水和降低Q钢水才能够实现。

表1 低铁耗炼钢前与设定低铁耗炼钢后冶炼条件下废钢比

Q铁水热量来源主要包括铁水的物理热与化学热[3]，在铁水成分波动不大情况下，铁水化学热基本保持不变，提高铁水物理热利用率成为提高Q铁水的主要手段，铁水物理热的利用率也成为转炉冶炼能否稳定顺行的关键因素[4]。降低Q钢水主要手段则是缩短生产周期与钢水保温工作，此方面能够快速见效，因此本文不进行探讨。本文对低铁耗炼钢研究主要从铁水与废钢两方面共同着手，在保证转炉顺行的情况下提高降低铁水消耗。

2 铁水罐加废钢

在铁水热量有富余情况下，九钢通过向铁水罐内加入清洁废钢预热，再进行出铁操作，通过废钢熔化吸收部分铁水物理热，增加铁水量，从而提高废钢比和钢产量。图1为铁水罐内加废钢前后转炉入炉铁水温度对比，从图中可以看出，铁水罐内加废钢后转炉铁水入炉温度整体出现下降，铁水温度平均值由1368℃下降至1318℃。

图1 铁水罐加废钢前后铁水温度分布

图2 、图3为铁水罐内加废钢前后转炉终点温度及终点碳分布图，从图2中可以看出加废钢后转炉热量明显下降，终点温度小于1630℃炉次增加明显，易造成转炉拉后吹，对转炉炉况及钢铁料消耗等造成不良影响。从图3中可以看出铁水罐内加废钢后终点碳小于0.08%炉次也同样增加，同样证明了铁水罐加废钢后易出现热平衡偏低情况。

图2 铁水罐内加废钢前后转炉终点温度分布

图3 铁水罐内加废钢前后转炉终点碳分布

3 铁水热量损失及措施

图4为某段时间内九钢高炉出铁温度分布图，从图中可以看出高炉出铁温度基本上控制在1460℃-1505℃之间，平均为1493.6℃，波动范围为45℃，铁水温度较集中，说明高炉出铁的温度较为稳定。

图4 高炉出铁温度

同一时间内九钢转炉入炉铁水温度则分布在1250℃-1380℃之间，如图5所示，波动范围在130℃，较高炉出铁铁水温度波动范围增加了85℃，转炉入炉铁水温度波动较大，给转炉冶炼操作带来极大的难度，并且铁水入炉平均温度为1318℃，转炉入炉铁水温度偏低不利于铁水罐加废钢。

图5 采取保温措施前转炉入炉铁水温度

九钢主要采取以下措施减少铁水物理热的损失，确保铁水罐内加废钢后铁水物理热满足转炉炼钢要求[5]：①根据铁水量确定当前铁水罐使用量，确保每罐铁水运输周期接近且周期不过长，减少铁水运输过程散热和铁水罐空冷导致的吸热；②高炉出铁后铁水罐内保温剂均为2包，规范操作，减少由于保温剂不足造成的热辐射损失；③高炉按照铁水罐的空罐时间先后出铁，转炉则按照先到先用的原则，缩短铁水罐的运行周期，减少热量损失。

4 低铁耗炼钢实践效果

从图6可以看出，通过提高铁水物理热利用率、铁水罐加废钢、全废钢冶炼等几项措施后，转炉终点碳从整体上有了明显提升，终点碳0.08%-0.15%间炉次较未采用低铁耗炼钢前增加了7.86%，而转炉终点温度则变化不大。

图6 采用铁水罐加废钢、废钢槽改造后的转炉终点与未实行低铁耗炼钢前比较

通过尝试后，九钢低铁耗炼钢采用全废钢+铁水罐加废钢相结合的方式进行。从图7中可以看出，通过采取低铁耗炼钢后，铁水带入碳含量明显下降，九钢120吨转炉供氧时间整体上呈下降趋势，平均炉钢供氧时间降低17s，配合连铸提拉速等措施，生产节奏得到了很大的提高。

图7 采用低铁耗炼钢前后九钢120吨转炉供氧时间变化

通过低铁耗炼钢的各项措施，九钢120吨转炉吨钢铁水消耗从850kg/t下降至820kg/t。通过降低铁耗，最大限度的利用有限铁水提高炼钢产能。

5 结论

通过铁水保温措施，九钢120吨转炉入炉铁水温度提高了9℃。采用废钢电磁吸盘、废钢槽改造，转炉入炉废钢总量得以确保，与铁水罐加废钢相配合，九钢吨钢铁水消耗由850kg/t下降830kg/t，废钢比达到设定目标值。