减少转炉吹损工艺研究

减少转炉吹损工艺研究

苏艳翔

天津市新天钢联合特钢有限公司天津市301500

摘要：在炼钢成本中，钢铁料消耗占炼钢成本的80%以上，而转炉冶炼中的吹损占总钢铁料的80%以上，所以降低转炉吹损是降低炼钢工艺生产成本的重中之重。

关键词：转炉吹损；原因；措施

转炉吹损是指转炉金属料吹炼损失，由化学损失与机械损失组成。其中，化学损失由元素氧化损失、烟尘损失、渣中铁损构成，而机械损失是由喷溅引起的金属损失。基于此，本文详细论述了影响转炉冶炼转炉吹损的原因及其相关措施。

一、转炉概述

转炉炉体可转动，用于吹炼钢或锍的冶金炉。炉体用钢板制成，呈圆筒形，内衬耐火材料，吹炼时靠化学反应热加热，不需外加热源，是最重要的炼钢设备。转炉炼钢是以液态生铁为原料的炼钢方法，靠转炉内液态生铁物理热和生铁内各组分与送入炉内氧进行化学反应所产生热量，使金属达到出钢要求成分及温度。

二、吹损组成

吹损是指转炉金属料吹炼损失吹损，由化学、机械损失两部分组成。在炼钢生产中钢铁料成本占总成本的80%以上，而转炉冶炼过程的转炉吹损在总的钢铁料中仍通过改进原料结构和炉前冶炼工艺、采用少渣炼钢工艺、减少喷溅降低吹损；减少倒渣带钢，加强管理等措施来降低转炉钢铁料消耗，增强企业竞争力。

吹损由化学损失、烟尘损失、渣中铁珠和氧化铁损失、喷溅损失等组成。(1)化学损失：将铁水和废钢吹炼成钢水，需去除碳、磷、硫，而硅和锰也会发生氧化。(2)烟尘损失：吹炼中氧枪中心区的铁被氧化，生成红棕色烟尘随炉气排出而损失，烟尘损失一般为金属装入量的0.8～1.3%。(3)渣中氧化铁损失：炉渣中含有氧化铁，除渣时倒出造成铁损失。(4)渣中铁珠损失：转炉渣中，有一部分金属液滴悬浮于炉渣中形成铁珠，倒渣时随渣倒出造成铁损失。(5)喷溅损失：转炉吹炼中，若操作控制不当将会产生喷溅，可能使部分金属随炉渣一起喷出炉外，造成金属损失。喷溅量随原料条件和操作水平高低而变，一般占装入量的0.5～2.5%。吹损主要部分是化学损失，其次是炉渣铁损、喷溅损失。化学损失不可避免，而渣中铁损及喷溅损失则可设法减少。

三、影响转炉冶炼转炉吹损的原因

氧气顶吹转炉主要以铁水和废钢为原料，铁水吹炼成钢，去除杂质，如C、Si、Mn、P、S等元素，并且一部分铁被氧化。铁被氧化形成氧化铁，其中一部分与炉气一起排出，另一部分留在炉渣中，吹炼时喷溅也会导致一些金属损失。吹损主要由上述部分组成，氧气项吹转炉吹损由以下方程表示：吹损=(装入量-出钢量)/装入量×100%。影响转炉吹损因素有主原料中杂质元素的化学损失、烟尘损失、炉渣中的铁损失、喷溅与倒渣带钢造成的损失等。为减少转炉吹损，降低钢材料损耗，要采用合理的原料结构、合适的装入制度、合适的造渣工艺，并稳定转炉操作。转炉冶炼转炉吹损影响原因为：

1、铁水中各元素的金属烧损。由于炼钢厂的主要原料是铁水，再是废钢。主要生产普碳钢和低合金钢等材料用钢，化学元素金属烧损为5.23-0.27=4.86%。

2、烟尘损失。转炉烟气采用未燃法净化系统，烟尘带走的铁量一般为负荷量的1.16%，在吹炼过程中，炉气和烟尘中氧化铁约占90%，烟尘中FeO占70%，Fe203占20%。烟尘带走的金属损失为：(1.16×70%×56/72+1.16×2O%×112/160)×100%=0.794%。

式中：112-两个铁原子相对原子质量；160-Fe203分子的相对分子质量；72-FeO分子的相对分子质量。

3、渣中Fe203及FeO损失。吹炼时铁的氧化物除一部分随炉气排走外，另一部分留在炉渣中，转炉渣量为金属量的12kg左右，渣中ω(Fe203)＝3%，ω(Fe0)＝9%，则渣中铁的损失为12×100%×(9%×56/72+3%×112/160)=1.09%。

4、渣中的金属损失。吹炼时渣中悬浮部分金属铁珠，随炉渣倒掉。按相关资料，渣中含有8%左右铁珠。则渣中带走铁珠量为:100%×12×8%=0.95(%)。

四、降低转炉吹损的措施

1、降低铁水C、Si含量。由于金属烧损是影响转炉吹损升高主要原因，虽然金属烧损不可避免，但降低铁水中C含量能有效控制金属烧损率，达到降低转炉吹损的目的。Si是炼钢中重要发热元素之一，其含量高热来源增多，增加了渣料消耗，渣量大，铁水中Si含量每增加0.1%，每吨铁水需添加约6kg石灰(石灰质量符合冶金标准)。若铁水ω(Si)＝0.55～0.65%时，渣量约占装入量12%，若铁水ω(Si)＝0.95～1.05%时，渣量约占装入量的15%，渣量的增加带来渣中Fe203、FeO、渣中金属损失的增加，同时过大的渣量易引起喷溅，加大金属损失。降低铁水Si含量，能达到降低转炉吹损的目的。

2、优化入炉原料结构。增加矿石用量，可有效增加钢水量，降低转炉吹损。因此在实际炉料结构中，可采用增大入炉原料中铁水比例，降低废钢铁块消耗，增加矿石消耗的工艺措施。实际生产中，为尽量增加矿石用量，提高矿石还原效果，减少吹炼时矿石加入量过多对冶炼稳定的影响，调整矿石加入工艺。

3、改进造渣工艺，降低终点炉渣FeO含量，减少炉渣金属损失。在实际生产中采用终点降枪提压措施，终点枪位由正常吹炼枪位距液面900mm降低到700mm，同时将工作氧压由0.82MPa提高到0.86～0.90MPa；延长终点降枪时间，降低终渣氧化铁；严格控制一次拉碳命中率，提高终点碳含量，同时配合严禁吹炼后期加矿石降温等措施，渣中全铁含量基本控制在12%左右。

4、改进吹炼工艺，降低喷溅损失。①合理改进氧枪喷头参数,确保氧枪的化渣效果。在对转炉氧枪改造基础上合理使用氧压，减少大型喷溅的发生。②合理控制氧压，保证吹炼前期化好渣，在二批造渣料加入前后，在脱碳的高峰期到达前，降低供氧强度，然后再平缓地恢复到正常值。终期采用大氧压低枪位操作，加强熔池搅拌，确保压枪时间，保证终点钢水成分和温度的均匀，同时降低炉渣氧化性。③合理控制转炉装入量与控制造渣料用量。根据炉龄及炉衬情况采用分阶段定量装入法。

5、加大现场操作培训力度。转炉操作直接影响机械损失，针对关键岗位人员定期进行操作比试，并将此成绩纳入其每月绩效考评中，每季度对关键岗位人员进行一次操作理论培训和考试，使其不断提高操作技能水平，从而减少冶炼时的喷溅。

参考文献：

[1]郭庆华.降低转炉吹损的工艺分析与实践[J].科技创业家，2016(07).