轉(zhuǎn)爐煉鋼熱補(bǔ)償降低終點(diǎn)碳氧積

轉(zhuǎn)爐煉鋼熱補(bǔ)償降低終點(diǎn)碳氧積

摘要：鋼水終點(diǎn)碳氧積數(shù)量增加通常意味著鋼水中含氧量較高，在這種情況下轉(zhuǎn)爐煉鋼在脫氧過程中形成雜物的數(shù)量會隨之增加，生產(chǎn)成本和鋼水質(zhì)量也會受到影響，因此在轉(zhuǎn)爐煉鋼中通過有效措施降低終點(diǎn)碳氧積是比較重要的內(nèi)容。在轉(zhuǎn)爐煉鋼的各項(xiàng)內(nèi)容中，熱補(bǔ)償對于重點(diǎn)碳氧積的數(shù)值具有一定影響，熱補(bǔ)償足夠的情況下鋼水的終點(diǎn)溫度會控制在合理范圍內(nèi)，不容易出現(xiàn)溫度過高增加碳氧積問題。而通過提升轉(zhuǎn)爐煉鋼熱補(bǔ)償技術(shù)的質(zhì)量水平，則能夠有效降低終點(diǎn)碳氧積。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；熱補(bǔ)償；降低終點(diǎn)；碳氧積轉(zhuǎn)爐煉鋼中終點(diǎn)鋼水的氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)會影響到金屬收得率，對煉鋼中鋼水的反應(yīng)質(zhì)量和速率產(chǎn)生影響，同時也會進(jìn)一步影響到鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量水平。而轉(zhuǎn)爐碳氧積作為評價其鋼水中碳氧成分內(nèi)容，其數(shù)值的高低與煉鋼的水平表現(xiàn)也具有密切的關(guān)聯(lián)。轉(zhuǎn)爐煉鋼中碳氧積數(shù)值較低，則證明其鋼水中氧含量較低，脫氧過程中產(chǎn)生的雜物數(shù)量隨之減少，鋼水的質(zhì)量較好，能夠提供更好的鋼鐵生產(chǎn)[1]。而在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，通過有效的措施途徑降低其重點(diǎn)碳氧積也成了比較重要的研究內(nèi)容。終點(diǎn)碳氧積的各項(xiàng)影響因素中，出鋼溫度是影響鋼水重點(diǎn)碳氧積的重要內(nèi)容，而在鋼鐵生產(chǎn)過程中，利用熱補(bǔ)償技術(shù)對出鋼溫度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，能夠保證資源合理利用的情況下更好的降低碳氧積，有利于提升其煉鋼質(zhì)量。一、降低鋼水終點(diǎn)碳氧積的意義轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，鋼水終點(diǎn)碳氧積是關(guān)系鋼水質(zhì)量的關(guān)鍵要素之一，碳氧積通常以公式方式進(jìn)行計(jì)算，表達(dá)式=c(C)·c(O)，是用以衡量鋼中含氧量的關(guān)鍵依據(jù)。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，若碳氧積水平維持在較低狀態(tài)下，則可以有效降低合計(jì)消耗量，同時減少脫氧過程中形成夾雜物數(shù)量，因此在煉鋼過程中具有比較重要的意義。現(xiàn)階段轉(zhuǎn)爐煉鋼中經(jīng)常選擇底吹工藝來加強(qiáng)鋼水?dāng)嚢?，通過底吹攪拌的方式讓鋼水的成分結(jié)構(gòu)以及溫度保持均勻狀態(tài)，從而有效增加鋼水與爐渣的反應(yīng)面，在這一基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)爐煉鋼的碳氧反應(yīng)會趨于平衡，能夠幫助降低其中氧含量，從而降低碳氧積數(shù)值[2]。在這一操作過程中，不僅碳氧積的數(shù)值隨之下降，轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的夾雜物也會隨之上浮，便于進(jìn)行后續(xù)處理，能夠更好地提升轉(zhuǎn)爐煉鋼的質(zhì)量水平。在有降低鋼水終點(diǎn)碳氧積的策略中，由于其反應(yīng)與溫度、鋼水等因素相關(guān)，因此在轉(zhuǎn)爐煉鋼時在一定范圍內(nèi)降低出鋼溫度有利于降低鋼水終點(diǎn)碳氧積數(shù)值，而轉(zhuǎn)爐煉鋼的鋼液平均深度越高碳氧積越高，因此降低鋼液的深度，使其維持在“零位”也有利于降低鋼水終點(diǎn)碳氧積[3]。鋼水終點(diǎn)碳氧積的降低，一方面有利于提升鋼水質(zhì)量，減少夾雜物數(shù)量，從而提升煉鋼的質(zhì)量水平。另一方面，轉(zhuǎn)爐煉鋼中通過合理的方式和途徑探究降低鋼水終點(diǎn)碳氧積的措施與方法，也便于更深入的了解轉(zhuǎn)爐煉鋼的管理方式，能夠進(jìn)一步推動鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。二、影響轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳氧積的主要因素轉(zhuǎn)爐鋼水碳氧積的產(chǎn)生與溫度、鋼液深度相關(guān)，而在鋼鐵生產(chǎn)的研究中轉(zhuǎn)爐煉鋼的流程中的各環(huán)節(jié)也會對碳氧積數(shù)值產(chǎn)生影響。有研究顯示，轉(zhuǎn)爐煉鋼中爐齡、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、終點(diǎn)溫度等因素對碳氧積都有一定影響，通過分析各項(xiàng)因素影響碳氧積的主要規(guī)律便于后續(xù)完善轉(zhuǎn)爐煉鋼的工藝水平[4]。其中，爐齡對碳氧積的影響隨著爐齡增加而呈現(xiàn)有規(guī)律的緩慢增大，這與轉(zhuǎn)爐設(shè)備在生產(chǎn)中轉(zhuǎn)爐底吹設(shè)備隨著爐齡增加而逐漸受損相關(guān)，由于轉(zhuǎn)爐使用年限的增加，轉(zhuǎn)爐底吹設(shè)備中供氣元件等會受到影響，影響了底吹效果，進(jìn)而導(dǎo)致碳氧積水平上升。終點(diǎn)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對碳氧積也有一定的影響，當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時，為了達(dá)到脫碳的目的，轉(zhuǎn)爐的吹煉模式需要增強(qiáng)攪拌力；而碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高時，吹煉模式的攪拌力會隨之下降。當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.03%時，碳氧反應(yīng)的動力學(xué)條件表現(xiàn)良好，碳氧積指數(shù)也比較低；而當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過相應(yīng)指標(biāo)，并且不斷增加后，碳氧積分?jǐn)?shù)也會隨之增加。終點(diǎn)溫度對于碳氧積數(shù)值也具有比較重要的影響，轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點(diǎn)溫度變化范圍在1610℃—1700℃之間時，可發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐碳氧積會隨著轉(zhuǎn)爐溫度的增加而增加，根據(jù)熱力學(xué)原理分析，則可發(fā)現(xiàn)此時生產(chǎn)中的碳氧反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高會導(dǎo)致反應(yīng)反向向左，繼而增加其碳氧積，反之若出鋼溫度隨之降低，則會降低終點(diǎn)碳氧積數(shù)值[5]。三、轉(zhuǎn)爐煉鋼熱補(bǔ)償降低終點(diǎn)碳氧積的研究轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱補(bǔ)償技術(shù)是一種為煉鋼生產(chǎn)提供額外熱量補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)手段，有利于調(diào)節(jié)出鋼的溫度，進(jìn)而將煉鋼中的各項(xiàng)參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)，提升鋼水質(zhì)量。熱補(bǔ)償技術(shù)是轉(zhuǎn)爐煉鋼中比較重要的技術(shù)內(nèi)容，在轉(zhuǎn)爐煉鋼中，若熱補(bǔ)償措施不足，則會加劇鐵氧化，繼而增加碳氧積數(shù)量，因此在轉(zhuǎn)爐煉鋼合理的運(yùn)用熱補(bǔ)償，有利利于降低碳氧積，也是本次研究的重點(diǎn)內(nèi)容。轉(zhuǎn)爐煉鋼中比較常用的熱補(bǔ)償技術(shù)包括廢鋼預(yù)熱技術(shù)、改善轉(zhuǎn)爐爐氣二次燃燒、提高轉(zhuǎn)爐熱效率、增加發(fā)熱材料等，上述熱補(bǔ)償技術(shù)都是通過額外補(bǔ)充熱量達(dá)到補(bǔ)償目的的技術(shù)手段，而隨著技術(shù)的發(fā)展，在基礎(chǔ)熱補(bǔ)償技術(shù)條件上對煉鋼細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，能夠進(jìn)一步提升熱補(bǔ)償技術(shù)的質(zhì)量水平。根據(jù)碳氧積數(shù)值變化規(guī)律可發(fā)現(xiàn)，降低出鋼溫度是降低碳氧積的重要途徑，轉(zhuǎn)爐煉鋼的爐內(nèi)或爐外預(yù)熱溫度一般不超過1000℃。轉(zhuǎn)爐煉鋼的熱量主要來源于鐵水的物理熱量以及其中元素氧化的熱量，在常規(guī)生產(chǎn)模式下可以通過冷卻劑降低煉鋼的終點(diǎn)溫度，但隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的不斷發(fā)展以及國家和行業(yè)政策的不斷優(yōu)化，通過在轉(zhuǎn)爐煉鋼中增加廢鋼量減少鐵水量，進(jìn)行煉鋼溫度降溫的應(yīng)用也比較廣泛。但在低鐵耗情況下，轉(zhuǎn)爐煉鋼的剩余熱量融化廢鋼數(shù)量有限，需要通過熱補(bǔ)償來保證重點(diǎn)溫度以及成分命中。而應(yīng)用熱補(bǔ)償技術(shù)，通過降低鋼水中碳含量，形成過吹，降低鋼水回收率，增加脫氧劑消耗量；依靠氧化鋼中鐵元素升溫造成鋼水與爐渣過氧，增加合金消耗量；加入提溫劑，硅、錳鐵、鐵塊等都能夠提供比較好的熱補(bǔ)償，確保轉(zhuǎn)爐煉鋼的出鋼溫度穩(wěn)定[6]。以首鋼京唐公司煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐煉鋼為例，根據(jù)影響轉(zhuǎn)爐碳氧積控制因素的分析，通過更改濺渣護(hù)爐和補(bǔ)護(hù)系統(tǒng)，通過300t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行低轉(zhuǎn)爐碳氧積降低控制，在工作中優(yōu)化底吹流量和底吹孔分布，進(jìn)而達(dá)到底吹與爐齡同步的效果，將轉(zhuǎn)爐出鋼溫度從1682℃降到1676℃，使?fàn)t底殘厚控制在600～700mm，底吹流量控制在800～1000m3/h，爐齡7126爐時，全爐役平均碳氧積為0.0023，實(shí)現(xiàn)了每爐鋼節(jié)省合金鋁鐵88.5kg，降低了碳氧積的同時，也實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在相關(guān)研究中，通過焦炭氧化產(chǎn)生熱量補(bǔ)償轉(zhuǎn)爐熱平衡，能夠提升終點(diǎn)碳、錳等元素的含量，并且有效減少鋼水的含氧量，對于降低終點(diǎn)碳氧積具有良好的作用。結(jié)束語：轉(zhuǎn)爐煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)過程中極為重要的環(huán)節(jié)，在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中各項(xiàng)工藝技術(shù)都有可能對鋼水質(zhì)量造成影響，其中鋼水終點(diǎn)碳氧積更是重點(diǎn)控制要素。轉(zhuǎn)爐煉鋼中碳氧積水平過高不僅影響煉鋼的成本，也會影響最終的成鋼質(zhì)量，因此在煉鋼過程中通過有效措施降低碳氧積是比較重要的內(nèi)容。轉(zhuǎn)爐煉鋼中熱補(bǔ)償技術(shù)是能夠?qū)檗D(zhuǎn)爐煉鋼補(bǔ)充額外熱量的技術(shù)，在這一過程中可以有效減少煉鋼中種種因素導(dǎo)致的轉(zhuǎn)爐溫度異常拜年話，繼而確保鋼水與爐渣發(fā)生良好的反應(yīng)，減少鋼水中氧含量，有效的降低碳氧積。隨著轉(zhuǎn)爐煉鋼中熱補(bǔ)償技術(shù)的水平不斷發(fā)展，通過熱補(bǔ)償降低終點(diǎn)碳氧積的效果也逐漸改善。Reference：[1]李柏,劉廣全,戴宇.轉(zhuǎn)爐煉鋼焦炭熱補(bǔ)償?shù)膶?shí)踐[J].廣西節(jié)能,2021,20(02):35-36.[2]陳均,曾建華,陳煉,戈文蓀,楊森祥.攀鋼半鋼冶煉熱補(bǔ)償工藝開發(fā)及應(yīng)用[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào),2020,32(07):618-625.[3]時偉偉.焦炭在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].福建冶金,2019,48(05):20-23.[4]于