胡福荣

( 山东钢铁股份有限公司济南分公司炼钢厂，山东济南250101)

摘要: 针对高铬铁水转炉炉渣组分不适应造成的化渣困难，中后期喷溅、钢铁料损失严重等技术难题，进行转炉高铬铁水冶炼技术攻关。采用优化吹炼制度，铁水对折和高铬铁水冶炼工艺制度等技术措施，有效地解决了冶炼过程化渣困难，中后期喷溅、钢铁料损失严重及粘枪严重等技术难题。取得了较好的效果。

关键词: 转炉; 冶炼; 高铬铁水; 化渣; 优化

1 引言

济钢炼钢厂45 t 区三座转炉自投产以来，入炉铁水条件稳定，冶炼效果良好。但随着铸管公司使用低价铬镍矿，降低炼铁成本，炼钢厂45 t 转炉入炉铁水铬的质量分数明显提高( Cr 含量在1．00%左右) ，由此造成了化渣困难，中后期喷溅、粘枪、粘烟道、钢铁料损失严重等技术难题。为此，炼钢厂45 t区进行了工艺研究，通过一系列攻关措施，解决了高铬铁水冶炼的难题。

2 冶炼特点

高铬铁水通过汽车罐送往45 t 区后，铁水温度在1 200～1 350 ℃，装入制度为42 t 铁水+5 t 废钢，化学成分及温度见表1 所示。

高铬铁水冶炼难点如下。

2．1 前期成渣困难

铬与氧的亲和力和锰与氧的亲和力相当，炼钢过程中会被大量氧化，氧化的产物主要有CrO、Cr₂O₃、Cr₃O₄三种。酸性渣下铬被氧化成显碱性的CrO，并可与渣中的SiO₂生成CrO·SiO₂，在碱性渣下主要被氧化成显中性的Cr₂O₃，并可与渣中的二价碱性氧化物生成MeO·Cr₂O₃尖晶石型的铬酸盐;Cr₂O₄则可以看成CrO·Cr₂O₃。铬的氧化物在熔渣中的溶解度均不大，一般不超过10%，加之它们的熔点都很高，如Cr₂O₃的熔点为2275 ℃，所有冶炼中只要少量的铬氧化物就会有固态铬的氧化物析出，使钢及渣的粘稠度急剧上升。因此，高铬铁水造成了化渣困难。

2．2 中后期易喷溅

随着转炉过程温度的升高，铬的氧化反应为:

4［Cr］+6( FeO) = 2Cr₂O₃+6［Fe］

G= -342140+86．28T

从上式中可以看出，铬的氧化是铬强放热反应。通过计算，在熔池温度1 500 ℃、铬质量分数被氧化至0．3%左右、炉渣FeO 活度在0．65 左右时，上式反应能达到平衡。随着熔池脱碳的进行，熔池温度不断升高，铬的氧化反应会朝逆向进行，铬会逐渐从渣中还原出来，同时产生大量氧化铁引起喷溅，造成钢铁料损失严重。

2．3 氧枪易粘钢，处理氧枪占用大量作业时间

吹炼前期，因前期化渣困难，渣中( FeO) 相对较低，吹炼过程中，炉渣易返干，渣层不能较好的覆盖钢液面，返干带出的钢水极易发生氧枪粘钢^［1］。

3 高铬铁水攻关措施

3．1 采取“贴水对折”工艺

为了减少喷溅，使转炉顺行，针对高铬铁水中铬的含量和影响，对工艺进行了调整: 控制入炉铁水铬含量在0．6%以下，根据选择性氧化机理，冶炼初期碳含量高，温度在1322 ℃以上，可以实现铬的少氧化，针对铸管高铬铁水温度低和铬高的情况，对高铬铁水采取了“铁水对折”工艺，对高铬铁水和常规铁水进行对折，控制入炉铁水的铬在0．6%以内，提高入炉温度。

3．2 含铬铁水冶炼的工艺优化

根据含铬铁水在转炉内的影响机理进行研究，对转炉的造渣料结构和供氧制度进行了调整。转炉操作优化: 为了防止前期的返干严重，充分利用FeO和MnO 的降低炉渣熔点的作用，前期加入300 ～ 500kg 矿石，枪位提高，以改善前期炉渣流动性，吹炼到6 min 时，由于温度升高，部分氧化铬会被还原，造成炉渣流动性变好，氧枪要适当降低，避免大喷，具体规定为:

⑴及时了解铁水成分、温度和折包情况，根据铁水Cr 含量确定是否按高Cr 工艺操作。

⑵前期氧压按0．95～1．0 MPa 控制，低枪位点火后，迅速提高枪位化渣，比常规铁水冶炼前期枪位高200～300 mm。根据铁水硅/磷含量确定石灰用量，第一批料石灰加入量按总量的2 /3 控制。铁水温度高时，一批料加入300 ～ 500 kg 矿石化渣，铁水温度较低时可加入少量萤石化渣。

⑶前期来渣后，逐步将氧压控制到0．8 MPa 左右，根据化渣情况适当调整枪位，同时加入剩余石灰，根据炉渣和温度控制加入石子或矿石调温调渣。

⑷在吹炼到6 min 时，氧枪枪位要降低比正常枪位稍低50～100 mm，避免大喷。

⑸吹炼9 min 左右后，根据炉渣活跃程度逐步提高氧压和降低枪位，拉碳氧压控制在1．0 MPa 左右，拉碳枪位按常规铁水枪位控制。

4 实际效果

4．1 工艺优化后渣样分析

通过以上工艺调整，对渣样进行了分析，结果如表2 所示。

从以上渣样分析结果看，经过工艺调整，Cr₂O₃含量控制在了4．0%以下的合理范围。

4．2 工艺优化后钢铁料对比

通过工艺调整，使转炉操作稳定，对工艺调整前后2013 年11 月的数据进行了对比。

11 月13 日开始冶炼高铬铁水，11 月8 日试验3 炉HＲB400-2，11 月13 日-19 日夜班整罐冶炼81炉HＲB400-1 和86 炉HＲB400-2，19 日白班－30 日折罐冶炼202 炉HＲB400-1 和123 炉HＲB400-2，共试验高铬铁水14100．29 t，钢铁料情况如表3 所示。

从以上数据看通过工艺调整使钢铁料消耗降低了28．51 kg /t。

5 结语

高铬铁水通过技术攻关，采取铁水对折工艺，合理的优化造渣料结构和供氧制度，有效的解决了高铬铁水化渣困难，中后期喷溅、钢铁料损失严重及粘枪严重等技术难题。

参考文献:

［1］ 吴文东，彭波，代宾，等．低硅铁水冶炼工艺实践［J］．中国冶金， 2007，17( 10) : 14-22．