關(guān)會(huì)遠(yuǎn)， 賀亞龍
（河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠， 河北邯鄲056015）
摘要：鋼鐵行業(yè)利潤空間逐步縮小，鋼水窄成分有利于降低合金消耗也為鋼水二次精煉提供優(yōu)質(zhì)鋼水，加快冶煉節(jié)奏提供保障。
關(guān)鍵詞：窄成分；氧化性；吸收率
邯鄲鋼鐵集團(tuán)三煉鋼廠（以下簡稱三煉鋼廠）現(xiàn)有100 tLBE 轉(zhuǎn)爐4 座，承擔(dān)著邯鋼500 萬t 的年產(chǎn)能。從2010 年9 月以后由于一煉鋼拆除，每個(gè)煉鋼分廠都頂著巨大的產(chǎn)量壓力，如何加快冶煉節(jié)奏已經(jīng)成了一個(gè)不容忽視的問題。在保證產(chǎn)量的同時(shí)，更要顧及到成本的壓力，為此，三煉鋼廠相關(guān)人員積極挖潛增效，提出窄成分控制的概念。通過實(shí)踐摸索取得了較好的效果。
1 鋼水工藝流程
一般鋼種工藝流程：鐵水→轉(zhuǎn)爐→LF→連鑄。特殊鋼種工藝流程：鐵水→轉(zhuǎn)爐→LF→RH→連鑄（雙聯(lián)工藝）。
通過轉(zhuǎn)爐不斷優(yōu)化工藝，出鋼過程中，加強(qiáng)鋼水吹氬操作，促進(jìn)鋼水成分均勻，保證爐后鋼水成分具有代表性，提供優(yōu)質(zhì)鋼水到精煉工序。精煉處理過程中只需要進(jìn)行微調(diào)，不占用過長的精煉時(shí)間，便可進(jìn)行澆注。窄成分控制降低了精煉處理難度，縮短了鋼水精煉時(shí)間，生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)能得以提升[1]。
2 爐后部分鋼種窄成分控制要求
合金實(shí)行窄成分控制，錳的控制范圍規(guī)定精煉進(jìn)站第一個(gè)樣“判定下限-7 到判定下限”為命中，鈮和釩的控制范圍為成品樣“判定下限到內(nèi)控下限+3”為命中，精煉取樣后再按照精煉窄成分控制要求進(jìn)行合金微調(diào)（見表1）。
3 窄成分在實(shí)踐過程中所出現(xiàn)的問題
3.1 裝入制度對(duì)鋼水窄成分控制的影響
裝入制度決定操作穩(wěn)定、鋼水質(zhì)量及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。要想達(dá)到好的鋼水質(zhì)量，穩(wěn)定裝入量是轉(zhuǎn)爐冶煉一項(xiàng)必要的措施。三煉鋼裝入量控制在119~124 t，無混鐵爐采用鐵罐直兌，鐵罐稱重有多有少，容易造成裝入量不穩(wěn)定。裝入量過小，不僅產(chǎn)量下降，還容易造成合金配高，造成浪費(fèi)；裝入量過大，容易產(chǎn)生噴濺，操作困難，鋼水成分容易配不夠，增加精煉合金調(diào)整負(fù)擔(dān)，精煉時(shí)間延長。因此穩(wěn)定裝入量保生產(chǎn)穩(wěn)定順行，才能為成分質(zhì)量穩(wěn)定提供保障。
3.2 鋼水過氧化對(duì)鋼水窄成分的影響
鋼水過氧化導(dǎo)致鋼水中氧含量比較高，鋼水質(zhì)量差，使得爐后鋼水成分命中率降低，還會(huì)影響鋼坯的質(zhì)量。
過氧化鋼水中w[O]通常在（800～1 600）×10-6左右，嚴(yán)重的甚至達(dá)到2 000×10-6 以上。在實(shí)際生產(chǎn)過程中無法準(zhǔn)確測(cè)量這種過氧化鋼水的氧含量，因此很難確定預(yù)脫氧劑、終脫氧劑的加入量，更難把握在不同的脫氧條件下合金元素的回收率，操作人員只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行脫氧合金化操作，因此容易出現(xiàn)鋼水成分不夠或者超標(biāo)的現(xiàn)象。過氧化鋼水大量脫氧產(chǎn)物在后續(xù)的精煉過程中并不能完全得到有效的去除，容易在鋼坯中形成夾雜。試驗(yàn)表明，三煉鋼廠鋼坯中夾雜物平均含量為0.004 5%，而過氧化鋼水因?yàn)闆]有足夠長的時(shí)間使得夾雜上浮使得鋼坯中夾雜物高出平均水平一倍以上，達(dá)到0.010 左右。降低鋼水過氧化是提高鋼水質(zhì)量的前提，而且能夠降低合金料消耗。
3.3 轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率對(duì)鋼水窄成分的影響
終點(diǎn)命中率包括終點(diǎn)碳含量和終點(diǎn)溫度。終點(diǎn)控制是轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐煉鋼控制的關(guān)鍵。終點(diǎn)控制不當(dāng)會(huì)造成一系列危害。例如：后吹時(shí)渣中TFe 增加，氧耗合金消耗增加，爐襯壽命降低等。終點(diǎn)命中率是轉(zhuǎn)爐煉鋼的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指
標(biāo)。圖1 是終點(diǎn)碳與鋼中氧含量的關(guān)系圖。
由圖1 可知碳含量低時(shí)，鋼水中氧含量增加，增加了合金消耗。對(duì)窄成分控制增加了難度。
鋼水溫度高，增加鋼中氧含量，增加消耗。同樣影響窄成分控制。
三煉鋼廠靠經(jīng)驗(yàn)煉鋼，人工測(cè)溫取樣，無副槍，無法實(shí)現(xiàn)成分溫度動(dòng)態(tài)控制，終點(diǎn)命中率相對(duì)自動(dòng)化煉鋼較低。
3.4 轉(zhuǎn)爐爐渣對(duì)鋼水窄成分的影響
抓好轉(zhuǎn)爐出鋼操作是保證鋼水質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，除了維護(hù)好出鋼口，還要做好擋渣操作。
轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鋼水的合金化大都在鋼包中進(jìn)行。而轉(zhuǎn)爐內(nèi)的高氧化性爐渣進(jìn)入鋼包會(huì)使鋼水與爐渣發(fā)生氧化反應(yīng)，造成合金元素收得率降低，并使鋼水產(chǎn)生回磷和夾雜物增加[2]。鋼水中轉(zhuǎn)爐爐渣多時(shí)會(huì)影響精煉的效果，物料消耗增加。因此維護(hù)好出鋼口，做好擋渣出鋼是目前冶煉潔凈鋼的必要手段之一，目的就是能夠準(zhǔn)確控制鋼水成分。
3.5 合金吸收率對(duì)鋼水窄成分的影響
合金元素的吸收率又稱收得率或回收率（η），是指進(jìn)入鋼中合金元素的質(zhì)量占合金元素加入總量的百分比。所煉鋼種、合金加入種類、數(shù)量和順序、終點(diǎn)碳以及操作因素等，均影響合金元素吸收率。吸收率=（合金元素進(jìn)入鋼中質(zhì)量/合金元素加入總量）×100％。
不同合金元素吸收率不同；同一種合金元素，鋼種不同，吸收率也有差異。影響合金元素吸收率的因素主要有：
1）鋼水的氧化性。鋼水氧化性越強(qiáng)，吸收率越低，反之則高。鋼水氧化性主要取決于終點(diǎn)鋼水碳含量，所以，終點(diǎn)碳的高低是影響元素吸收率的主要因素。
2）終渣TFe 含量。終渣的TFe 含量高，鋼中氧含量也高，吸收率低，反之則高。
3）終點(diǎn)鋼水的余錳含量。鋼水余錳含量高，鋼水氧含量會(huì)降低，吸收率有提高。
4）脫氧元素脫氧能力。脫氧能力強(qiáng)的合金吸收率低，脫氧能力弱的合金吸收率高。
5）合金加人量。在鋼水氧化性相同的條件下，加入某種元素合金的總量越多，則該元素的吸收率也高。
6）合金加入的順序。鋼水加入多種合金時(shí)，加入次序不同，吸收率也不同。對(duì)于同樣的鋼種，先加的合金元素吸收率就低，后加的則高。倘若先加入部分金屬鋁預(yù)脫氧，后繼加入其他合金元素，吸收率就高。
7）出鋼情況。出鋼鋼流細(xì)小且發(fā)散，增加了鋼水的二次氧化，或者是出鋼時(shí)下渣過多，這些都降低合金元素的吸收率。
8）合金的狀態(tài)。合金塊度應(yīng)合適，否則吸收率不穩(wěn)定。塊度過大，雖能沉人鋼水中，但不易熔化，會(huì)導(dǎo)致成分不均勻。但塊度過小，甚至粉末過多，加入鋼包后，易被裹入渣中，合金損失較多，降低吸收率。合金吸收率對(duì)鋼水窄成分控制至關(guān)重要，另外合金含量也會(huì)影響鋼水成分。應(yīng)采取各種措施穩(wěn)定合金吸收率，穩(wěn)定鋼水成分。
4 實(shí)現(xiàn)鋼水窄成分控制的措施
4.1 穩(wěn)定裝入制度，優(yōu)化鐵水條件
穩(wěn)定裝入能夠加快冶煉節(jié)湊，優(yōu)化鐵水條件，能夠降低轉(zhuǎn)爐冶煉操作難度，達(dá)到平穩(wěn)冶煉的目的，窄成分控制做保證。本廠積極與煉鐵溝通，保證鐵罐出鐵量，每罐皮質(zhì)量，毛質(zhì)量，凈質(zhì)量在鐵水進(jìn)廠前即可預(yù)知。兌鐵人員根據(jù)天車稱重顯示，把好裝入關(guān)，采用表格形式記錄每一爐的鐵水廢鋼加入數(shù)量，確保裝入量在119~124 t 之間。操作工在冶煉前對(duì)裝入量有了比較準(zhǔn)確的了解，給下一步配加合金提供了準(zhǔn)確的依據(jù)。在保證鋼水窄成分控制的情況下，不僅節(jié)省了合金消耗，而且為精煉工序提供了比較優(yōu)質(zhì)的鋼水。
4.2 維護(hù)好轉(zhuǎn)爐底吹，降低鋼水氧化性
三煉鋼廠轉(zhuǎn)爐為可拆卸活爐底，爐底周圍和爐缸接觸的搗打縫區(qū)域是轉(zhuǎn)爐爐底的薄弱環(huán)節(jié)，爐役中后期視爐底下降情況，經(jīng)常要補(bǔ)爐底操作，給轉(zhuǎn)爐底吹維護(hù)帶來難度。為此，制定了轉(zhuǎn)爐補(bǔ)爐底操作規(guī)范，補(bǔ)爐底之前將底吹流量手動(dòng)調(diào)至最大，直至補(bǔ)完?duì)t冶煉一爐鋼后，再將轉(zhuǎn)爐底吹回復(fù)自動(dòng)，以防堵塞轉(zhuǎn)爐底吹。
爐役中后期，采用底吹快換技術(shù)，將堵死的部分底吹磚進(jìn)行更換，保證底吹效果。
日常操作中每班測(cè)量爐底，控制爐底上漲下降在合理范圍，減少后吹和剩鋼爐次對(duì)爐底透氣磚的損害。
4.3 加強(qiáng)職工操作技能培訓(xùn)，提高職工冶煉水平
目前轉(zhuǎn)爐崗位工技能水平高低不一，為進(jìn)一步強(qiáng)化職工操作水平，適應(yīng)當(dāng)前緊張的生產(chǎn)形勢(shì)，結(jié)合各崗位操作要求，嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作。車間組織相關(guān)技術(shù)人員對(duì)職工進(jìn)行詳細(xì)的培訓(xùn)，對(duì)于操作實(shí)踐中發(fā)生的事故從理論到實(shí)踐詳細(xì)給職工解釋，制定預(yù)防措施。
4.4 提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率，一次拉碳操作水平
提高終點(diǎn)命中率在加快冶煉節(jié)湊的同時(shí)，對(duì)鋼水質(zhì)量也有好處。合金吸收率穩(wěn)定，利于鋼水成分控制。
一次拉碳優(yōu)點(diǎn)很多，終渣氧化性弱，鋼水收得率高，對(duì)爐襯侵蝕小，鋼水中有害氣體少，鋼水純凈，合金消耗少，氧耗低。
一次拉碳出鋼對(duì)于無副槍的廠子來說具有一定的難度，通過觀看火焰，爐前取大樣雙管齊下提高一次拉碳命中率，取得了不錯(cuò)的效果，從以前的10%提高到現(xiàn)在的40%以上。一次拉碳使得爐后終點(diǎn)更容易控制，窄成分控制率也進(jìn)一步提高。
4.5 維護(hù)好出鋼口，做好擋渣操作
轉(zhuǎn)爐出鋼口要保持一定的直徑、長度、合理的角度，以維持合適的出鋼時(shí)間。出鋼口變形擴(kuò)大，出鋼鋼流發(fā)散，甚至?xí)罅飨略?，?dǎo)致鋼中夾雜增多，而且降低了合金吸收率。出鋼時(shí)間過短，合金未能得到充分融化，成分不均勻。出鋼時(shí)間過長，溫降大，鋼流二次氧化加大，影響窄成分控制。
擋渣操作作為生產(chǎn)潔凈鋼的必要手段，加強(qiáng)擋渣操作，能夠降低合金消耗，減少回磷，本廠采用擋渣帽擋住出鋼時(shí)的前期渣，采用擋渣錐擋住出鋼時(shí)后期下渣，最后用滑板擋渣，將下渣量降到最低。這樣有效地避免了轉(zhuǎn)爐爐渣進(jìn)入鋼包，降低鋼水氧化性。
5 窄成分應(yīng)用的效果
推行窄成分控制以來，轉(zhuǎn)爐工序從制約窄成分控制的各個(gè)環(huán)節(jié)展開攻關(guān)，精確鐵水入爐條件，加強(qiáng)職工技能，提高終點(diǎn)命中率，完善擋渣操作等，取得了不錯(cuò)的效果（見表2）。
6 結(jié)語
通過一系列的舉措，轉(zhuǎn)爐裝入量裝準(zhǔn)率達(dá)到99.1%，擋渣命中率達(dá)到97.14%，三煉鋼廠降低合金消耗平均月創(chuàng)效100 萬元，轉(zhuǎn)爐窄成分控制控制達(dá)到60%以上。
參考文獻(xiàn)
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