转炉冶炼高碳钢的工艺分析

张瑞峰（本溪钢铁集团公司炼钢厂,辽宁　本溪　117000）

转炉冶炼高碳钢的工艺分析

张瑞峰
（本溪钢铁集团公司炼钢厂,辽宁本溪117000）

转炉炼钢为工业生产了大量的钢铁，其生产速度快，以铁水和废钢为主要工业原料，成本低，是目前使用最广泛的炼钢技术设备。高碳钢在冶炼过程中有去磷、留碳和升温等几个难题需要解决，导致其对工艺的要求高。转炉冶炼能够有效地保证高碳钢在冶炼过程中达到去磷，保留碳元素，减少废渣的产生等目的，从而炼出品质高的高碳钢。本文主要对转炉冶炼高碳钢的工艺进行分析。

转炉；高碳钢；工艺

0　引言

转炉炼钢是指在没有其他能源的参与下，依靠铁液自身的物理热能和铁液各组间发生化学反应产生的热量在转炉中完成炼钢的过程。高碳钢在转炉冶炼主要分为增碳和高拉补吹两中方法，两种方法都会存在不同的缺点，会给下个工序的进程发展带来阻碍。经过不断的经验总结和工艺的不断改良，得出“双控双调”的改良方案，并取得佳绩。

1　转炉冶炼高碳钢的操作流程与问题分析

1.1转炉冶炼高碳钢的的操作流程

转炉冶炼的操作流程主要包括装料、控制过程、终点控制增碳和脱氧合金化分析等多个流程。装料过程对铁水和废钢的比重都有一定的要求，提温剂的比重也要按照一定的比重添加，并于装料时一次性投入转炉中。在过程控制中加入适量比重的石灰来实现去磷减渣的目的，保证铁水不到处喷溅，不被返干，并在根据前期化渣温度，在终点进行补吹来决定一倒拉碳。终点控制以“高拉补吹”为主要方法，进行挡渣出钢，以控制好钢铁的厚薄程度。钢铁形成初期要依据火候情况加入适量的碳粉，调整合金的成分并对合金进行折算，以此来保证高碳钢的质量品质。

1.2转炉冶炼高碳钢的问题

在转炉冶炼高碳钢的过程中，高碳钢的磷和碳这两个重要元素往往难以实现均衡发展，不容易协调。采用吹炼法可以实现留碳的目的，但会产生大量废渣不利于去磷；而以磷为中心目标进行炼钢，又会导致碳的比重过低。转炉冶炼高碳钢对温度的要求也很高，碳作用时间短会导致温度过低。但当对钢水的温度进行升温时，碳的消耗量会跟着提升。也就是说，在转炉冶炼高碳钢中存在“碳温”不协调发展的问题。所以，转炉冶炼技术的主要目标就是在操作中协调“温度、碳和磷”三要素的均衡，提升工艺技术，提高工作效率，抬升高碳钢的质量品质。

2　工艺优化措施

2.1控制留渣量，确保去磷

冶炼高碳钢采用常规的拉碳枪位，有利于留碳，但是由于炉渣的流动性比较差，且氧化性不好，常常会影响去磷的效果，从而阻碍的高碳钢的生产效率。因此，只有在冶炼初期形成流动性好高碱度炉渣，才能保证降低终点控制的钢成品的磷含量，减少冶炼工序。控制留渣量有利于保证足够量的活性碱性炉渣，使炉渣具有较高的氧化性，从而提高化渣效果，使转炉脱磷效果更好。留渣量的控制必须依据前一炉出钢碳的含量和过氧化情况来确定，通过长时间的操作经验反应，留渣量的最好范围控制在2吨左右，对于过氧化的渣必须要采取坚决不能留的原则。

2.2调整供氧以及底吹气体的强度，促进去磷

在转炉冶炼高碳铁的过程中，常常会加入一定比重的石灰粉来促进磷的化学反应，出去磷的含量，但这往往会容易产生大量的游离氧化钙沉淀，形成新的废渣，影响化渣进程，这就需要大量的氧化铁来促进化渣效果。经过多次操作结果显示，加强供氧的强度，能够使氧气流股的喷溅换进发生改变，使其对熔池表面的冲击力降低，从而增加氧化铁的含量，促进化磷效果。底吹气体对废渣之间的合金含量和质量起到了促进传热和传热的作用，对高碳钢的冶炼过程有着不可取代的作用。因此，通过调整供氧以及底吹气体的强度，促进去磷。

2.3枪位控制

高碳钢的冶炼常常采用先低后高再低的冶炼原则，吹炼前期要快速形成碱性活性强的炉渣，提高脱磷的效率，增加氧化铁含量，要将枪位控制在1.5-1.8米，其时间要控制在1.5-2分钟，然后逐渐提升，从而为后期去磷工作奠定基础；冶炼中期为了保证炉渣不喷溅，不返干，枪位应该要控制在1.9-2.5米之间；在冶炼后期，为了防止发生还原反应，碳氧化以及降碳速度加速等现象的发生，枪位控制在1.9米，时间控制为1.5-2分钟之间，从而能够改善化渣不良，碳氧化和回磷等状况，提高冶炼效率。

2.4终点控制

在冶炼的各个流程中，原料的分量始终会有变化，从而给终点的温度、碳素等留下处理的空间余地，高碳钢往往采用1到2分钟的点吹时间来实现高拉碳的一次性补吹，从而把握好对碳的控制。碳的把握还需要对点吹速度进行控制，这可依据终渣的流动性来进行分析调控。粘性越高的终渣，其点吹速度必须越高，所以掌握好枪位也是重点控制的方向。取样过程的控制是终点控制的关键，取样样品成分不均，不具有代表性往往是导致改钢的主要原因，因此取样时必须要有深度，强化去磷的各个操作，尽量取熔池深处的样品，并且要取多取满。并且为了防止终点碳含量无法控制，氧化铁与碳发生化学反应，导致炉渣过多造成倒渣困难等现象的产生，在倒炉前要根据炉渣的质量情况，采用氧气流冲击熔炉表明，并加入铁矾土进行废渣压缩。冶炼终点，转炉的温度会大大降低，在等待样品实验结果也会耗费一定的热量，可以采用温度高的钢水罐进行保温，并采用挡渣设备进行挡渣去渣，保证彻底去磷，留碳和升温三者的协调。

3　结语

转炉冶炼高碳钢通过对留渣量控制、枪位控制、调整供氧以及底吹气体的强度和终点控制四个流程的工艺优化，保证了留渣量，杜绝过氧化渣的留存，实现了留碳有去磷的协调目标，及早地防止化渣不良和回磷现象的产生，从而使冶炼高碳钢的合格率得到大大的提升，促进了高碳钢工业的稳定发展。

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