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100t轉(zhuǎn)爐低成本冶煉65Mn鋼實(shí)踐

文檔作者：趙志剛簡(jiǎn)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(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月24日
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2012年第5期
鞍鋼技術(shù)
ANGANG TECHNOL0GY 總第377期
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生產(chǎn)實(shí)踐
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1 O0 t轉(zhuǎn)爐低成本冶煉65Mn鋼實(shí)踐
趙志剛，簡(jiǎn)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(zhuǎn)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(jìn)、供氧強(qiáng)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(jī)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(guān)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(hào)：TF762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(guó)內(nèi)外生產(chǎn)65Mn鋼轉(zhuǎn)爐主要采用高拉
補(bǔ)吹法和一拉增碳法n]，其中高拉補(bǔ)吹法要求出
鋼碳大于O．O8％ ， 優(yōu)點(diǎn)在于終點(diǎn)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(zhì)
量。
65Mn鋼冶煉的特殊性在于在短時(shí)間內(nèi)完成
提溫一留碳一去磷操作，這對(duì)操作者來說困難很大，
難點(diǎn)在于C、P和 的協(xié)調(diào)控制，由于生產(chǎn)65Mn
鋼時(shí)點(diǎn)吹和二次倒?fàn)t現(xiàn)象較多，冶煉周期較長(zhǎng)，平
趙志剛．碩士，T程師．2006年畢業(yè)于鞍山科技大學(xué)鋼鐵冶
金專業(yè)，現(xiàn)從事煉鋼T藝技術(shù)管理1一作。
— — 34 ——
均在40 min左右，導(dǎo)致生產(chǎn)節(jié)奏變慢。有近70％
的爐次由于終點(diǎn)碳低而在出鋼過程中補(bǔ)加增碳
劑，導(dǎo)致能源浪費(fèi)，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(zhuǎn)爐冶煉工藝參數(shù)措施
后，實(shí)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(chǎn)工藝路線為：
100 t轉(zhuǎn)爐一LF爐一板坯連鑄。65Mn鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)控
成份及相關(guān)要求見表1。進(jìn)LF爐鋼水成分要求和
轉(zhuǎn)爐內(nèi)控鋼水成分要求一致．進(jìn)LF爐溫度要求為
1 560 1 580℃?？紤]到合金增碳，本文提到的轉(zhuǎn)
爐終點(diǎn)C命中率均按0．50％～0．60％統(tǒng)計(jì)，P命中
2012年第5期
鞍鋼技術(shù)
ANGANG TECHNOLOGY 總第377期
率按≤0．018％統(tǒng)計(jì)，溫度命中率則按出鋼溫度在
1 630 1 650 clC之間統(tǒng)計(jì)。到站溫度和成分合格率
指進(jìn)LF測(cè)溫和所取樣品滿足上述進(jìn)LF爐成分要
求的比率。
表1 65Mn鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)控成分及相關(guān)要求
2 優(yōu)化轉(zhuǎn)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(chǎn)實(shí)踐表明，
統(tǒng)一采用留渣操作存在過程不易控制、吹氧時(shí)間
短、過程高槍位時(shí)間短、終點(diǎn)P高的爐次多等缺
點(diǎn)。現(xiàn)對(duì)留渣操作進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)鐵水含硅量以及
上一爐鋼冶煉終點(diǎn)過氧化程度(用出鋼碳衡量，以
([C])=0．05％為界)來確定轉(zhuǎn)爐操作是否采用留
渣操作，當(dāng)鐵水 ([Si])≤O．3％時(shí)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(shí)不采用留渣操作，主要是考慮到爐內(nèi)渣量已經(jīng)
足夠，留渣操作易造成冶煉終點(diǎn)渣量大、渣面高，
不利于倒?fàn)t操作，而且補(bǔ)吹時(shí)易造成跑渣。不留過
氧化爐渣是因?yàn)槠溆绊懘笛鯐r(shí)間，而且對(duì)過程控
制不利，影響脫磷率，進(jìn)而影響終點(diǎn)判斷。
2．2 裝入制度的確定
鐵水成分的波動(dòng)、廢鋼條件的變化都影響轉(zhuǎn)
爐操作，通過對(duì)3O爐65Mn鋼生產(chǎn)鐵水成分進(jìn)行
統(tǒng)計(jì)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(zhuǎn)爐終點(diǎn)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(yīng)
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(yīng)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(shí)間早晚不穩(wěn)定造
成終點(diǎn)溫度判斷偏差大，溫度命中率低。轉(zhuǎn)爐冶煉
65Mn鋼需要合理控制過程溫度，同時(shí)滿足化渣條
件和去磷要求，在此基礎(chǔ)上才能提高終點(diǎn)溫度命
中率。雖然轉(zhuǎn)爐冶煉前期溫度高有利促進(jìn)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(dāng)降低前期溫度。在吹
煉中期頭批料基本化透時(shí)，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(shí)機(jī)
2．4．1 渣料的確定
鞍鋼100 t轉(zhuǎn)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(shí)間較短，要在較短的時(shí)
間內(nèi)將磷去除，這就對(duì)化渣提出更高的要求。
考慮到化渣速度、熔渣的流動(dòng)性以及減少熔
渣對(duì)爐襯的侵蝕，鎂質(zhì)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(bǔ)爐
頭一爐和留渣的爐次減少O．5 t。開吹時(shí)配加0．5 t
左右的鐵碳球，以提高渣中FeO含量，促進(jìn)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(dòng)性，反而對(duì)去磷不利，實(shí)踐表明，
爐渣堿度控制在3．0 3．5之間較為合適。活性白灰
根據(jù)這個(gè)堿度配加，保證爐內(nèi)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(shí)，加鐵礬土O．2 t左右，鐵水硅含量
小于0．4％時(shí)，加鐵礬土0．4 t左右，這樣能在提高
吹煉過程槍位、強(qiáng)化脫磷的同時(shí)，減少跑渣和噴濺
的發(fā)生。
2．4．2 加料方式
優(yōu)化前生產(chǎn)65Mn鋼時(shí)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(shí)
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(yán)重，導(dǎo)致終點(diǎn)控
制極不穩(wěn)定。如圖1氧槍操作曲線及加料時(shí)機(jī)所
示，調(diào)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(zhuǎn)爐低成本冶煉65Mn鋼實(shí)踐
《鞍鋼技術(shù)》2012年第5期
總第377期
式。加頭批料時(shí)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(dá)到
2時(shí)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(nèi)加完。二批料一般在吹氧7
min后加人，此時(shí)頭批料已基本化透。二批料的加
入量可按堿度達(dá)到3．2時(shí)配加，加二批料時(shí)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(shí)再加入，防止把剛剛形成的泡沫渣壓死
冶煉時(shí)間／mj n
圖l 氧槍操作曲線及加料時(shí)機(jī)
2．5 供氧強(qiáng)度優(yōu)化
優(yōu)化前生產(chǎn)65Mn鋼均采用恒壓操作．恒壓
操作方法簡(jiǎn)單，但在吹煉中期易發(fā)生“返f”，對(duì)冶
煉65Mn鋼極為不利，因?yàn)楦咛间撝衅谌チ追浅?
關(guān)鍵。岡此 凋整供氧強(qiáng)度改善中期“返=f。’程度。
從 1 I1『以看 ，吹煉過程供氧強(qiáng)度分 個(gè)階段，
通過調(diào)節(jié)氧氣流越米實(shí)現(xiàn) ．吹氧前期采用高供氧
強(qiáng)度的目的主要是加強(qiáng)對(duì)熔池的攪拌；吹氧中期
采州低供氧強(qiáng)度的目的主要是降低碳氧反應(yīng)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(qiáng)度主要是為
了加強(qiáng)攪拌，均勻熔池鋼液成分和溫度?？傊?
剛分階段變壓和變槍的操作方式是為了實(shí)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(gè)
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(dāng)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(dāng)提高開吹槍位及高槍位吹氧時(shí)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(chǎng)
實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(qiáng)對(duì)熔池的攪
拌，但低槍位時(shí)間不宜過長(zhǎng)，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(qiáng)度較
低，此時(shí)碳氧反應(yīng)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(shí)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(shí)間短易造成爐內(nèi)鋼水
成分不均，爐內(nèi)渣面高，進(jìn)而造成倒?fàn)t困難，但如
果拉碳槍位太低以及拉碳時(shí)間太長(zhǎng) 導(dǎo)致渣中FeO
含量偏低，易造成回磷。通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)，較為
合適的拉碳槍位是1．3 m，拉碳時(shí)間在30 S左右。
2．6．4 點(diǎn)吹槍位
遇到需要點(diǎn)吹的爐次，要根據(jù)倒?fàn)t溫度、成分
以及爐渣狀況采用合適的點(diǎn)吹槍位和時(shí)間。如果
倒?fàn)t71和C合適且熔渣已經(jīng)化透但P偏高，則采
用高槍位點(diǎn)吹．且點(diǎn)吹時(shí)補(bǔ)加300～500 kg白厭，
點(diǎn)吹時(shí)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(diǎn)吹，達(dá)到提
溫的目的，還可以留住部分碳。
3 生產(chǎn)實(shí)踐
優(yōu)化前對(duì)鞍鋼100 t轉(zhuǎn)爐65Mn鍘冶煉終點(diǎn)
的實(shí)際情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如岡2所示。
圖2 65Mn鋼冶煉終點(diǎn)控制情況統(tǒng)計(jì)圖
南罔2可見 有30％由于C合格但P高進(jìn)行
2012年第5期
鞍鋼技術(shù)
ANGANG TECHNoLoGY 總第377期
點(diǎn)吹和二次倒?fàn)t：有l(wèi)5％由于C和P合格但T低
點(diǎn)吹和二次倒?fàn)t：有20％由于P合格但碳高點(diǎn)吹
和二次倒?fàn)t；有25％由于C高P高點(diǎn)吹后進(jìn)行二
次倒?fàn)t：只有l(wèi)0％是一拉命中。
采取優(yōu)化轉(zhuǎn)爐冶煉工藝后， 跟蹤了30爐
65Mn鋼的生產(chǎn)情況，針對(duì)出鋼碳含量、氧耗、白灰
單耗、冶煉周期、跑渣情況、點(diǎn)吹比率以及到站成
分和溫度合格率和優(yōu)化前進(jìn)行了對(duì)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(xiàng)目
圖4 優(yōu)化前后實(shí)際操作對(duì)比
圖4為針對(duì)跑渣情況、點(diǎn)吹比率、到站成分合
格率、到站溫度合格率優(yōu)化前后對(duì)比。從圖4可以
看出，經(jīng)過工藝優(yōu)化后，冶煉65Mn鋼時(shí)跑渣的比
率降低了20％ ，點(diǎn)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(shí)際操作水平有了明顯的改善。
4 效益計(jì)算
通過對(duì)優(yōu)化前后共6O爐數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，針對(duì)增
碳劑用量、氧耗、白灰單耗及鋼鐵料進(jìn)行成本計(jì)
算．用圖3中優(yōu)化前后的中位數(shù)差值進(jìn)行估算。本
文只計(jì)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(jì)算：增碳劑單價(jià)按2．4元／kg、氧
氣按0．42元／m 、活性白灰按0．5元／kg計(jì)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(jià)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(jià)+氧耗差值×氧
氣單價(jià)+白灰單耗差值×白灰單價(jià)
=0．20％x l O00+O．9~2．4+350~0．42+4．4xO．5
= 9．07元／t
5 結(jié)論
(1)通過對(duì)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(shí)間。
(3)通過變壓變槍位的氧槍操作模式，分階
段調(diào)節(jié)供氧強(qiáng)度，提高開吹槍位及高槍位吹氧時(shí)
間，解決了留碳去磷的難題，點(diǎn)吹比率下降了50％。
(4)運(yùn)用該工藝生產(chǎn)65Mn鋼，冶煉成本降低
了9．07元／t
參考文獻(xiàn)
[1] 馮捷．轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)[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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