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100t轉爐低成本冶煉65Mn鋼實踐

文檔作者：趙志剛簡龍郭猛康永弟孫艷霞文檔來源：鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月24日
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2012年第5期
鞍鋼技術
ANGANG TECHNOL0GY 總第377期
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生產實踐
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1 O0 t轉爐低成本冶煉65Mn鋼實踐
趙志剛，簡龍，郭猛，康永弟，孫艷霞
(鞍鋼股份有限公司煉鋼總廠，遼寧鞍山114021)
摘要：通過優(yōu)化100 t轉爐冶煉65Mn鋼工藝參數(shù)．包括裝入制度的確定、加料方式的改
進、供氧強度及變壓變槍位操作方式的優(yōu)化等，解決了65Mn鋼留碳去磷的難題，提高了冶煉
65Mn鋼的一拉率，減少了跑渣的發(fā)生機率，提高了白灰的熔化效率，降低了白灰單耗，65Mn
鋼冶煉成本降低了9．07元／t
關鍵詞：65Mn鋼；留渣操作；溫度控制；加料方式；槍位控制
中圖分類號：TF762 文獻標識碼：A 文章編號：1006—4613(2012)05—0034—04
Process Practice of M aking 65M n Steel Economically by 100 t Converter
Zhao Zhigang，Jian Long，Guo Meng，Kang Yongdi，Sun Yanxia
(General Steelmaking Plant of Angang Steel Co．，Ltd．，Anshan 1 14021，Liaoning，China)
Abstract：Based on optimization of operating parameters for producing the 65Mn steel made
by 1 00 t converter，such as establishing the charging system，improving the mode of feeding，opti—
mizing the oxygen——supplying system and the mode of operating the oxygen lance by variable pres--
sure and position—changing of the lance，good results are achieved which are characterized in that
the problem on how to hold carbon but remove phosphorus during smelting the 65Mn molten steel
is resolved．improving the success rate of the first decarbonization in smehing the 65Mn steel and
further the probability of occurrence of slag losing is cut down and the melting eficiency of lime is
improved and the consumption of lime is reduced instead．So the cost for smelting per ton of the
65Mn steel by the converter is reduced by 9．07 RMB．
Key words：65Mn steel；slag—remaining operation；temperature controlling；mode of feed—
ing；position of lance controlling
目前國內外生產65Mn鋼轉爐主要采用高拉
補吹法和一拉增碳法n]，其中高拉補吹法要求出
鋼碳大于O．O8％ ， 優(yōu)點在于終點P較低(<
0．012％)，但其弊端是增碳劑加入量大，不僅成本
增加，而且影響鋼水的純凈度，最終影響鋼材質
量。
65Mn鋼冶煉的特殊性在于在短時間內完成
提溫一留碳一去磷操作，這對操作者來說困難很大，
難點在于C、P和 的協(xié)調控制，由于生產65Mn
鋼時點吹和二次倒爐現(xiàn)象較多，冶煉周期較長，平
趙志剛．碩士，T程師．2006年畢業(yè)于鞍山科技大學鋼鐵冶
金專業(yè)，現(xiàn)從事煉鋼T藝技術管理1一作。
— — 34 ——
均在40 min左右，導致生產節(jié)奏變慢。有近70％
的爐次由于終點碳低而在出鋼過程中補加增碳
劑，導致能源浪費，影響鋼水潔凈度。鞍鋼股份有
限公司煉鋼總廠采取優(yōu)化轉爐冶煉工藝參數(shù)措施
后，實現(xiàn)了低成本冶煉65Mn鋼的目的。
1 65Mn鋼冶煉工藝基本要求
鞍鋼煉鋼總廠65Mn鋼的生產工藝路線為：
100 t轉爐一LF爐一板坯連鑄。65Mn鋼轉爐內控
成份及相關要求見表1。進LF爐鋼水成分要求和
轉爐內控鋼水成分要求一致．進LF爐溫度要求為
1 560 1 580℃?？紤]到合金增碳，本文提到的轉
爐終點C命中率均按0．50％～0．60％統(tǒng)計，P命中
2012年第5期
鞍鋼技術
ANGANG TECHNOLOGY 總第377期
率按≤0．018％統(tǒng)計，溫度命中率則按出鋼溫度在
1 630 1 650 clC之間統(tǒng)計。到站溫度和成分合格率
指進LF測溫和所取樣品滿足上述進LF爐成分要
求的比率。
表1 65Mn鋼轉爐內控成分及相關要求
2 優(yōu)化轉爐冶煉工藝參數(shù)
2．1 留渣操作工藝優(yōu)化
優(yōu)化前全部采用留渣操作法，生產實踐表明，
統(tǒng)一采用留渣操作存在過程不易控制、吹氧時間
短、過程高槍位時間短、終點P高的爐次多等缺
點?，F(xiàn)對留渣操作進行調整，根據(jù)鐵水含硅量以及
上一爐鋼冶煉終點過氧化程度(用出鋼碳衡量，以
([C])=0．05％為界)來確定轉爐操作是否采用留
渣操作，當鐵水 ([Si])≤O．3％時且上一爐鋼出鋼
∞([C])／>0．05％采用留渣操作，否則全部采用不
留渣操作，剩鋼的爐次除外。鐵水 ([si])>0-3％
時不采用留渣操作，主要是考慮到爐內渣量已經
足夠，留渣操作易造成冶煉終點渣量大、渣面高，
不利于倒爐操作，而且補吹時易造成跑渣。不留過
氧化爐渣是因為其影響吹氧時間，而且對過程控
制不利，影響脫磷率，進而影響終點判斷。
2．2 裝入制度的確定
鐵水成分的波動、廢鋼條件的變化都影響轉
爐操作，通過對3O爐65Mn鋼生產鐵水成分進行
統(tǒng)計分析，確定了合理的裝入制度。其鐵水成分及
溫度的平均值如表2所示。廢鋼為每槽含2 t渣
鋼，其余為普通輕型廢鋼。
表2 鐵水成分及溫度
按上述鐵水和廢鋼條件，轉爐終點不留渣的
情況下較為合理的裝人制度是：鐵水(96 t)+廢鋼
(7 t)=103 t。以此為條件根據(jù)鐵水硅含量和溫度
增減廢鋼的數(shù)量，硅含量每增減0．1％ ，廢鋼相應
增減0．5 t，廢鋼以10 t為上限，鐵水溫度每增減
15 cI：，廢鋼相應增減1 t。
2-3 溫度控制
優(yōu)化前冶煉65Mn鋼溫度控制不穩(wěn)定，其主
要原因是過程渣化不透或來渣時間早晚不穩(wěn)定造
成終點溫度判斷偏差大，溫度命中率低。轉爐冶煉
65Mn鋼需要合理控制過程溫度，同時滿足化渣條
件和去磷要求，在此基礎上才能提高終點溫度命
中率。雖然轉爐冶煉前期溫度高有利促進熔劑的
熔化．但前期溫度控制要綜合考慮化渣和脫磷，在
保證化渣速度的前提下適當降低前期溫度。在吹
煉中期頭批料基本化透時，再加入第二批料，既解
決了過程溫度偏高的問題，又加速了第二批料的
熔化速度，為脫磷創(chuàng)造有利的條件。
2．4 渣料的確定及加料時機
2．4．1 渣料的確定
鞍鋼100 t轉爐的造渣材料主要有活性白灰、
大塊白灰、輕燒白云石、菱鎂石、鐵礬土、鐵碳球
等。由于65Mn鋼的吹氧時間較短，要在較短的時
間內將磷去除，這就對化渣提出更高的要求。
考慮到化渣速度、熔渣的流動性以及減少熔
渣對爐襯的侵蝕，鎂質材料主要以加輕燒白云石
為主，一般不加菱鎂石。在不留渣的情況下，每爐
輕燒白云石的加入量控制在2．0—2．5 t之間，補爐
頭一爐和留渣的爐次減少O．5 t。開吹時配加0．5 t
左右的鐵碳球，以提高渣中FeO含量，促進前期爐
渣的熔化，提高冶煉前期的脫磷效率。
冶煉65Mn鋼需要高堿度爐渣，但堿度過高
影響爐渣的流動性，反而對去磷不利，實踐表明，
爐渣堿度控制在3．0 3．5之間較為合適?；钚园谆?
根據(jù)這個堿度配加，保證爐內的渣量。根據(jù)鐵水中
含硅量來確定化渣劑鐵礬土的加入量，鐵水硅含
量大于0．4％時，加鐵礬土O．2 t左右，鐵水硅含量
小于0．4％時，加鐵礬土0．4 t左右，這樣能在提高
吹煉過程槍位、強化脫磷的同時，減少跑渣和噴濺
的發(fā)生。
2．4．2 加料方式
優(yōu)化前生產65Mn鋼時輔料均采用一批料加
入方式，即在吹氧前3 min所有的輔料都加完。實
踐證明。采用一批料加入方式冶煉65Mn鋼存在
一定的弊端，爐渣化不透或跑渣嚴重，導致終點控
制極不穩(wěn)定。如圖1氧槍操作曲線及加料時機所
示，調整加料方式，采用兩批料或多批料的加入方
一35 —
趙志剛等：1OO t轉爐低成本冶煉65Mn鋼實踐
《鞍鋼技術》2012年第5期
總第377期
式。加頭批料時不要太過集中而且批量不能太大，
頭批料輕燒白云石和白灰的加入量可按堿度達到
2時配加，每批量控制在1 t左右．一般要求在吹
煉開始后前3 rain內加完。二批料一般在吹氧7
min后加人，此時頭批料已基本化透。二批料的加
入量可按堿度達到3．2時配加，加二批料時一定要
注意批量控制在0．5 t左右，而且等氧槍處在高槍
位時再加入，防止把剛剛形成的泡沫渣壓死
冶煉時間／mj n
圖l 氧槍操作曲線及加料時機
2．5 供氧強度優(yōu)化
優(yōu)化前生產65Mn鋼均采用恒壓操作．恒壓
操作方法簡單，但在吹煉中期易發(fā)生“返f”，對冶
煉65Mn鋼極為不利，因為高碳鋼中期去磷非常
關鍵。岡此 凋整供氧強度改善中期“返=f。’程度。
從 1 I1『以看 ，吹煉過程供氧強度分 個階段，
通過調節(jié)氧氣流越米實現(xiàn) ．吹氧前期采用高供氧
強度的目的主要是加強對熔池的攪拌；吹氧中期
采州低供氧強度的目的主要是降低碳氧反應速
度，保證爐渣化透而且不返干，提高吹氧中期的脫
麟效率：吹煉末期采州較高的供氧強度主要是為
了加強攪拌，均勻熔池鋼液成分和溫度。總之，采
剛分階段變壓和變槍的操作方式是為了實現(xiàn)前、
中、后期高效脫磷的目的。
2．6 槍位控制
存冶煉65Mn鋼的操作』二，槍位控制是一個
非常重要的環(huán)節(jié)．采用高一低一高的氧槍操作模
式。氧槍槍位操作的原則是在不跑渣的前提下，適
當提高過程槍位，具體參考槍位如罔1所示。
2．6．1 開吹槍位
基于冶煉65Mn鋼留碳去磷的困難性，采用
適當提高開吹槍位及高槍位吹氧時間，增加渣中
一 ^ 一
FeO的含量，加快成渣速度，利用前期熔池溫度較
低的有利脫磷條件來提高前期脫磷率。根據(jù)現(xiàn)場
實際生產經驗，開吹槍位多采用2．3 m槍位較為
合適，吹氧3 rain后逐漸下槍，以加強對熔池的攪
拌，但低槍位時間不宜過長，控制在40～60 S之問
2．6．2 過程槍位
從圖1中可以看出，吹煉中期的供氧強度較
低，此時碳氧反應激烈，渣中FeO消耗速度快，槍
位的控制的原則就是要保證FeO的生成速度和消
耗速度相近，確保熔渣化透，防止返干，在脫碳的
同時繼續(xù)脫磷，使鐵水中的磷形成穩(wěn)定的化合物
而去除。
2．6．3 拉碳槍位
拉碳槍位高以及拉碳時間短易造成爐內鋼水
成分不均，爐內渣面高，進而造成倒爐困難，但如
果拉碳槍位太低以及拉碳時間太長 導致渣中FeO
含量偏低，易造成回磷。通過現(xiàn)場實際生產，較為
合適的拉碳槍位是1．3 m，拉碳時間在30 S左右。
2．6．4 點吹槍位
遇到需要點吹的爐次，要根據(jù)倒爐溫度、成分
以及爐渣狀況采用合適的點吹槍位和時間。如果
倒爐71和C合適且熔渣已經化透但P偏高，則采
用高槍位點吹．且點吹時補加300～500 kg白厭，
點吹時間控制在20 S左右。如果C和P合適而T
偏低的話，可采用1．5 m左右的槍位點吹，達到提
溫的目的，還可以留住部分碳。
3 生產實踐
優(yōu)化前對鞍鋼100 t轉爐65Mn鍘冶煉終點
的實際情況進行統(tǒng)計分析，如岡2所示。
圖2 65Mn鋼冶煉終點控制情況統(tǒng)計圖
南罔2可見 有30％由于C合格但P高進行
2012年第5期
鞍鋼技術
ANGANG TECHNoLoGY 總第377期
點吹和二次倒爐：有l(wèi)5％由于C和P合格但T低
點吹和二次倒爐：有20％由于P合格但碳高點吹
和二次倒爐；有25％由于C高P高點吹后進行二
次倒爐：只有l(wèi)0％是一拉命中。
采取優(yōu)化轉爐冶煉工藝后， 跟蹤了30爐
65Mn鋼的生產情況，針對出鋼碳含量、氧耗、白灰
單耗、冶煉周期、跑渣情況、點吹比率以及到站成
分和溫度合格率和優(yōu)化前進行了對比分析．具體
情況如圖3和圖4所示。
圖3為優(yōu)化前后出鋼碳含量、冶煉周期、氧
耗、白灰單耗的箱線圖，其中y0代表優(yōu)化前，v1代
表優(yōu)化后。從圖3可以看出，優(yōu)化前后出鋼碳含
量、冶煉周期、氧耗和白灰單耗均有顯著變化。由
圖中的中位數(shù)可知，出鋼碳含量提高了約0．20％，
冶煉周期降低了5．5 min，氧耗降低了350 m3，白
灰單耗降低了4．4 k 。
項目
圖4 優(yōu)化前后實際操作對比
圖4為針對跑渣情況、點吹比率、到站成分合
格率、到站溫度合格率優(yōu)化前后對比。從圖4可以
看出，經過工藝優(yōu)化后，冶煉65Mn鋼時跑渣的比
率降低了20％ ，點吹比率降低了50％，到站成分合
格率提高了20％，到站溫度合格率提高了25％。由
此可見。65Mn的實際操作水平有了明顯的改善。
4 效益計算
通過對優(yōu)化前后共6O爐數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，針對增
碳劑用量、氧耗、白灰單耗及鋼鐵料進行成本計
算．用圖3中優(yōu)化前后的中位數(shù)差值進行估算。本
文只計算節(jié)能降耗效益，平均出鋼量按95 t、增碳
劑收得率按90％計算：增碳劑單價按2．4元／kg、氧
氣按0．42元／m 、活性白灰按0．5元／kg計算；平均
一爐鋼節(jié)省增碳劑、氧耗和活性白灰的量乘以其
價格再除以平均出鋼量即為噸鋼效益。
效益=增碳劑耗量差值×增碳劑單價+氧耗差值×氧
氣單價+白灰單耗差值×白灰單價
=0．20％x l O00+O．9~2．4+350~0．42+4．4xO．5
= 9．07元／t
5 結論
(1)通過對加料模式的優(yōu)化，從一批料改成
兩批料或多批料?；Ч玫礁纳疲谆覇魏慕?
低了4．4 k 。
(2)65Mn鋼的冶煉周期平均縮短了5．5 rain，
到站成分合格率提高了20％ ．到站溫度合格率提
高了25％，縮短了LF爐處理時間。
(3)通過變壓變槍位的氧槍操作模式，分階
段調節(jié)供氧強度，提高開吹槍位及高槍位吹氧時
間，解決了留碳去磷的難題，點吹比率下降了50％。
(4)運用該工藝生產65Mn鋼，冶煉成本降低
了9．07元／t
參考文獻
[1] 馮捷．轉爐煉鋼生產[M]．北京：冶金T業(yè)出版社，2006
(編輯李艷茹)
修回Et期：2012—07—04
— 37 —

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