6对有效利用脱硫铁水在吹氧转炉中冶炼低硫钢问题的探讨.doc

对有效利用脱硫铁水在吹氧转炉中冶炼低硫钢问题的探讨 (1.乌克兰科学院涅克拉索夫钢铁研究院，2.中乌合资营口戴斯玛克高新技术有限公司,3.中国金属学会) 维尔贡A.C 1，舍甫钦柯А.Ф1 ，科尔钦柯В.П 1 ，季斯里亚科夫В.Г1，刘东业2，苏天森3。 在吹氧转炉冶炼过程中，渣的碱度（CaO/SiO2）大于2时，便有相当数量的硫从金属熔体被脱出。在转炉冶炼的最后阶段，渣的碱度通常为3～3.5（当渣的碱度(3.5～4.0时，必须增加可使渣熔点降低的物料用量）。 渣的容硫能力可用硫在渣和金属间的分配系数（(S=(S)/[S]）来判定，在冶炼结束时该值通常波动在4～7。 转炉中金属的脱硫率一般用式（1）来评价： D%= （1） 这个式子对于采用非脱硫铁水的冶炼条件（铁水硫0.030%～0.050%）是正确的，因为在这种情况下铁水中的硫量和废钢中的硫量是可估量的，转炉熔池中约70%硫是铁水带进来的。 当转炉冶炼中采用脱硫铁水（铁水硫0.005%～0.010%）时，这个计算转炉熔池脱硫率的式子就须重新审视了，因为向转炉熔池供硫的其它炉料（废钢，高炉渣，石灰等）的作用提高了。 在采用脱硫铁水的情况下，如果再用传统方法来计算转炉熔池的脱硫率会得出负值，它给了某些专家大谈“金属-渣”系中发生了“回硫”的口实。实际上在这种情况下，把金属熔体中的硫来源解释为：熔化的废钢，添加的石灰等，以及可能还有随铁水而来的脱硫后包顶渣带入转炉的更为合理些。在采用了脱硫铁水而又用传统方法计算脱硫率的情况下，未被考虑的因素（废钢，石灰，包顶渣）带进转炉的硫高于50%。正是由于这个原因，建议在利用脱硫铁水情况下评价转炉熔池的脱硫率采用下式（2）： D%= （2） 式中qs铁水、qs废钢、qs石灰——分别为铁水、废钢和石灰带入到转炉熔池中的硫量； 而qs金属——为转炉金属中所含的硫量。 当所用铁水中硫量为0.035-0.040%及所加废钢质量一般时，转炉金属的脱硫率为30～40%[1]，这可以保证冶炼出含硫量为0.020～0.025%的钢水，但不能满足许多低硫钢种的要求。 鉴于在通常情况下约70%的硫是由铁水带进转炉熔池的，所以采用脱硫铁水炼钢作为降低钢中硫量手段的炼钢工艺方案是合乎逻辑的并被证明是有效的。大多数钢铁企业正是沿着这个路子改造或新建了铁水预处理脱硫线来装备自己。 然而在不少情况下，生产条件未达到以脱硫铁水冶炼低硫钢的预期效果。其原因在于某些工艺和某些炼钢工作者没有考虑到其它因素。首先，是废钢铁带进的硫（废钢铁中的硫有可能达到0.10～0.15%）。其次是铁水脱硫后残留在兑铁包顶渣中的硫（这种残留渣中的硫可能达到2～3%）。第三个因素就是石灰的质量了（石灰中的硫可能达到0.100%）。此外须要考虑的就是下列的情形：碱度为2.5～3.0的转炉渣在通常条件下可以保证在转炉熔炼最后阶段使硫的分布系数波动在4～7的范围内，而当铁水中硫含量为0.005%～0.010%时，则转炉渣已经不是脱硫系物料了。在这种情况下，在转炉熔炼过程中硫即从熔化的废钢中转入到金属熔体中，并在此提高其浓度，而现有的渣则已无力将其从金属熔体中提取出去，因为硫的实际分配系数已经高于平衡分配系数了。 在本论文的写作的过程中，我们针对不同硫量的脱硫铁水，不同扒渣率（从60%～95%）和不同质量的废钢（含硫量0.010%，0.040%和0.100%）情况，对不同炉料带进转炉的硫量进行了一整套的计算、分析和评价。 图1 废钢，兑铁包顶渣和铁水带入转炉中的硫量与铁水中硫含量的关系 钢中硫量：0.010%-?；0.040%-○；0.100%-□。 右侧曲线旁的数字为兑铁包顶渣的扒除率（60～95%）。 从图1中提供的关系曲线可以看出：把铁水中硫含量从0.040%降低到0.005%，如与外购的劣质废钢（含硫量达0.100%）以及铁水低扒渣率（60%）相配合，只能把随同这些炉料进入转炉的硫量从0.58kg/t炉料降低到0.45kg/t炉料，这相当于熔体中硫浓度为0.045%，也就是说，把铁水中的硫含量降低约1/8，也仅仅把全部炉料带入转炉的硫量减少23%左右（）。 如果利用厂内自产的废钢（含硫量约0.040%）与含硫0.005%的脱硫铁水相配合，即可把金属熔体中的硫浓度视不同的扒渣率（60-95%）分别降至0.030-0.015%的水平。 采用含硫量0.010%的低硫废钢，含硫量0.005%的脱硫铁水和达到90-95%包顶渣扒除率时效果最好。这时，进入转炉的硫量降到0.08-0.10kg/t炉料的水平，这与金属熔体中0.008-0.010%的硫