強(qiáng)化冶煉技術(shù)在國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐廠中的應(yīng)用

1國(guó)內(nèi)廢水回收利用技術(shù)中國(guó)是世界上的主要制造國(guó)，正在向建設(shè)鋼鐵工人?？偨Y(jié)歷史經(jīng)驗(yàn),結(jié)合我國(guó)國(guó)情,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新形成適宜中國(guó)特點(diǎn)的先進(jìn)煉鋼技術(shù),是實(shí)現(xiàn)鋼鐵強(qiáng)國(guó)的重要任務(wù)。由于國(guó)內(nèi)廢鋼資源缺乏,勞動(dòng)力便宜。和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比,電爐鋼的生產(chǎn)比例較低,轉(zhuǎn)爐是國(guó)內(nèi)煉鋼的最主要方法。因此,走中國(guó)鋼鐵強(qiáng)國(guó)之路,必須高度重視轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)、完善與創(chuàng)新。本文通過(guò)研究國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)狀況,指出實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉是國(guó)內(nèi)許多中小型鋼廠加快發(fā)展速度、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段,進(jìn)而分析研究了轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉的限制環(huán)節(jié)與提高冶煉速度的主要技術(shù)措施。2國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐的技術(shù)分析2.1轉(zhuǎn)爐及鋼產(chǎn)量分析根據(jù)2001年國(guó)內(nèi)大中型鋼鐵企業(yè)統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)共有轉(zhuǎn)爐223座,轉(zhuǎn)爐公稱噸位總計(jì)為10960t。當(dāng)年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量為1.18億t,占全國(guó)鋼產(chǎn)量1.37億t的86%。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)狀況詳見(jiàn)表1。分析表1,得出以下結(jié)論:(1)目前,國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐(150～300t)僅19座,占國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐總數(shù)的8.5%;但其公稱噸位總計(jì)為4180t,占國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐公稱噸位總?cè)萘康?8.1%。中型轉(zhuǎn)爐(80～150t)42座,公稱總?cè)莘e為3980t,占全國(guó)轉(zhuǎn)爐總?cè)莘e的36.3%。小型轉(zhuǎn)爐(<80t)共計(jì)162座(其中小于30t的轉(zhuǎn)爐118座),公稱總?cè)莘e為2800t,僅占轉(zhuǎn)爐總?cè)莘e的25.6%。從爐容結(jié)構(gòu)分析,國(guó)內(nèi)大、中、小型轉(zhuǎn)爐的比例結(jié)構(gòu)基本合理。(2)從實(shí)際生產(chǎn)能力分析,小于30t的小型轉(zhuǎn)爐仍是國(guó)內(nèi)鋼鐵生產(chǎn)的主體。其鋼產(chǎn)量在2003年達(dá)到8425萬(wàn)t,占全國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼總產(chǎn)量的51.8%;而大、中型轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量分別為3524.7萬(wàn)t和3665.7萬(wàn)t,分別占全國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的21.7%和22.5%。(3)從冶煉強(qiáng)度上分析,國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐每公稱噸位年平均產(chǎn)鋼8432t,中型轉(zhuǎn)爐為9210t/(t·a),而30～50t小型轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能為22210t/(t·a),≤30t轉(zhuǎn)爐為33619t/(t·a)。小型轉(zhuǎn)爐的冶煉強(qiáng)度分別是大、中型轉(zhuǎn)爐的3.99倍和3.65倍。毫無(wú)疑問(wèn),今后幾年國(guó)內(nèi)應(yīng)重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)大、中型轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉工藝技術(shù),使大轉(zhuǎn)爐的冶煉強(qiáng)度達(dá)到13000t/(t·a),中型轉(zhuǎn)爐達(dá)到15000t/(t·a),則可在不新增產(chǎn)能的條件下,增加鋼產(chǎn)量約4300萬(wàn)t/a,具有非常重大的意義。2.2國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐的研磨強(qiáng)度分析2.2.1國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐技術(shù)裝備精良,具有以下共同特點(diǎn):(1)生產(chǎn)工藝流程先進(jìn),如采用全量鐵水脫硫預(yù)處理、100%鋼水精煉、復(fù)合吹煉和計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制等先進(jìn)技術(shù);(2)基本上以板材生產(chǎn)為主,多數(shù)與傳統(tǒng)熱連軋薄板軋機(jī)配套,少數(shù)與薄板坯連鑄連軋或中板軋機(jī)配套;(3)鐵水、石灰等原、輔材料質(zhì)量穩(wěn)定,品質(zhì)優(yōu)良;(4)自動(dòng)化水平高,采用了轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制技術(shù),建立了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。顯然,大型轉(zhuǎn)爐廠是我國(guó)鋼鐵工業(yè)先進(jìn)生產(chǎn)力的代表。表2給出國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。分析表2,可以看出國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐的強(qiáng)化冶煉水平較低,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:(1)供氧強(qiáng)度低。在平均爐容比為0.88的條件下,平均供氧強(qiáng)度僅為3.35m3/(t·min),造成冶煉周期長(zhǎng)(平均為37.57min)。(2)作業(yè)率低。大型轉(zhuǎn)爐的平均作業(yè)率僅為63.23%,遠(yuǎn)低于國(guó)際先進(jìn)水平91%,也低于國(guó)內(nèi)小轉(zhuǎn)爐(平均86%)。作業(yè)率偏低主要受外部環(huán)境的影響,如鐵水供應(yīng)不足、連鑄產(chǎn)能不匹配等原因,也和設(shè)計(jì)中偏保守有一定關(guān)系。(3)由于上述兩原因,造成大型轉(zhuǎn)爐的利用系數(shù)平均僅為23.92t/(t·d),遠(yuǎn)低于小轉(zhuǎn)爐的平均水平(65t/(t·d))。2.2.2國(guó)內(nèi)中小型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)中型轉(zhuǎn)爐是目前國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展最為活躍的轉(zhuǎn)爐爐型,也是今后國(guó)內(nèi)重點(diǎn)發(fā)展和建設(shè)的爐型。適宜中型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼種較多,主要包括:(1)與薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線(CSP、ISP等)匹配,生產(chǎn)熱軋帶鋼。如馬鋼、邯鋼、漣鋼等廠的CSP生產(chǎn)線。隨著連鑄連軋生產(chǎn)工藝的發(fā)展完善,產(chǎn)能日益提高,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力已顯不足,迫切要求采用轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉技術(shù),提高生產(chǎn)能力。(2)與中板軋機(jī)匹配,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中、厚板,如橋梁、容器、造船、建筑、車輛用鋼板。(3)與型線材軋機(jī)匹配,生產(chǎn)各類優(yōu)質(zhì)鋼,如鋼軌、硬線(包括子午線)、特殊鋼(包括彈簧、齒輪、軸承、冷鐓等鋼材)和結(jié)構(gòu)鋼等。(4)生產(chǎn)高附加值鋼材,如不銹鋼(太鋼二煉鋼)、冷軋電工硅鋼(武鋼二煉鋼)等高級(jí)鋼材品種。中型轉(zhuǎn)爐作為今后我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主力爐型,承擔(dān)著增加鋼產(chǎn)量和擴(kuò)大轉(zhuǎn)爐鋼品種、提高鋼材質(zhì)量的雙重任務(wù)。因此,今后幾年,國(guó)內(nèi)應(yīng)下大力量研究開(kāi)發(fā)以轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉為基礎(chǔ)的純凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù),滿足國(guó)內(nèi)制造業(yè)蓬勃發(fā)展的社會(huì)需求。表3給出了國(guó)內(nèi)典型中型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。從表3可以看出,目前國(guó)內(nèi)中型轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題是:(1)冶煉強(qiáng)度比較低,平均供氧強(qiáng)度為3.36m3/(t·min),冶煉周期平均30.89min,日歷作業(yè)率為76.35%,略高于大型轉(zhuǎn)爐。(2)和大型轉(zhuǎn)爐相比,技術(shù)裝備水平較落后。一些轉(zhuǎn)爐廠尚未采用復(fù)吹工藝,多數(shù)轉(zhuǎn)爐未采用終點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)。(3)潔凈鋼生產(chǎn)技術(shù)尚不完善,不能適應(yīng)轉(zhuǎn)爐鋼品種開(kāi)發(fā)的市場(chǎng)需求。2.2.3小轉(zhuǎn)爐主要生產(chǎn)指標(biāo)目前,小型轉(zhuǎn)爐(特別是30t以下的小型轉(zhuǎn)爐)仍是我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的主力。如表1所示,小轉(zhuǎn)爐的爐容量?jī)H占國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐總?cè)萘康?5.6%,但卻承擔(dān)了國(guó)內(nèi)55.8%的鋼鐵產(chǎn)量。這一事實(shí)足以說(shuō)明,我國(guó)小轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)已經(jīng)達(dá)到很高的強(qiáng)化冶煉水平。表4給出國(guó)內(nèi)小轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)水平和技術(shù)指標(biāo)。從表4中可以看出:(1)我國(guó)小轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率最高達(dá)到97.7%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)際領(lǐng)先水平(日本NKK公司);(2)小轉(zhuǎn)爐的利用系數(shù)最高達(dá)到96.236t/(t·d),是大、中型轉(zhuǎn)爐單位爐容產(chǎn)能的3～4倍;(3)小轉(zhuǎn)爐的爐齡最高已超過(guò)30000爐,鋼鐵料消耗、氧耗分別可達(dá)到1058kg/t和46m3/t。主要消耗指標(biāo)均不高于大、中型轉(zhuǎn)爐。一方面小轉(zhuǎn)爐投資少,冶煉強(qiáng)度高,生產(chǎn)成本低,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng);另一方面,小轉(zhuǎn)爐爐容量小,技術(shù)裝備落后,通常以普通建材為主要產(chǎn)品,完全適宜國(guó)內(nèi)以基本建設(shè)投資拉動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的社會(huì)需求。同時(shí),小轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的發(fā)展,有深刻的歷史原因,說(shuō)明我國(guó)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展,不完全是依靠擴(kuò)大投資規(guī)模和采用高新技術(shù),而更主要是依靠自力更生,長(zhǎng)期探索積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)。2.3提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率,縮短時(shí)間國(guó)內(nèi)小轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉的基本經(jīng)驗(yàn)可以歸納為:(1)采用高速供氧技術(shù),強(qiáng)化冶煉。小轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度一般在3.5m3/(t·min)以上,其中濟(jì)鋼、萊蕪、唐鋼二煉等十余家鋼廠的供氧強(qiáng)度達(dá)到4.0m3/(t·min)以上,使純吹氧時(shí)間縮短到11.8min,冶煉周期縮短到24min。(2)加快生產(chǎn)節(jié)奏,提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。如表4所示,小轉(zhuǎn)爐的日歷作業(yè)率平均可達(dá)到85%以上,最高達(dá)到97.7%。說(shuō)明小轉(zhuǎn)爐采用各種措施,減少熱停時(shí)間,避免各類事故,保證轉(zhuǎn)爐高效、有序穩(wěn)定地生產(chǎn)。(3)適當(dāng)擴(kuò)大裝入量。由于轉(zhuǎn)爐爐容小,擴(kuò)大裝入量相對(duì)容易。擴(kuò)大裝入量對(duì)提高轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)有明顯效果。以表4中的三明鋼廠為例,不超裝,則15t轉(zhuǎn)爐在冶煉周期27min,日歷作業(yè)率為92.2%的條件下,轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)僅為49.170t/(t·d);但裝入量提高到29t時(shí),利用系數(shù)高達(dá)96.236t/(t·d),使轉(zhuǎn)爐的吹煉強(qiáng)度大幅度提高。擴(kuò)大裝入量帶來(lái)的問(wèn)題是爐容比變小(多數(shù)為0.6～0.7),給平穩(wěn)吹煉造成困難。3強(qiáng)化冶煉對(duì)理化的影響在轉(zhuǎn)爐吹煉的大部分時(shí)間內(nèi),氧的傳質(zhì)是熔池脫碳反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié)。因此,提高供氧強(qiáng)度可以強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐冶煉,在化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)方面不受限制。但實(shí)際生產(chǎn)中,轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉受以下因素的制約:①爐容比;②成渣速度;③吹煉平穩(wěn)性;④終點(diǎn)控制水平。此外,轉(zhuǎn)爐的作業(yè)條件,如鐵水供應(yīng)、連鑄生產(chǎn)節(jié)奏等外部因素,對(duì)轉(zhuǎn)爐作業(yè)率的影響較大,對(duì)于大、中型轉(zhuǎn)爐尤為明顯。3.1理論高度分析隨轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度提高,熔池反應(yīng)加劇,產(chǎn)生大量CO氣泡。在激烈沸騰、攪動(dòng)的熔池中,氣泡的平均上浮速度vaverage決定于熔池脫碳速度(vCO)和熔池深度(H0),如圖1所示。熔池中氣泡的平均停留時(shí)間:t∝H0/vaverage,則熔池中氣泡所占體積vgas∝Q˙O2?t。vgas∝Q˙Ο2?t。隨供氧強(qiáng)度提高,熔池中CO發(fā)生量增大,使鋼水體積膨脹。鋼水膨脹高度為:ΔH/H0=k1(Fr)a/2(We)b(ρgas/ρliquid)c(1)ΔΗ/Η0=k1(Fr)a/2(We)b(ρgas/ρliquid)c(1)式中k1——比例系數(shù);Fr——弗魯?shù)聰?shù),Fr=v2average/(ρgas·D);D——熔池直徑;We——韋伯?dāng)?shù),We=σ/(ρgas·D),σ為液體的表面張力。由于爐渣的粘度高于鋼水,密度較小,泡沫化的傾向更為嚴(yán)重。因此,泡沫渣的高度往往成為轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉的限制性環(huán)節(jié)。根據(jù)式(1),可推導(dǎo)出不同供氧強(qiáng)度條件下泡沫渣的高度:ΔHHS=1.8m0.65a/2?Q˙0.7O2?H0.70(2)ΔΗΗS=1.8ma/20.65?Q˙Ο20.7?Η00.7(2)取ρsteel=7.0g/cm3,ρslag=3.0g/cm3,m為渣量(kg/t)。計(jì)算結(jié)果示于圖2。圖2表示式(2)計(jì)算出的不同爐容比條件下,轉(zhuǎn)爐理論最大供氧強(qiáng)度。如圖2所示,供氧強(qiáng)度為3.5m3/(t·min),渣量為70kg/t時(shí),要求轉(zhuǎn)爐爐容比應(yīng)≥0.8。對(duì)于采用小爐容比操作的轉(zhuǎn)爐,進(jìn)一步提高吹煉強(qiáng)度,應(yīng)注意解決以下問(wèn)題:①控制爐渣成分,降低爐渣粘度;②提高熔池升溫速度,保證爐渣均勻熔化;③減少爐渣量。3.2提高成渣速度以提高熔池溫度隨冶煉速度提高,吹煉時(shí)間進(jìn)一步縮短。前期Si、Mn氧化期縮短,熔池脫碳提前,必須要求在短時(shí)間迅速形成高堿度液態(tài)爐渣。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,石灰熔化的限速環(huán)節(jié)是石灰表面形成C2S、C3S高熔點(diǎn)產(chǎn)物,因此應(yīng)提高渣中FeO含量,以降低熔融石灰的表面熔點(diǎn)。但實(shí)際生產(chǎn)中,初期渣堿度低,不可能大量生成高熔點(diǎn)的C2S和C3S相。如圖3所示,無(wú)論頂吹還是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐,初渣均以C3MS2和RO相為主相,僅有少量C2S析出相。但對(duì)于頂吹轉(zhuǎn)爐,前期熔池缺乏攪拌,爐渣熔化不均勻,有MgO固體顆粒存在。采用復(fù)吹工藝,加強(qiáng)熔池?cái)嚢?使初渣熔化均勻,成渣速度提高。提高成渣速度的主要措施是:①?gòu)?qiáng)化供氧,通過(guò)Si、Mn氧化迅速提高熔池溫度;②提高底吹攪拌強(qiáng)度,促進(jìn)熔池傳熱傳質(zhì);③調(diào)整頂槍位,保證渣鋼間充分乳化,增加渣鋼反應(yīng)面積;④提高石灰活性度,加速石灰溶解。3.3防止?fàn)t渣“返干”隨供氧強(qiáng)度提高,冶煉強(qiáng)度增大,對(duì)平穩(wěn)吹煉造成不利的影響。在吹煉前期,由于熔池溫度不均勻,化渣不良,爐渣粘度高,當(dāng)熔池高速脫碳時(shí),易發(fā)生泡沫渣噴濺。吹煉中期,隨熔池脫碳速度增加,鋼渣乳化形成泡沫渣,大量飛濺產(chǎn)生的鐵滴進(jìn)入爐渣中,發(fā)生以下還原反應(yīng):[C]+(FeO)=Fe+CO(3)[C]+(FeΟ)=Fe+CΟ(3)特別是在脫碳前、中期,由于鐵滴碳含量較高,對(duì)渣中FeO還原非常充分,渣中FeO含量降低,CaO含量升高,造成爐渣“返干”。嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生金屬噴濺,造成粘槍、粘爐口等故障?？刂蒲鯓尭叨?減少渣中鐵滴的噴灑量是抑制“返干”的主要手段;而采用底吹大流量攪拌,促進(jìn)熔池溫度均勻和渣鋼反應(yīng)平衡,提高成渣速度是抑制前期噴濺的重要手段。3.4采用復(fù)吹或重復(fù)吹工藝目前,國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)轉(zhuǎn)爐尚未采用終點(diǎn)自動(dòng)控制技術(shù)。為保證終點(diǎn)命中率,常采用“高拉補(bǔ)吹”工藝,需要提前倒?fàn)t取樣測(cè)溫。每次倒?fàn)t測(cè)溫需占用操作時(shí)間3～5min。如采用終點(diǎn)自動(dòng)控制技術(shù),不僅可提高終點(diǎn)控制精度,而且能大幅度縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期,提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率。采用復(fù)吹工藝,可促進(jìn)轉(zhuǎn)爐吹煉末期熔池反應(yīng)接近平衡,有利于終點(diǎn)成分、溫度的穩(wěn)定。同時(shí),吹煉末期采用底吹強(qiáng)攪拌工藝,可促進(jìn)渣鋼反應(yīng)平衡,有利于脫磷、脫硫。因此,采用復(fù)吹工藝是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)。對(duì)于大型轉(zhuǎn)爐,縮短出鋼時(shí)間對(duì)強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐冶煉有重要意義。因此,加強(qiáng)出鋼口的維護(hù)管理,定期更換十分必要。4復(fù)合吹掃機(jī)強(qiáng)化研磨技術(shù)4.1保證計(jì)算的能力高效供氧技術(shù)的核心是根據(jù)鋼廠實(shí)際情況,合理設(shè)計(jì)氧槍和供氧制度。通?？紤]的因素包括:①確定供氧強(qiáng)度:根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中各工序的生產(chǎn)節(jié)奏,估計(jì)提高產(chǎn)能的潛力,合理確定供氧強(qiáng)度;②核算外部條件:對(duì)確定的供氧強(qiáng)度,核算除塵和供氧管道的能力是否能夠滿足要求;③確定出口馬赫數(shù):噴槍出口馬赫數(shù)一般波動(dòng)在1.9～2.3之間,為保證出口射流的穩(wěn)定性,要求出口馬赫數(shù)≥1.8;④提高熔池沖擊深度:通常,為保證爐底,熔池最大沖擊深度應(yīng)小于熔池深度的60%。采用濺渣護(hù)爐技術(shù)后,若爐底上漲嚴(yán)重,可適當(dāng)增加沖擊深度。由于沖擊深度與熔池脫碳速度成正比,提高熔池沖擊深度,有利于提高脫碳速度;⑤增加沖擊面積:為保證爐襯,一般要求最大沖擊半徑小于熔池半徑的50%。沖擊面積越大,對(duì)化渣和抑制“返干”越有利。合理擴(kuò)大噴孔夾角和增加噴孔數(shù)有利于增大沖擊面積;⑥確定吹煉槍位和化渣槍位,通常平均吹煉槍位取1.5～1.6,槍位變化幅度為±(30%～40%)。4.2提高熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度的技術(shù)主要解決了控制轉(zhuǎn)爐吹煉的困難主要是反應(yīng)速度太快,脫碳高峰期產(chǎn)生大量CO氣泡,劇烈攪動(dòng)熔池,渣鋼充分乳化,使渣中FeO迅速降低,基本不具備成渣和脫除硫、磷的條件。因此,吹煉前期迅速形成流動(dòng)性良好的高堿度爐渣和吹煉后期保證渣鋼反應(yīng)接近平衡,是提高轉(zhuǎn)爐冶煉強(qiáng)度的限制性環(huán)節(jié)。采用復(fù)吹工藝,在吹煉前期,加強(qiáng)熔池?cái)嚢?促進(jìn)石灰熔解,提高成渣速度;在吹煉末期,提高熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度,促進(jìn)渣鋼反應(yīng)平衡,可以解決上述技術(shù)困難。強(qiáng)攪拌復(fù)合吹煉工藝的主要內(nèi)容包括:(1)提高底吹攪拌強(qiáng)度:目前,國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般采用弱攪拌工藝,底吹供氣強(qiáng)度波動(dòng)在0.03～0.08m3/(t·min)的范圍。為了提高前期成渣速度,實(shí)現(xiàn)前期脫磷,抑制噴濺和保證終點(diǎn)渣鋼反應(yīng)平衡,應(yīng)將底吹供氣強(qiáng)度提高到0.03～0.20m3/(t·min)的范圍。(2)改變底吹供氣模式:傳統(tǒng)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般采用“前期低—中期最低—后期高”的供氣模式,為了提高初渣成渣速度,可采用“前期高—中期低—后期逐步升高”的供氣模式,提高復(fù)吹的冶金效果。(3)實(shí)現(xiàn)平衡精煉:提高供氣強(qiáng)度和改變復(fù)吹供氣模式,有利于轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中實(shí)現(xiàn)平衡吹煉。轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中存在著熔池反應(yīng)(如C-O、C-Mn反應(yīng)等)和鋼渣反應(yīng)(如脫硫、脫磷反應(yīng))兩種反應(yīng)過(guò)程。實(shí)現(xiàn)熔池反應(yīng)平衡,一般要求底吹攪拌強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0.08～0.12m3/(t·min);實(shí)現(xiàn)渣鋼反應(yīng)趨于平衡,底攪強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到0.15～0.30m3/(t·min)的水平。4.3提高轉(zhuǎn)爐爐渣堿度采用以下措施,可以提高轉(zhuǎn)爐成渣速度:①適當(dāng)降低初渣堿度,提高底吹強(qiáng)度和熔池沖擊深度,加速Si、Mn氧化升溫;②吹煉前期,隨熔池溫度升高,提高槍位增加渣中FeO含量,迅速形成高堿度爐渣;③吹煉中期采用化渣槍位吹煉和弱底攪工藝,避免爐渣返干;④吹煉末期加大熔池?cái)嚢鑿?qiáng)度,促進(jìn)鋼渣反應(yīng)平衡。本鋼煉鋼廠150t轉(zhuǎn)爐,爐容比僅0.67m3/t。將供氧強(qiáng)度提高到3.7m3/(t·min),進(jìn)行強(qiáng)化冶煉,使供氧時(shí)間平均縮短7min。該廠采用上述技術(shù)措施,解決了快速成渣與平穩(wěn)吹煉的技術(shù)問(wèn)題。每百爐處理粘槍次數(shù)由平均12.5次降至4次;每百爐噴濺次數(shù)由6次下降到2.5次。通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)爐成渣過(guò)程的巖相分析證明,采用上述技術(shù)措施后,初期渣(≤5min)堿度由1.77降至1.39,渣中FeO由11.3%下降到5.25%,形成與CaO相結(jié)合的低熔點(diǎn)橄欖石(CMS)主相,爐渣熔化均勻。至吹煉前期(9min),適當(dāng)提高槍位使渣中FeO升高至10.16%,堿度達(dá)到1.6,促使渣中CMS相轉(zhuǎn)變?yōu)镃2S含量約40%與C3MS2共存,并出現(xiàn)RO相。中期渣,堿度升高到最高點(diǎn)4.23,渣中FeO降至7.14%,爐渣已基本熔化,以C2S為