浙江至德钢业有限公司是一家专业生产不锈钢管厂家，之前公司钢管生产技术人员，阐述了氮气吹扫留渣操作法有效的解决了石灰消耗高、过程易跑渣、渣中金属液滴较多，渣铁不容易分离造成放渣带铁，从而钢铁料消耗高，容易焊渣罐等问题，最终实现了降本增效的目的。浙江不锈钢管厂家下属炼钢分厂铁水成分不稳定，波动较大，尤其是硅和磷含量远远超过正常范围。为减少钢中有害元素磷含量，提升品种钢的质量，针对上述的铁水条件，不锈钢管厂家开展了转炉特殊的留渣操作即双渣留渣法，保证了炼钢初期去磷，后期基本不回磷或少回磷效果，钢水质量大大提高，同时又降低石灰单耗，降低生产成本。初期去磷后形成的泡沫渣，渣中金属液滴较多，为减少倒渣带来的铁滴的损失，炼钢总厂采取倒渣前用氮气吹扫泡沫渣，减少渣中铁滴的数量，间接提高了出钢量，减少铁损，相应降低了转炉生产的吨钢成本。


一、造渣方法的对比


 氧气转炉常用的造渣方法有：单渣法、双渣法、留渣法三种，不锈钢管厂家的双渣留渣加氮气吹扫是在留渣法基础上加以改良的一种特殊的造渣方法。


1. 单渣法


 在吹炼过程中只造1次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹炼终点出钢。单渣操作工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制。但仅限于铁水硫磷含量低、硅含量低的条件下。对于高硅、高磷的铁水就不太适用。


2. 双渣法


 在吹炼中期倒出或扒除1/2～2/3炉渣，然后加入渣料重新造渣的方法为双渣操作。采用双渣操作可以在转炉内保持最小的渣量，同时又能达到较高的去除磷硫效率。但双渣操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金属收得率，不利于自动控制，恶化劳动条件。


3. 留渣法


 将上炉终渣的一部分或全部留在炉内给下炉使用。终点熔渣的碱度高、温度高，并且有一定(TFe)含量，留到下一炉有利于初期渣尽早形成，并且能提高前期去除磷硫的效率，有利于保护炉衬，节省石灰用量。


4. 双渣留渣法


 将上炉终点渣的一部分或全部留在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出来，重新造渣。留渣双渣法的终渣一般有高的碱度和比较高的∑(FeO)含量，对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热。将这种炉渣部分，甚至全部留在炉内，可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期去磷和去硫率，节省石灰用量和提高转炉的热效率，同时，对于转炉剩钢的炉次采用留渣操作能避免焊渣罐，并且回收钢水，增加金属收得率和减少能源浪费。这种方法特别适用于高硅、高磷的铁水。


二、氮气吹扫留渣操作要点


1. 确定留渣量


 由于转炉终点时的渣量受铁水硅含量、物料加入量、终点含碳量等因素影响，转炉渣量一般在8~12吨（100t转炉），生产中炉长并不能完全掌握炉内渣量多少，渣量过大对于下炉的全渣量操作易发生跑渣、烟尘外溢等异常操作，所以要改变原有的盲目留渣转化为控制终点渣量，转炉终点时要根据当前炉内的物料的加入量，终点含碳量等因素确定放渣量，以利于下炉留渣量合适。


 如果铁水硅含量超过0.5%，按硅含量每增加0.1%，渣量增加0.6~1吨，预判渣量。如遇异常操作，如铁水硅含量大于0.7%或出钢碳小于0.05%时，采用少留渣。在溅渣后目测炉内渣量在3~4t较为合适，同时要根据下一炉冶炼钢种是否合适留渣，在将进行相应操作，在得知铁水成分后，要根据铁水成分和废钢结构来确定留渣量。


2. 全留渣操作


 加完铁水和废钢后，不加入任何溶剂，直接进行吹炼。全留渣可以有效的减小废钢对炉体的冲击。吹炼氧压控制在0.9~0.95MPa，机位控制在1.8~2.6m之间。要求吹炼过程炉渣活跃，根据炉渣状态调节机位，由于全留渣操作容易造成打火困难，开吹需要大氧压控制。因前期钢渣分离较为困难，因此在放渣前的一分钟内，保持炉渣处于活跃状态大的同时，应利用氧气采用较高机位吹扫渣面20~30秒。


3. 倒前期渣时机的控制


 倒前期渣时机选择非常重要，倒前期渣时间过早会降低脱磷效果，增加石灰、铁损；时间过晚，温度升高碳氧激烈反应不易控制。时机选择应根据各炉的化渣效果随炉而异，原则上是让前期渣中氧化铁有个前高后低的变化过程。当硅锰氧化刚好结束此时提机，渣中（FeO）含量最低，这样就可减少放渣造成的铁损。倒前期渣时机一般与硅锰氧化结束、铁水的条件有着直接的关系。铁水硅含量高，硅锰氧化结束时间长，则倒前期渣时间延长。


4. 机位的控制与氮气吹扫控制


 a. 机位控制


  放渣的炉次打着火后，迅速降机处于低机位以加强熔池搅拌，放硅的炉次的机位可适当高些，促进熔池快速形成炉渣覆盖，有利于炉渣的放出。


  b. 氮气吹扫控制


  为便于渣铁分离，目测为倒炉至60度出渣，出渣时渣流没有铁花为放渣情况良好，但平时提机放渣时，炉渣中大量的金属液滴会随炉渣放出，造成放渣时红烟四起，有金属花。如果此时倒掉会造成渣中金属的严重损失，为减少金属损失，生产中采用提机放渣前1左右分钟向渣中直接吹扫氮气，氮气压力一般10MPa，但遇到氮气压力低时则延长吹氮时间，长则2分钟以上。在生产中吹氮气机位控制在距液面5米左右效果较好，氮气压力根据总管压力越高越好，吹溅到炉口可见炉渣颗粒蹦起时抬机放渣，时间大约是1左右分钟，使炉渣中的金属液滴有充分的时间通过渣层向钢液中转移，能有效的促进渣铁分离。


三、氮气吹扫留渣操作法应用效果


  通过氮气吹扫留渣操作方法即可有效去磷，又可节约石灰吨钢用量，同时减少恶劣铁水条件而造成的渣中带铁问题，有效的降低钢铁料消耗，通过试验标定每炉减少带铁0.3吨左右。全年效益=年出钢炉次*放渣比例*0.3*铁水单价=22000*5%*0.3*2200=72.6万。实际上正常铁水条件目前也采用氮气吹扫这种留渣操作，其效益远超于上述结果。


四、结论


  氮气吹扫留渣操作该措施有效的解决了不锈钢管厂家生产过程中的高硅铁水冶炼熔时长、冶金石灰溶剂消耗高、过程易跑渣、渣铁不容易分离造成放渣带铁，从而钢铁料消耗高，容易焊渣罐等问题，最终实现了降本增效的目的。