钢轨钢高效化稳定冶炼技术.doc

钢轨钢转炉高效冶炼技术 摘要：本文针对转炉冶炼钢轨钢存在冶炼时间长，炼成率低等问题，开展了全量铁水脱硫，钢轨钢转炉高效冶炼技术的研究与应用，使钢轨钢转炉冶炼时间缩短到31.92 min，品种炼成率达98.42%，极大地提高了转炉冶炼钢轨钢的生产质量和生产效率，保证了钢轨钢高效连铸的工艺生产。 关键词：钢轨钢 铁水脱硫 转炉高效冶炼 0 前言 转炉冶炼钢轨钢，既要保证钢水成分和温度的控制精度，又要与高效连铸的生产节奏一致，生产出高质量铸坯，因此对转炉的高效冶炼提出了更高的要求。 由于历史原因及含钒铁水的特殊性，攀钢铁水预处理工艺复杂，不能实现全量铁水脱硫，对转炉冶炼影响较大。转炉供氧强度低，冶炼钢轨钢采用拉碳法终点控制，转炉造渣不合理，脱磷效果不好等致使钢轨钢炼成率只有70%左右，且冶炼时间长，冶炼周期与连铸浇注周期不匹配，影响了连铸正常的浇钢节奏，对钢轨钢的高效生产形成较大的制约。 为此，开展了钢轨钢转炉高效化冶炼技术研究，优化了铁水预处理工艺流程，实现了全量铁水脱硫，钢轨钢转炉冶炼时间由44.0min缩短到31.92 min，冶炼周期缩短到42.64min，钢轨钢炼成率达到98.42%，大大提升了转炉冶炼钢轨钢的生产效率，有力的保证了钢轨钢高效连铸的工艺生产。 1 全量铁水（半钢）脱硫工艺研究 1.1 建立组罐脱硫—扒渣—提钒一一对应模式 1.1.1组罐脱硫 为了提高脱硫通过能力，稳定铁水罐装量，减少组罐频率，将组罐放在脱硫前，重量控制在110～135t，用专用罐脱硫。组罐与未组罐相比，铁水装入量增大了7.5%，脱硫罐净空高度由不到300mm提高到500mm，更能保证脱硫效果，减少脱硫喷溅。 1.1.2 扒 渣 原脱硫铁水采用地面撇渣去渣，去渣时间长，温度损失大，而且是逆流程，增加了生产调度的难度，限制了吊车、罐车的运营能力。为了解决地面撇渣存在的问题，将撇渣工艺改为扒渣工艺，扒渣平台建在脱硫后、提钒炉前，铁水入提钒炉前不再组罐，扒渣后直接兑入转炉提钒，工艺流程更加稳定顺行。 扒渣工艺与撇渣相比，去渣时间缩短了2min，入提钒炉温度提高了约10℃。 1.1.3 脱硫铁水通过能力 铁水预处理采用组罐脱硫—扒渣—提钒一一对应后，铁水入提钒炉前不再组罐，混铁炉半钢组罐频率也大大减少，生产节奏紧凑，工艺流程更加顺畅，生产组织的难度大大降低，提高了铁水预处理工序的运营效率，脱硫铁水的通过能力进一步提高。 1.2 Ⅲ部脱硫技术消化 攀钢Ⅰ、Ⅱ部铁水脱硫经过优化措施后，提高了铁水脱硫通过能力，但要消化掉所有铁水的脱硫任务，生产组织仍然比较紧张，特别是铁水产能扩大到500万吨以上后，Ⅰ、Ⅱ部脱硫站不能保证铁水全量脱硫，因此公司建成投产了Ⅲ部脱硫站，为实现铁水全脱硫创造了条件。 Ⅲ部脱硫装备采用镁+石灰型复合喷吹脱硫工艺。投产初期，常常出现脱硫工艺不顺，脱硫效果极不稳定，半钢条件得不到保障，严重影响了转炉炼钢的正常生产。 在生产试验过程中，对Ⅲ部脱硫设备的使用进行改进和技术消化，使Ⅲ部脱硫站脱硫能力逐步达产达效，且脱硫效果满足钢材品种质量的要求。 1.3 脱硫综合效果 脱硫后的铁水经转炉提钒、组罐或因脱硫渣扒除不尽，入转炉炼钢前会出现不同程度的回硫或增硫现象。入转炉半钢（铁水）[S]含量指标体现铁水预处理的综合效果。 图1-1 为冶炼钢轨钢的入炉半钢（铁水）硫含量分布图。由图可见，[S]0.002~0.020%占90.57%，[S]＞0.025%的只占4.23%，平均[S]含量为0.0135%。脱硫综合效果较好，为钢轨钢转炉高效冶炼提供了良好的入炉条件。 图1-1 入炉半钢（铁水）S含量分布 1.4 铁水脱硫比 经过铁水预处理工艺的优化、改造，脱硫处理量大幅度提高。图1-2为2000～2005年攀钢铁水脱硫比（脱硫处理量与进炼钢厂铁水总量之比）的变化。由图可见，铁水脱硫比逐年提高，至2005年脱硫比达到100%，实现了铁水全量脱硫，有力的保证了转炉炼钢入炉铁水（半钢）的稳定性。 图1-2 2000～2005年铁水脱硫比的变化 2 钢轨钢转炉高效冶炼技术 2.1转炉终点控制技术 2.1.1终点控制静态模型的建立 为了适应全连铸生产，研究与之相适应的转炉高效化冶炼技术，确立了钢轨钢增碳法冶炼制度，转炉终点控制采用低拉碳工艺模式，解决了冶炼钢轨钢在工艺制度上存在的弊端。 2.1.1.1终点控制静态模型 终点控制静态模型简要概括为以下三个基本模型。 （1）温度预报模型 在氧气工作压力一定的条件下，炉内熔池温度等于供氧时间的函数 Tf＝T0＋VT （-1） 式中：Tf —熔池目标温度，℃；T0 —入炉温度值，℃； —供氧时间，min； V