國(guó)內(nèi)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的幾個(gè)技術(shù)問題-楊文遠(yuǎn)

1、國(guó)內(nèi)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的幾個(gè)技術(shù)問題鋼鐵研究總院工藝所楊文遠(yuǎn)2009-4-11轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力及容量分布 我國(guó)2008年底的煉鋼能力約為6.6億噸/年，其中轉(zhuǎn)爐煉鋼能力約為5.6億噸，電爐鋼1.0億噸（15%），不同容量轉(zhuǎn)爐的分布如表1。表1 國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐的容量分布轉(zhuǎn)爐類型座數(shù)%噸位%平均容量大型轉(zhuǎn)爐345.52891020.19262.1中型轉(zhuǎn)爐15124.511840041.69121.9小型轉(zhuǎn)爐43169.971683038.1239.0合計(jì)6161004414010071.7表2 國(guó)內(nèi)大型轉(zhuǎn)爐（200300噸）的噸位及座數(shù)序號(hào)廠 名噸位´座數(shù)序號(hào)廠 名噸位´座數(shù)1寶鋼一煉鋼30

2、0´37鞍鋼三煉軋250´32寶鋼二煉鋼250´38馬鋼四煉軋300´23武鋼三煉鋼250´39武鋼四煉鋼200´24首鋼二煉鋼210´310鞍鋼鲅魚圈300´35首鋼遷安210´311邯鋼四煉鋼300´26包鋼二煉鋼210´212曹妃甸(京唐)300´3 共計(jì)12個(gè)煉鋼廠，34座轉(zhuǎn)爐，總計(jì)8910公稱噸。我國(guó)轉(zhuǎn)爐的總噸位及爐子總座數(shù)都是世界第一，但爐子的平均噸位為71.7噸/爐，遠(yuǎn)低于世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。近年來(lái)我國(guó)新建了很多大、中型轉(zhuǎn)爐，但同時(shí)新建了更多的小型轉(zhuǎn)爐，使得我國(guó)

3、轉(zhuǎn)爐平均噸位近17年內(nèi)僅增加了29.1噸/爐（1992年轉(zhuǎn)爐148座，總?cè)萘?305噸，平均42.6噸/爐）。在我國(guó)小型轉(zhuǎn)爐中，多數(shù)小于50噸。近幾年新建的轉(zhuǎn)爐多數(shù)在100噸以上，其中包括鞍鋼、武鋼、馬鋼、京唐等大型轉(zhuǎn)爐廠，這部分鋼廠的裝備條件屬于當(dāng)前世界上的先進(jìn)水平，在今后煉鋼生產(chǎn)中將起到重要作用。我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼的年產(chǎn)能力大約過剩1.4億噸，首先應(yīng)該關(guān)停小轉(zhuǎn)爐，大、中型轉(zhuǎn)爐中的陳舊設(shè)備也應(yīng)部分關(guān)閉。近十幾年國(guó)外鋼鐵企業(yè)都在淘汰落后設(shè)備，爐子的平均容量加大，數(shù)目減少。例如德國(guó)自1970年以來(lái)轉(zhuǎn)爐由45座減少到22座，電爐減少60座，平爐全部淘汰。法國(guó)的轉(zhuǎn)爐由29座減少到9座，淘汰了全部平爐。日本

4、改造了一些落后的轉(zhuǎn)爐廠，如和歌山廠采用了新工藝由6座轉(zhuǎn)爐減為3座轉(zhuǎn)爐，其鋼產(chǎn)量不變。美國(guó)的轉(zhuǎn)爐數(shù)目減少部分原因是被電爐短流程代替。近十幾年來(lái)國(guó)外新建大型轉(zhuǎn)爐廠不多，主要是俄羅斯幾個(gè)鋼廠的平爐改成200300噸的大型轉(zhuǎn)爐。巴西和印度新建了幾座中型轉(zhuǎn)爐。國(guó)外主要產(chǎn)鋼國(guó)家轉(zhuǎn)爐平均噸位為200噸/座。我國(guó)轉(zhuǎn)爐平均噸位為發(fā)達(dá)國(guó)家的1/3。2轉(zhuǎn)爐高效吹氧技術(shù)采用轉(zhuǎn)爐高效吹氧技術(shù)的目的是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率，降低成本和淘汰落后設(shè)備。自1996年以來(lái)鋼鐵研究總院在唐鋼、漣源鋼廠、海鑫鋼廠、太鋼、首鋼、寶鋼、武鋼等22個(gè)鋼廠進(jìn)行了強(qiáng)化轉(zhuǎn)爐供氧操作的研究。通過提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度和優(yōu)化造渣操作，使轉(zhuǎn)爐煉鋼的吹氧時(shí)間縮短1.

5、53分/爐，鋼產(chǎn)量提高815%。在進(jìn)行轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化供氧研究中，通常進(jìn)行以下工作：測(cè)量氧氣管道壓力損失。設(shè)計(jì)高供氧強(qiáng)化的噴頭。測(cè)量噴頭射流流場(chǎng)特性和進(jìn)行氧射流與熔池作用的水模試驗(yàn)。制訂新的供氧、造渣工藝制度，并通過在轉(zhuǎn)爐上進(jìn)行吹煉試驗(yàn)加以完善。在試驗(yàn)當(dāng)中對(duì)于化渣、噴濺、脫磷、脫硫等項(xiàng)目都要研究。為了系統(tǒng)地了解成渣過程與化渣狀況，還對(duì)爐渣的流動(dòng)溫度、巖相進(jìn)行了系統(tǒng)的檢測(cè)。通過上述研究，使轉(zhuǎn)爐煉鋼的供氧、造渣操作達(dá)到基本上合理。轉(zhuǎn)爐設(shè)備系統(tǒng)的改造通常包括加大氧槍直徑、提高轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)的排煙能力和煙氣凈化系統(tǒng)的能力。轉(zhuǎn)爐進(jìn)行強(qiáng)化供氧的設(shè)備改造和工藝研究的同時(shí)，還應(yīng)使鐵水、氧氣、石灰等原料供應(yīng)、連鑄的生產(chǎn)能力等

6、與轉(zhuǎn)爐的煉鋼能力的提高相適應(yīng)。近兩年寶鋼與鋼鐵研究總院合作進(jìn)行的“大型轉(zhuǎn)爐低硅鐵水高效吹煉技術(shù)研究”取得了良好效果。通過改進(jìn)氧槍噴頭參數(shù)，加入合成渣等措施，解決了低硅鐵水煉鋼化渣困難，脫磷率低，粘槍、粘煙罩等問題。同時(shí)，將轉(zhuǎn)爐的氧流量由5萬(wàn)Nm3/h提高到6萬(wàn)Nm3/h，縮短了供氧時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。2005年在寶鋼一煉鋼進(jìn)行的高效吹氧技術(shù)研究，將氧流量由6萬(wàn)Nm3/h提高到6.9Nm3/h，供氧強(qiáng)度達(dá)到3.83Nm3/t鋼。使吹氧時(shí)間保持在14.5min/爐左右。而且化渣、脫磷效果良好。使供氧強(qiáng)度達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。圖1是轉(zhuǎn)爐高效吹氧的技術(shù)方案示意圖。圖1 高效吹氧技術(shù)方案示意圖表3是幾個(gè)大、

7、中型鋼廠采用高效吹氧技術(shù)的效果。表3 采用轉(zhuǎn)爐高效吹氧技術(shù)的效果序號(hào)廠 名供氧強(qiáng)度Nm3/t.min縮短吹氧時(shí)間min/爐增加鋼產(chǎn)量(萬(wàn)噸/年)經(jīng)濟(jì)效益(萬(wàn)元/年)1寶山鋼鐵股份有限公司一煉3.892.12寶山鋼鐵股份有限公司二煉3.331.5102.9511118.63太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司4.14.020.534721.34湖南華菱漣源鋼鐵公司4.232.044.525620.85山西海鑫鋼鐵集團(tuán)公司4.01.519.06232.76四川省川威集團(tuán)有限公司4.131.331.04700.07萍鄉(xiāng)鋼鐵有限責(zé)任公司4.441.523.296234.8各轉(zhuǎn)爐鋼廠的其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也得到了適當(dāng)改

8、善，如寶鋼二煉鋼金屬收得率提高0.3%；太鋼二煉鋼脫磷率提高7.9%；首鋼三煉鋼金屬收得率提高0.26kg/t鋼，石灰消耗減少1.23kg/t鋼。轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭參數(shù)的選擇：轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭參數(shù)的選擇是轉(zhuǎn)爐高效吹氧的關(guān)鍵技術(shù)，由于氧槍噴頭參數(shù)較多，各鋼廠的原材料、生產(chǎn)品種、操作習(xí)慣等方面都有較大的差別。所以對(duì)于不同噸位的轉(zhuǎn)爐只能給出一個(gè)選擇噴頭參數(shù)的大致范圍，在生產(chǎn)中試用，再逐步進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。表4的數(shù)據(jù)供參考。表4 不同噸位轉(zhuǎn)爐噴頭參數(shù)范圍噴頭參數(shù)轉(zhuǎn)爐噸位(t)200300100200<100供氧強(qiáng)度(Nm3/t.min)3.24.03.44.33.84.6噴孔個(gè)數(shù)574534馬赫數(shù)1.92.3

9、1.82.21.72.0噴孔傾角(度)11161015914噴孔布置方式交錯(cuò)布置或同圓周布置交錯(cuò)布置或同圓周布置同圓周布置氧槍噴頭設(shè)計(jì)所需的公式是由熱力學(xué)和流體力學(xué)中一維可壓縮流推導(dǎo)出來(lái)的。對(duì)于氧氣可給出下列公式： T/TO =（1 + M2/5）-1 （1） r/rO =（1 + M2/5）-5/2 （2） P/PO =（1 + M2/5）-7/2 （3） A/A* =0.578/M（1 + M2/5）3 （4） （5）各式中T：絕對(duì)溫度，K°，A：管道截面積，cm2，r：氣體密度，kg/m3，M：馬赫數(shù)=氣體速度/音速，QO2：氧氣流量，Nm3/min，P：絕對(duì)壓力，kg/cm2

10、下標(biāo)符號(hào)：O指滯止?fàn)顟B(tài)，*指音速喉道狀態(tài)，該處M=1。供氧制度主要包括氧流量、工作氧壓及槍位曲線的制定。氧流量根據(jù)每爐鋼的供氧時(shí)間而定。當(dāng)噴頭參數(shù)確定之后氧流量與氧壓是線性關(guān)系，在氧壓、流量確定后，槍位高度決定氧射流對(duì)熔池的穿透深度。幾個(gè)鋼廠的穿透深度與熔池深度之比見表5。表5 幾個(gè)鋼廠轉(zhuǎn)爐吹煉過程的L/L0單 位爐容量/t吹煉初期吹煉中期吹煉末期寶鋼一煉3000.560.600.600.700.720.76太鋼二煉800.700.750.650.700.750.82首鋼三煉800.620.700.650.740.750.78漣源鋼廠1000.650.730.680.730.750.76海鑫鋼

11、廠900.590.640.550.620.730.77川威鋼廠700.650.700.610.670.700.76萍鄉(xiāng)鋼廠600.750.800.520.550.730.78 測(cè)量氧槍的管道壓力損失： 鋼鐵研究總院已為20多個(gè)鋼廠進(jìn)行管道壓力損失測(cè)定。部分測(cè)定結(jié)果見表6。表6 管道壓力損失測(cè)定值（MPa）及氧氣流速（m/s）單 位轉(zhuǎn)爐噸位(t)管道壓力損失(MPa)氧氣流速(m/s)寶鋼一煉3000.040.0539.8太鋼二煉800.100.1258.6首鋼三煉800.080.1057漣源鋼廠1000.080.1060.5海鑫鋼廠950.060.1055.7威遠(yuǎn)鋼廠700.060.0751萍

12、鄉(xiāng)鋼廠650.100.1260美國(guó)規(guī)定氧槍內(nèi)管氧氣的M值<0.2。法國(guó)、德國(guó)規(guī)定氧槍內(nèi)管的氧氣安全流速<60m/s。 圖2 氧氣管道壓力損失測(cè)定系統(tǒng)圖 目前轉(zhuǎn)爐槍位控制有以下幾種方式：（1）靜態(tài)模型+副槍動(dòng)態(tài)控制吹煉前期和中期，槍位高度和渣料加入量按靜態(tài)模型所設(shè)定的方式進(jìn)行。吹煉到總供氧量85%時(shí)用副槍測(cè)量鋼水溫度和含碳量，用動(dòng)態(tài)模型修正吹氧量和冷卻劑加入量。目前國(guó)內(nèi)、外大型轉(zhuǎn)爐多用這種方法控制槍位。圖3是寶鋼一煉鋼的槍位及加料圖示。圖3 典型操作過程（2）用爐氣定碳法控制吹煉槍位當(dāng)轉(zhuǎn)爐鋼廠的原料條件好，計(jì)量裝置精度高，計(jì)算機(jī)容量足夠時(shí)，可以根據(jù)爐氣定碳法所測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)合物料平衡計(jì)

13、算，來(lái)控制渣中氧所蓄積的體積（與渣中氧化鐵含量相對(duì)應(yīng)）使其維護(hù)在適當(dāng)?shù)臄?shù)值，這時(shí)可以防止噴濺和爐渣返干。當(dāng)爐渣中蓄積的氧氣體積超出預(yù)定值時(shí)，應(yīng)降低槍位，以減少渣中氧化鐵。反之，則應(yīng)提高槍位。這是轉(zhuǎn)爐吹氧操作的動(dòng)態(tài)控制技術(shù)，稱為Oxymetrie。渣中蓄積氧氣體積的控制范圍是根據(jù)吹煉過程氧平衡計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)觀察相結(jié)合而制定的。圖4是法國(guó)Solmer廠300噸轉(zhuǎn)爐槍位控制曲線。（3）用聲納儀、氧槍振動(dòng)儀控制槍位開始吹煉吹氧槍噴出的超音速射流產(chǎn)生的噪音強(qiáng)度很高，當(dāng)渣層厚度增加，一部分氧氣流股浸入渣層之后噪音強(qiáng)度下降。當(dāng)噴頭完全埋入渣層之后，渣層厚度與噪音強(qiáng)度之間的關(guān)系就不明顯了。聲納儀最早應(yīng)用于歐洲。柳

14、州鋼廠由盧森堡阿爾貝德公司引進(jìn)了這種設(shè)備。上海工大也成功開發(fā)了聲納儀，并在國(guó)內(nèi)一些鋼廠加以推廣。聲納儀用于控制轉(zhuǎn)爐吹煉初期的成渣過程效果明顯。日本川崎公司開發(fā)的氧槍振動(dòng)儀用于渣層已高于氧槍噴頭時(shí)防止噴濺較為有效。法國(guó)蒙德威勒鋼廠把它和聲納儀結(jié)合起來(lái)應(yīng)用取得了良好效果。一般講，氧槍加速計(jì)用于渣量大的轉(zhuǎn)爐效果更為明顯。圖5是蒙德威勒廠應(yīng)用聲納儀與氧槍振動(dòng)儀結(jié)合控制氧槍高度的記錄。（4）人工經(jīng)驗(yàn)控制槍位圖4 Solmer鋼廠300t轉(zhuǎn)爐供氧控制曲線圖5 聲納-氧槍振動(dòng)儀控制氧操作示意圖熔池脫碳速度： 熔池脫碳速度快是轉(zhuǎn)爐高效吹氧的特點(diǎn)，吹煉過程中熔池脫碳速度在不同階段相差很大。圖6是300噸轉(zhuǎn)爐實(shí)測(cè)

15、的熔池脫碳曲線。吹煉前期由于熔池中Si、Mn氧化，脫碳速度很低（0.130.20%C/min）；吹煉中期可達(dá)0.33%C/min。曲線中個(gè)別階段脫碳速度達(dá)到0.4%C/min。這是往爐內(nèi)加入礦石所致。Solmer廠的脫碳速度曲線是用爐氣定碳法測(cè)定的。寶鋼的脫碳曲線是用副槍取樣測(cè)定的。這是大型轉(zhuǎn)爐有代表性的脫碳曲線。圖7和圖8是用倒?fàn)t取樣的方法由80噸轉(zhuǎn)爐所測(cè)定的熔池脫碳速度曲線。兩爐的曲線形狀相近。這兩爐吹煉中期平均脫碳速度分別為0.43%C/min和0.48%C/min。這是中、小型轉(zhuǎn)爐采用高效吹氧時(shí)都能達(dá)到的脫碳速度（比一般吹煉時(shí)脫碳速度提高約0.10.12%C/min）。轉(zhuǎn)爐脫碳速度加快

16、，使脫碳期爐口的氣體平均速度由25.7m/s增加到35.0m/s。當(dāng)吹煉平穩(wěn)，這種脫碳速度并不會(huì)造成噴濺。噴濺往往是由于槍位高，渣中蓄積了超過平衡值的大量氧化鐵。當(dāng)條件具備時(shí)，渣中過量的氧化鐵與熔池中碳發(fā)生激烈的脫碳作用，形成爆發(fā)式噴濺。其脫碳速度至少超過正常脫碳速度的3倍。托馬斯轉(zhuǎn)爐用空氣吹煉，每爐鋼的吹煉時(shí)間與LD轉(zhuǎn)爐相近。其爐口氣體速度可以達(dá)到80m/s（高溫狀態(tài)），達(dá)到LD轉(zhuǎn)爐正常吹煉爐口煙氣3.2倍，正常情況下吹煉過程中并不發(fā)生大的噴濺。圖6 吹煉過程中脫碳速度的變化表7 轉(zhuǎn)爐熔池脫碳速度（%C/min）圖7 20261平均脫碳速度圖8 20262平均脫碳速度表8 鋼鐵研究總院完成的

17、轉(zhuǎn)爐煉鋼用氧技術(shù)項(xiàng)目序號(hào)合作單位廠名轉(zhuǎn)爐容量(t)達(dá)到的供氧強(qiáng)度(Nm3/t.min)轉(zhuǎn)爐供氧時(shí)間(min/爐)吹氧時(shí)間縮短(min/爐)增產(chǎn)鋼量(萬(wàn)t/年)研究年份備 注1太鋼二煉鋼804.1133.030200120022長(zhǎng)治鋼廠204.911.34.225200120023上鋼一廠(三轉(zhuǎn)爐)304.312.43.630200020014三明鋼廠204.313.23.425199820005南京鋼廠204.411.22.525199819996唐鋼二煉404.6511.42金部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)發(fā)明專利 579827萊鋼上鋼三廠30304.23.7研究新、舊噴頭射流變

18、化及對(duì)冶煉的影響19911992冶金部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)發(fā)明專利 422798濟(jì)鋼304.312.63.619939上鋼一廠(三轉(zhuǎn)爐)30中磷鐵水煉鋼的供氧造渣工藝研究199910攀鋼, 鞍山熱能院1202.8516.75.0二次燃燒率提高8.74%19871988冶金部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)發(fā)明專利11水城鋼廠30優(yōu)化轉(zhuǎn)爐供氧、造渣操作，縮短供氧時(shí)間，提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度2003200412首鋼三煉鋼80優(yōu)化轉(zhuǎn)爐供氧、造渣操作，降低氧槍內(nèi)管氧氣流速，噴頭壽命提高1倍以上20032004已完成合同指標(biāo)13寶鋼二煉鋼250出鋼量達(dá)到300噸，吹氧量由5.2萬(wàn)Nm3/h提高到6.0萬(wàn)Nm3/h，吹氧時(shí)間縮短1.5

19、min，周邊5孔噴頭壽命穩(wěn)定在200爐，提高噴頭壽命60%。20032004已完成合同指標(biāo)14威遠(yuǎn)鋼廠704.31324020032004已達(dá)到合同指標(biāo)15漣源鋼廠90,1054.23<132502004已完成合同指標(biāo)16海鑫鋼鐵廠90提高供氧強(qiáng)度，吹氧時(shí)間縮短2min。20042005已完成合同指標(biāo)17寶鋼一煉鋼300轉(zhuǎn)爐供氧量由6.0萬(wàn)Nm3/h提高到6.9萬(wàn)Nm3/h，3.8Nm3/t.min，吹氧時(shí)間縮短1.5min。20052006已完成合同指標(biāo)18武鋼三煉250氧流量由5.7萬(wàn)Nm3/h提高到6.3萬(wàn)Nm3/h，提高脫磷效率。20052006正在進(jìn)行19萍鄉(xiāng)鋼廠50供氧時(shí)間1

20、3min/爐，改善化渣，減少噴濺。20052006正在進(jìn)行20北營(yíng)鋼廠404.313.01.02007.1正在進(jìn)行21邯鄲三煉鋼120優(yōu)化供氧造渣操作，平均縮短吹氧時(shí)間1.0min/爐，提高槍齡2007.10正在進(jìn)行22萍鄉(xiāng)鋼廠70釩鈦鐵水提釩，釩渣中V2O5提高1%，氧化鐵降低2%，半鋼碳提高0.3%2009.2正在進(jìn)行23馬鞍山四煉鋼300優(yōu)化工藝參數(shù)，提高脫磷率，提高噴頭壽命和供氧強(qiáng)度2009.2正在進(jìn)行3轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐與復(fù)合吹煉技術(shù)轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐最早由美國(guó)LTV公司印第安納港鋼廠于1991年開始用于工業(yè)生產(chǎn)，1999年?duì)t齡達(dá)到15658次。轉(zhuǎn)爐作業(yè)率由78%提高到97%。在國(guó)內(nèi)1994年原

21、冶金部立項(xiàng)支持承鋼與鋼鐵研究總院合作開發(fā)濺渣護(hù)爐技術(shù)。1996年11月國(guó)家經(jīng)貿(mào)委資助國(guó)內(nèi)19個(gè)鋼廠開展濺渣護(hù)爐工作。經(jīng)過兩年的實(shí)踐，1998年國(guó)內(nèi)有65座轉(zhuǎn)爐采用，其中寶鋼的300噸大型轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到14001爐，太鋼中型轉(zhuǎn)爐爐齡8580次，三明小型轉(zhuǎn)爐爐齡達(dá)到7047次。到本世紀(jì)初國(guó)內(nèi)全部轉(zhuǎn)爐都已采用了濺渣護(hù)爐技術(shù)，最高爐齡已超過3萬(wàn)爐。轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐技術(shù)對(duì)于我國(guó)提高轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量和降低耐火材料消耗起到了重要作用。采用濺渣護(hù)爐技術(shù)之前我國(guó)轉(zhuǎn)爐壽命一般在2000爐左右，轉(zhuǎn)爐作業(yè)制度一般采用3吹2。采用濺渣護(hù)爐后爐齡平均可達(dá)15000爐，轉(zhuǎn)爐基本上采用了3吹3的作業(yè)制度，轉(zhuǎn)爐爐襯的使用周期可達(dá)12年，采

22、用濺渣護(hù)爐之前的爐襯使用周期為40天左右。轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率提高約30%，每噸鋼的鎂碳磚消耗。濺渣護(hù)爐終渣氧化鎂的控制：濺渣護(hù)爐要求轉(zhuǎn)爐終渣有合適的MgO含量，使濺渣層有足夠的耐火度。圖9是畢曉普（Bishop）等繪制的CaO-SiO2-FeO-MgO四元系中MgO的熔解度曲線。從圖中可以看出，爐渣堿度對(duì)渣中MgO的熔解度影響最大。渣中FeO為15%時(shí)，爐渣堿度1.5，MgO熔解度約為14%；堿度為3.0時(shí)，MgO熔解度為8%。圖9 CaO-SiO2-FeO-MgO渣系中MgO的溶解度(1600) 吹煉過程中爐渣的堿度氧化鐵變化很大，渣中氧化鎂的熔解度變化也很大。圖10是根據(jù)吹煉過程中用副槍所取渣樣

23、的化渣成分，渣量得出的渣中MgO量的變化曲線。渣中MgO未熔量是根據(jù)加入MgO總量減去渣中MgO熔解量而得出的（此數(shù)據(jù)取自寶鋼300噸轉(zhuǎn)爐）。圖10 吹煉過程爐渣中MgO重量變化吹煉3min取樣爐渣堿度0.92，F(xiàn)eO=19.3%，渣中MgO熔解度高達(dá)25%；吹煉7min爐渣堿度1.43，MgO熔解度約15%；吹煉10min時(shí)爐渣堿度1.79，渣中MgO熔解度約11%；終渣堿度3.02，渣中FeO=27%，渣中MgO熔解度約8.1%。根據(jù)渣中氧化鎂熔解度的情況，吹煉初期的酸性渣MgO熔解度很高，隨著渣中堿度升高，MgO熔解度下降，到吹煉終點(diǎn)時(shí)MgO的熔解度降到8%左右。濺渣護(hù)爐的MgO材料在吹

24、煉開始時(shí)全部加入，在渣中存在著過剩的MgO，這MgO有減少爐渣對(duì)爐襯MgO熔解的作用。濺渣護(hù)爐的噴吹動(dòng)力來(lái)自氧槍噴出的氮?dú)馍淞?，通常氮?dú)饬髁颗c煉鋼用氧的流量相同或稍高一些。槍位在濺渣過程中有一定幅度的變化，使?fàn)t襯各部分濺渣層厚度更均勻。濺渣時(shí)間一般在3min左右，時(shí)間過長(zhǎng)爐渣溫度過低，容易凝結(jié)在爐底上造成上漲。時(shí)間過短濺渣層厚度不夠，濺渣層厚度1520mm即可。正常情況下轉(zhuǎn)爐終渣成分（T、TFe、MgO）應(yīng)可以直接濺渣而不需要進(jìn)行調(diào)整，這樣可以減少調(diào)渣材料和縮短濺渣時(shí)間，如果爐渣過稀可加些輕燒白云石。在正常情況下，轉(zhuǎn)爐爐襯每年更換一次，與設(shè)備檢修同時(shí)進(jìn)行。對(duì)于小型轉(zhuǎn)爐，爐齡約為15000200

25、00爐；對(duì)于大、中型轉(zhuǎn)爐約為700010000爐。爐齡過長(zhǎng)在爐役后期噴補(bǔ)料消耗大，爐襯過薄熱損失大，爐殼易變形。轉(zhuǎn)爐的機(jī)電設(shè)備也需定期檢修，過分地延長(zhǎng)爐齡并不合理。濺渣操作結(jié)束后爐內(nèi)剩余的粘渣有的倒入渣罐后運(yùn)到渣場(chǎng)處理，有的留在爐內(nèi)，開始一下爐的裝料操作。這種留渣操作在安全上并無(wú)問題，這時(shí)爐渣很粘，加入廢鋼后其表層已凝固，兌入鐵水也不會(huì)產(chǎn)生激烈反應(yīng)。吹氧開始后熔池溫度升高，爐渣逐漸熔化，有加速石灰溶解的作用，對(duì)于下一爐成渣有好處。目前轉(zhuǎn)爐鋼廠采用的爐渣滾筒法處理過程中，希望爐渣有較好的流動(dòng)性，使?fàn)t渣順利地流入滾筒中。在轉(zhuǎn)爐濺渣之前，先把終渣倒出一部分，留在爐內(nèi)的渣量應(yīng)滿足濺渣的要求，這時(shí)的爐渣

26、過熱度高，有利于渣的?；幚怼＾D(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)：轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉是上世紀(jì)7080年代開發(fā)并廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)。復(fù)合吹煉技術(shù)可使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)低碳鋼時(shí)降低渣中氧化鐵和鋼中熔解氧，減少渣-鋼反應(yīng)，偏離平衡的程度，使轉(zhuǎn)爐煉鋼的金屬收得率提高，鐵合金消耗降低和提高鋼的潔凈度。轉(zhuǎn)爐復(fù)吹所用的底吹氣體有氮、氬、CO2、O2+油保護(hù)、空氣等。供氣元件有單管、套管和毛細(xì)管多微孔透氣磚。底吹供氣強(qiáng)度差別也很大，從0.060.20Nm3/t.min。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中頂吹氧槍的攪拌能可用公式（6）計(jì)算。 （6）式中evt：頂吹射流攪拌能量（W/m3），VL：金屬體積（m3） Qt：氧流量（Nm3/min）， n：噴孔個(gè)數(shù)

27、，M：氧分子量（kg） De：噴孔出口直徑（m），q：噴孔傾角（度），H：槍位高度（m）底吹攪拌能用公式（7）計(jì)算。 （7）式中evB：底吹氣體攪拌能量（W/m3），TL：熔池金屬溫度（°K） Ta：吹入惰性氣體溫度（°K）， r：金屬密度（kg/m3） P：爐膛壓力（kg/m2），h：熔池深度（m）熔池混勻時(shí)間用公式（8）計(jì)算。 t = （L0/0.125）2/3 ´（7/1）1/3 ´ 540（0.1evt + evB）-0.5 （8）t：熔池混勻時(shí)間（秒），L0：熔池深度（m）各種不同方法的轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉熔池混勻時(shí)間與底部供氣強(qiáng)度之間的關(guān)系如圖1

28、1所示。圖11 熔池混勻時(shí)間與底部供氣強(qiáng)度之間的關(guān)系由圖11可見，底吹氣體流量低時(shí)熔池混勻時(shí)間的縮短受底吹氣體流量影響較大，當(dāng)供氣強(qiáng)度超過0.2Nm3/t.min時(shí)，底吹流量增加對(duì)于混勻時(shí)間縮短的影響作用變得不明顯。上世紀(jì)80年代原冶金部曾組織了轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉多方面的研究工作，如供氣元件的開發(fā)，復(fù)吹水模和熱模試驗(yàn)，復(fù)吹冶金效果，復(fù)吹爐襯和供氣元件的侵蝕及維護(hù)等。對(duì)于復(fù)吹的理論知識(shí)也有較為廣泛的普及。當(dāng)時(shí)由于我國(guó)大型轉(zhuǎn)爐冶煉低碳深沖鋼還很少，對(duì)于復(fù)吹技術(shù)深入研究還不夠。近十幾年我國(guó)新建了一大批大型轉(zhuǎn)爐（見表1），冶煉鋼種增加，其中包括批量生產(chǎn)低碳、低磷的深沖鋼、硅鋼等，通過生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)于復(fù)吹技術(shù)

29、的了解深度有很大提高，可以根據(jù)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題提出有效地解決措施，目前這個(gè)過程仍在進(jìn)行中。對(duì)于轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)中幾個(gè)工藝參數(shù)提出以下建議：（1）底吹供氣強(qiáng)度和氣源吹煉前期、中期0.04Nm3/t.min，吹煉后期0.060.12%。根據(jù)我國(guó)目前的情況，吹煉前期、中期噴吹氮?dú)?，吹煉后期切換為氬氣，全程吹氮的供氣方式不應(yīng)提倡。全程吹氮鋼中不增氮的報(bào)導(dǎo)不可靠。底部噴吹CO2，對(duì)供氣元件侵蝕較快。底吹噴吹轉(zhuǎn)爐煤氣的主要問題是不安全，有很多人做過研究工作，其冶金效果良好，來(lái)源也無(wú)問題，價(jià)格也不貴，但至今未有工業(yè)性應(yīng)用。氧氣-蒸汽用于冶煉不銹鋼，太鋼和泰山鋼廠冶煉不銹鋼由國(guó)外引進(jìn)了這種工藝。氧氣-油（天然氣）

30、噴嘴用于生產(chǎn)低碳鋼的鋼廠（Solmer），這種噴嘴不易堵塞，噴嘴數(shù)量少（2個(gè)），供氣系統(tǒng)簡(jiǎn)單。底吹氣體的選擇要根據(jù)冶煉鋼種、氣體來(lái)源、操作習(xí)慣和價(jià)格而具體決定。（2）供氣元件的數(shù)目供氣元件的數(shù)目一般情況下隨著轉(zhuǎn)爐噸位加大而增加，表9給出的數(shù)據(jù)供參考。表9 供氣元件數(shù)目與轉(zhuǎn)爐噸位關(guān)系轉(zhuǎn)爐噸位/噸<100100200200300供氣元件個(gè)數(shù)26210416建議個(gè)數(shù)2448610供氣元件數(shù)目少可以簡(jiǎn)化供氣設(shè)備，但數(shù)目過少每個(gè)元件的供氣量過大，會(huì)使供氣元件加快侵蝕。如果采用供氣元件更換技術(shù)，供氣元件數(shù)目少是有利的。寶鋼和日本鋼廠復(fù)吹轉(zhuǎn)爐供氣元件數(shù)目較少（300噸轉(zhuǎn)爐48個(gè)元件）。供氣元件數(shù)目多可

31、以減少每個(gè)供氣元件的氣體流量，爐齡較短，不采用更換供氣元件的歐洲鋼廠其供氣元件數(shù)目較多。我國(guó)由歐洲引進(jìn)復(fù)吹技術(shù)的鋼廠也如此。例如武鋼250噸轉(zhuǎn)爐的供氣元件16個(gè)。供氣元件數(shù)目多，使供氣元件系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜，供氣元件維護(hù)和更換難度大。正常情況其調(diào)節(jié)范圍810倍即可滿足生產(chǎn)的需要。 轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷預(yù)處理的底吹供氣強(qiáng)度要求達(dá)到0.25Nm3/t.min。對(duì)于300噸轉(zhuǎn)爐其流量為4500 Nm3/h。雖然鐵水脫磷預(yù)處理過程溫度較低，但供氣元件的磨損速度還是較高的。目前只是采取加長(zhǎng)供氣元件的措施。我國(guó)目前還缺乏這種冶煉工藝的經(jīng)驗(yàn)。（3）復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的冶金效果上世紀(jì)80年代冶金部科技司組織技術(shù)人員翻譯4冊(cè)國(guó)外復(fù)吹文

32、集，出版3冊(cè)國(guó)內(nèi)復(fù)吹文集。對(duì)于復(fù)吹冶金效果很多鋼廠都發(fā)了文章，這里引用R.Henrion關(guān)于LBE復(fù)吹資料。l 圖12表示C%與O%的乘積從0.0036降低到0.0018，當(dāng)金屬含碳0.06%時(shí)，鋼中氧300ppm。對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼鋁消耗降低0.35kg/t鋼。鋼的潔凈度有所改善。l LBE法可使超低碳鋼中碳降低到0.0150.025%。l 當(dāng)熔池含碳相同時(shí)，LBE法渣中鐵降低35%，可提高鐵收得率0.31.0%。l 鋼中殘錳提高0.050.1%，可明顯降低錳鐵消耗。l LBE法的攪拌作用使渣-鋼反應(yīng)更接近平衡，見圖13。生產(chǎn)超低碳鋼時(shí)LBE法較LD法磷可降低0.005%，硫可降低0.002%。圖

33、12 噴吹惰性氣體對(duì)金屬中%C和%O的影響圖13 噴吹惰性氣體對(duì)磷和硫偏離平衡的影響（4）復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐齡我國(guó)大、中型轉(zhuǎn)爐和部分小型轉(zhuǎn)爐都安裝復(fù)吹系統(tǒng)。復(fù)吹技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況可分為三種。寶鋼、武鋼、鞍鋼、馬鋼等大型轉(zhuǎn)爐鋼廠生產(chǎn)深沖鋼板、硅鋼等低碳、低磷品種，每爐鋼都需要有效地進(jìn)行復(fù)吹。這些轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)鋼中碳在0.0400.050%，磷<0.015%。轉(zhuǎn)爐出鋼前鋼中氧和磷含量對(duì)鋼的品種質(zhì)量有重要影響。在爐齡3000爐以前復(fù)吹供氣元件在出鋼后都明顯可見，吹煉終點(diǎn)鋼中CO積接近甚至稍低于平衡值。爐齡到5000爐時(shí)，部分透氣磚被渣層復(fù)蓋，復(fù)吹效果下降，鋼中CO積值達(dá)到0.0027甚至更高。爐齡達(dá)到

34、7000爐或更高時(shí)CO>0.0030%，復(fù)吹效果微弱，接近頂吹轉(zhuǎn)爐CO=0.00320.0035。臺(tái)灣中鋼250噸轉(zhuǎn)爐復(fù)吹爐齡約5000爐（中鋼冶煉工程師在座談會(huì)上提供資料），日本轉(zhuǎn)爐采用優(yōu)質(zhì)鎂碳磚的一些鋼廠在爐役中期更換一次透氣磚，復(fù)吹爐齡可達(dá)8000爐。歐洲轉(zhuǎn)爐爐齡一般不大于4000爐，爐襯材質(zhì)為普通鎂碳磚。歐洲轉(zhuǎn)爐廠不采用濺渣護(hù)爐工藝。日本轉(zhuǎn)爐鋼廠（新日鐵）采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，其目的是節(jié)省噴補(bǔ)料，底部供氣元件仍保持正常工作狀況，其壽命約為4000次左右。美國(guó)轉(zhuǎn)爐廠采用濺渣護(hù)爐技術(shù)較多，他們對(duì)復(fù)吹作用并不特別強(qiáng)調(diào)，這可能和美國(guó)轉(zhuǎn)爐所用鐵水含磷低（0.040.06%）有關(guān)。采用P0.06

35、%的低磷鐵水煉鋼，轉(zhuǎn)爐終渣氧化鐵比采用0.10%P鐵水煉鋼（生產(chǎn)相同含磷量的鋼水）終渣氧化鐵可以低46%，鋼中氧含量也相應(yīng)降低。我國(guó)大型轉(zhuǎn)爐的復(fù)吹供氣強(qiáng)度偏低，對(duì)提高鋼的清潔度是不利的，特別是在生產(chǎn)低碳、低磷、低氧鋼方面還存在困難。產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外先進(jìn)鋼廠還有差距。重點(diǎn)是增加底吹供氣強(qiáng)度，延長(zhǎng)透氣磚壽命和提高復(fù)吹冶金效果。中、小型鋼廠的復(fù)吹應(yīng)用狀況：這些鋼廠主要生產(chǎn)條形鋼材和部分板材。板材鋼吹煉終點(diǎn)時(shí)碳低（C<0.05%），渣中氧化鐵高（1825%TFe），需要進(jìn)行復(fù)吹底部攪拌。生產(chǎn)條形鋼材時(shí)終點(diǎn)碳在0.08%以上，渣中(TFe)=1015%，鋼中溶解氧不高，對(duì)產(chǎn)品的清潔度無(wú)要求。對(duì)于底部

36、攪拌作用要求不高。為了使整個(gè)爐役期內(nèi)復(fù)吹壽命延長(zhǎng)，這些鋼廠在生產(chǎn)條形鋼時(shí)使?fàn)t底呈上漲狀態(tài)，以保護(hù)透氣磚。在文獻(xiàn)上所發(fā)表的我國(guó)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐壽命在20000爐以上，爐役后期的冶金效果與爐役初期相同。實(shí)際上在20000爐的煉鋼過程中有相當(dāng)比例的爐次復(fù)吹冶金效果是很微弱的，而且爐役后期的冶金效果也明顯低于爐役初期。從修爐時(shí)拆下的透氣磚看其中至少1/3的毛細(xì)管已經(jīng)碳化并完全堵塞。還有一部分中、小型轉(zhuǎn)爐基本上全部生產(chǎn)條形鋼（螺紋鋼筋、線材、小型圓鋼、角鋼等）。生產(chǎn)這些鋼種有無(wú)復(fù)吹都可以。有的鋼廠為了防止?fàn)t底漏鋼，規(guī)定開爐200爐以后爐底必須復(fù)蓋200mm以上的爐渣。終點(diǎn)鋼中CO0.0030。這些鋼廠的生產(chǎn)人員

37、對(duì)于提高復(fù)吹冶金效果、透氣磚的合理使用及維護(hù)知識(shí)也很不足。在這種情況下復(fù)吹技術(shù)不起作用，其復(fù)吹壽命也無(wú)實(shí)際意義。當(dāng)前轉(zhuǎn)爐復(fù)吹壽命見表10。表10 國(guó)內(nèi)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐壽命情況國(guó)家、地區(qū)復(fù)吹爐數(shù)備 注日本20008000中間更換一次，4000爐時(shí)更換一次透氣磚西歐30004000不更換俄羅斯3000不更換臺(tái)灣中鋼40005000不更換，5000爐后停爐美國(guó)1000030000濺渣護(hù)爐，不太重視復(fù)吹中國(guó)大型轉(zhuǎn)爐3000100003000爐前冶金效果良好，5000爐效果降低，7000爐后近于LD轉(zhuǎn)爐中、小型轉(zhuǎn)爐A1000025000B1000025000開爐200爐后爐底蓋渣200mm，冶金效果較差部分爐次

38、復(fù)吹4轉(zhuǎn)爐煉鋼的脫磷、脫硫除非采用低磷鐵水（P0.06%）煉鋼，脫磷仍然是當(dāng)前轉(zhuǎn)爐煉鋼中難度較大的技術(shù)問題。到目前為止對(duì)于煉鋼過程的脫磷反應(yīng)仍然是以早期Chipman和Winkler的著作為基礎(chǔ)，通常把脫磷反應(yīng)寫成以下公式： 2P + 5（FeO）+ 4（CaO）= Ca4P2O9 + 5Fe （9） G°= -204450 + 83.55T 平衡常數(shù)： （10） lgK = - 18.26 （11）上面的熱力學(xué)理論公式應(yīng)用于平衡狀態(tài)，其結(jié)果是正確的。有的學(xué)者對(duì)Chipman等人的工作進(jìn)行驗(yàn)證，認(rèn)為其結(jié)果是正確的。在工業(yè)生產(chǎn)中的爐渣是非平衡狀態(tài)，把化學(xué)成分分析結(jié)果直接用上述公式進(jìn)行計(jì)

39、算經(jīng)常出現(xiàn)較大的偏差。對(duì)于工業(yè)爐渣很多研究者提出了一些半經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算磷在渣-鋼之間的分配。G.W.Healy以Chipman的工作為基礎(chǔ)，應(yīng)用爐渣離子理論，結(jié)合Ward、Turkdogan等人的研究成果提出下面估算磷在渣-鋼之間的分配公式：lg= - 16.0 + 0.08(%CaO) + 2.51g(%TFe) （12）這個(gè)公式計(jì)算簡(jiǎn)便，計(jì)算結(jié)果很直觀，應(yīng)用較廣。其缺點(diǎn)是準(zhǔn)確度稍低，修正的巴拉耶瓦公式的表達(dá)形式如下（用日本人水渡的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正）：lgK=8.42lg(%CaO)+0.3(%MgO)-0.05(%FeO)+22740/T-28.0 （13）法國(guó)鋼鐵研究院H.Gaye、J.Gr

40、osjean等人根據(jù)相圖理論計(jì)算出給定溫度下爐渣中液相和固相的成分及數(shù)量。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用熱力學(xué)平衡公式計(jì)算出鋼中的實(shí)際含磷量。這個(gè)程序的計(jì)算結(jié)果比W.Healy公式與實(shí)際狀況符合程度更高。鋼鐵研究總院在上世紀(jì)80年代引進(jìn)了這套程序。本課題組在研究轉(zhuǎn)爐渣-鋼反應(yīng)中多年應(yīng)用此程序，其效果較好。寶鋼300噸大型轉(zhuǎn)爐吹煉過程中鋼中磷含量的情況見圖14。圖14 吹煉過程金屬含磷量的變化圖14中的數(shù)據(jù)是用副槍取樣得出的。由圖14可見吹煉過程中基本上沒有回磷現(xiàn)象。僅HT60爐在吹煉到13min時(shí)鋼中磷稍有回升。如吹煉中槍位控制不當(dāng)，渣中氧化鐵含量低（<8.0%），爐渣返干就會(huì)產(chǎn)生回磷現(xiàn)象。為了防止出鋼

41、時(shí)鋼中含磷高在吹煉后期要采用較高的槍位提高渣中氧化鐵，這將帶來(lái)鋼中氧含量高，鐵的氧化損失大。吹煉終點(diǎn)磷在渣-鋼之間的分配狀況如表11及圖15。 表11 終點(diǎn)渣-鋼間磷的分配值 項(xiàng)目PrPePr / Pem0.0130.00452.89s0.0060.0016/n2121圖15 吹煉終點(diǎn)P的平衡狀況21表中Pr是鋼中實(shí)際含磷量，Pe是鋼中含磷的平衡值，由R、(TFe)、溫度等決定。Pr / Pe是鋼中磷含量實(shí)際值與平衡值的偏離程度。由化渣早晚、終點(diǎn)前降槍狀況等決定。它表明爐渣脫磷能力的利用程度。根據(jù)最近的研究情況，減小Pr / Pe值主要措施是提高底吹供氣量，改善渣-鋼反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件。因?yàn)槟壳?/p>

42、頂吹降槍已接近極限，槍位再低將縮短噴頭壽命，頂吹氧流量已達(dá)68000Nm3/h（3.78Nm3/t.min），提高頂吹供氧強(qiáng)度增加熔池?cái)嚢枘艿姆纫膊淮?。提高底吹供氣?qiáng)度與透氣磚的壽命有矛盾，這是今后要解決的技術(shù)問題。吹煉終點(diǎn)鋼中磷含量受R、(TFe)、溫度、渣量多種因素的影響，任何一個(gè)工藝參數(shù)對(duì)終點(diǎn)P的影響都難以定量表達(dá)。通常采用多元回歸分析的方法來(lái)處理此種問題。吹煉低硅鐵水（Si=0.150.30%）時(shí)終點(diǎn)P與各工藝參數(shù)的關(guān)系如下：Pj = -1.16436+0.34972 log(t)+0.007223(1/P2O5)+0.03404( )+0.054518(1/WSC) +0.2126

43、25PIron + 0.48706(1/WSlag) + 0.030953C （14） Pj：終點(diǎn)鋼中磷含量計(jì)算值（%） (P2O5)：終渣P2O5含量（%） WSC：廢鋼裝入量（t/爐） WSlag：渣量（t/爐）t：終點(diǎn)鋼水溫度（） R：終渣堿度（CaO/SiO2） PIron：鐵水含磷量（%） C：終點(diǎn)鋼水碳含量（%） R=0.731 n=110 圖16 回歸計(jì)算值與鋼中實(shí)際含磷關(guān)系 轉(zhuǎn)爐鐵水脫磷預(yù)處理+轉(zhuǎn)爐脫碳的雙聯(lián)方法適用于生產(chǎn)低磷鋼（出鋼前鋼中磷低于0.08%）。這種工藝是由日本和歌山鋼廠開發(fā)的。如生產(chǎn)一般鋼種，其生產(chǎn)成本增加。其優(yōu)點(diǎn)是可以保證低磷鋼的煉成率，鋼的質(zhì)量也較好。出鋼前

44、鋼中氧含量由700ppm降低到600ppm，成品磷平均0.010%，成品S平均0.005%。這種方法的缺點(diǎn)是熱損失和金屬噴濺大，調(diào)度復(fù)雜。雙聯(lián)法煉鋼廠的布置如圖17。圖中的脫磷爐氧流量21000Nm3/h，脫碳爐80000 Nm3/h。兩種爐子的供氧和除塵系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)。和歌山鋼廠有1座脫磷轉(zhuǎn)爐，2座脫碳爐，2座RH，有板坯和大方坯連鑄機(jī)各一臺(tái)。脫磷爐底吹氣體流量 0.4Nm3/t.min。爐渣堿度1.82.8，以2.02.2為好。為減少金屬噴濺，采用不等徑多孔交錯(cuò)脫碳噴頭，見圖18。這種氧槍在國(guó)內(nèi)已開發(fā)成功。圖17 和歌山煉鋼廠布置圖圖18 和歌山廠兩種氧槍示意圖我國(guó)高磷礦資源利用是一個(gè)未解決

45、的問題。湖北鄂西長(zhǎng)陽(yáng)一帶有17億噸（目前查明儲(chǔ)量）高磷鐵，含鐵3550%，P 0.81.1%，脈石有SiO2和CaO，可配成自熔礦，這部分礦石目前仍未開采。其主要原因是我國(guó)高磷生鐵煉鋼技術(shù)未掌握。西歐采用噴石灰粉法冶煉高磷生鐵很成功（LD-AC法和OLP法），在上一世紀(jì)70年代用高磷鐵水煉鋼年產(chǎn)量越過5000萬(wàn)噸，所生成鋼種和用普通鐵水相同。每噸鋼可生產(chǎn)180kg磷肥（P2O5 1720%），其成本比用普通鐵水高5%，由政府給予補(bǔ)貼。法國(guó)gandrang鋼廠的頂吹OLP法轉(zhuǎn)爐容量達(dá)260噸，Sollac廠底吹噴粉轉(zhuǎn)爐容量達(dá)240噸，2座轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)量300萬(wàn)噸鋼，他們的產(chǎn)品如重軌、馬口鐵在全世界都

46、有名。大型轉(zhuǎn)爐冶煉高磷生鐵的噴粉設(shè)備，冶煉工技術(shù)可從國(guó)外引進(jìn)。噴石灰粉法脫磷很有效。日本為用高拉碳法生產(chǎn)汽車零件，就從阿爾貝德公司引進(jìn)了LD-AC設(shè)備，使用效果良好。我國(guó)目前探明含中、高磷鐵礦石約35億噸。建議國(guó)家重視這部分資源的利用，減少對(duì)國(guó)外鐵礦石的依賴程度。冶金部以往曾對(duì)高磷礦利用組織過有關(guān)單位進(jìn)行研究，并制定了開發(fā)計(jì)劃，但未執(zhí)行。京唐鋼廠有2座脫磷爐，3座脫碳爐，5個(gè)爐子都是按煉鋼轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)的。如果雙聯(lián)法不能正常應(yīng)用，5座轉(zhuǎn)爐都可煉鋼。這個(gè)鋼廠已投產(chǎn)，其效果還待今后評(píng)定。近代轉(zhuǎn)爐鋼廠都有鐵水脫硫設(shè)備，根據(jù)所煉鋼種要求脫硫后鐵水含硫量在0.0010.01%范圍內(nèi)變化。如生產(chǎn)低硫鋼，應(yīng)用本廠

47、返回廢鋼。外購(gòu)廢鋼硫含量高，難于控制。圖19是寶鋼300噸轉(zhuǎn)爐冶煉過程中鋼中硫含量的變化曲線，圖20是脫硫率變化曲線。圖19 吹煉過程中熔池S含量的變化圖20 吹煉過程中脫硫率的變化 由圖19可見，三爐的硫含量曲線變化規(guī)律基本相同。吹煉前期、中期金屬中硫含量一直在增加，這主要是廢鋼熔化和加入渣料中的硫進(jìn)入鐵水中。吹煉后期由于爐渣堿度提高和渣量加大，鋼中硫含量有所降低。但吹煉終點(diǎn)時(shí)鋼中硫但仍高于脫硫鐵水的硫含量。根據(jù)31爐的統(tǒng)計(jì)，吹煉過程中脫硫率約31%。由圖20可見這三爐的脫硫率變化趨勢(shì)也相近。轉(zhuǎn)爐脫硫主要在吹煉后期，吹煉終點(diǎn)用Belaf程序計(jì)算的渣-鋼間硫的分配比數(shù)據(jù)見表12及圖21。表12

48、 吹煉終點(diǎn)渣-鋼間硫的平衡狀況項(xiàng)目SrSeSr / Sem0.0110.0061.85s0.00470.0030.62n656565圖21 吹煉終點(diǎn)S的平衡狀況 由表12可見吹煉終點(diǎn)渣-鋼反應(yīng)未達(dá)到平衡，鋼中實(shí)際含硫量與平衡偏離的程度低于脫磷反應(yīng)。吹煉終點(diǎn)硫的平衡如表13。表13 HT26爐硫的物料平衡項(xiàng)目硫收入項(xiàng)目硫支出重量kg/爐%重量kg/爐%鐵水中S12.9426.38鐵水中S32.6966.65廢鋼中S21.1443.10爐渣中S14.2429.03鐵塊中S2.805.71氣化及其它2.124.32渣料中S2.575.24脫S渣帶入S9.6019.57總計(jì)49.05100總計(jì)49.05100 由表13可知在生產(chǎn)中應(yīng)盡量減少脫硫渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐和使用含硫高的廢鋼。在所研究的煉鋼條件下，爐渣脫硫是主要的，氣化脫硫所占比例很小（<5.0%）。吹煉終