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100t转炉低成本冶炼65Mn钢实践

文档作者：赵志刚简龙郭猛康永弟孙艳霞文档来源：鞍钢股份有限公司炼钢总厂		点击数：	更新时间： 2020年12月24日
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2012年第5期
鞍钢技术
ANGANG TECHNOL0GY 总第377期
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生产实践
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1 O0 t转炉低成本冶炼65Mn钢实践
赵志刚，简龙，郭猛，康永弟，孙艳霞
(鞍钢股份有限公司炼钢总厂，辽宁鞍山114021)
摘要：通过优化100 t转炉冶炼65Mn钢工艺参数．包括装入制度的确定、加料方式的改
进、供氧强度及变压变枪位操作方式的优化等，解决了65Mn钢留碳去磷的难题，提高了冶炼
65Mn钢的一拉率，减少了跑渣的发生机率，提高了白灰的熔化效率，降低了白灰单耗，65Mn
钢冶炼成本降低了9．07元／t
关键词：65Mn钢；留渣操作；温度控制；加料方式；枪位控制
中图分类号：TF762 文献标识码：A 文章编号：1006—4613(2012)05—0034—04
Process Practice of M aking 65M n Steel Economically by 100 t Converter
Zhao Zhigang，Jian Long，Guo Meng，Kang Yongdi，Sun Yanxia
(General Steelmaking Plant of Angang Steel Co．，Ltd．，Anshan 1 14021，Liaoning，China)
Abstract：Based on optimization of operating parameters for producing the 65Mn steel made
by 1 00 t converter，such as establishing the charging system，improving the mode of feeding，opti—
mizing the oxygen——supplying system and the mode of operating the oxygen lance by variable pres--
sure and position—changing of the lance，good results are achieved which are characterized in that
the problem on how to hold carbon but remove phosphorus during smelting the 65Mn molten steel
is resolved．improving the success rate of the first decarbonization in smehing the 65Mn steel and
further the probability of occurrence of slag losing is cut down and the melting eficiency of lime is
improved and the consumption of lime is reduced instead．So the cost for smelting per ton of the
65Mn steel by the converter is reduced by 9．07 RMB．
Key words：65Mn steel；slag—remaining operation；temperature controlling；mode of feed—
ing；position of lance controlling
目前国内外生产65Mn钢转炉主要采用高拉
补吹法和一拉增碳法n]，其中高拉补吹法要求出
钢碳大于O．O8％ ， 优点在于终点P较低(<
0．012％)，但其弊端是增碳剂加入量大，不仅成本
增加，而且影响钢水的纯净度，最终影响钢材质
量。
65Mn钢冶炼的特殊性在于在短时间内完成
提温一留碳一去磷操作，这对操作者来说困难很大，
难点在于C、P和 的协调控制，由于生产65Mn
钢时点吹和二次倒炉现象较多，冶炼周期较长，平
赵志刚．硕士，T程师．2006年毕业于鞍山科技大学钢铁冶
金专业，现从事炼钢T艺技术管理1一作。
— — 34 ——
均在40 min左右，导致生产节奏变慢。有近70％
的炉次由于终点碳低而在出钢过程中补加增碳
剂，导致能源浪费，影响钢水洁净度。鞍钢股份有
限公司炼钢总厂采取优化转炉冶炼工艺参数措施
后，实现了低成本冶炼65Mn钢的目的。
1 65Mn钢冶炼工艺基本要求
鞍钢炼钢总厂65Mn钢的生产工艺路线为：
100 t转炉一LF炉一板坯连铸。65Mn钢转炉内控
成份及相关要求见表1。进LF炉钢水成分要求和
转炉内控钢水成分要求一致．进LF炉温度要求为
1 560 1 580℃。考虑到合金增碳，本文提到的转
炉终点C命中率均按0．50％～0．60％统计，P命中
2012年第5期
鞍钢技术
ANGANG TECHNOLOGY 总第377期
率按≤0．018％统计，温度命中率则按出钢温度在
1 630 1 650 clC之间统计。到站温度和成分合格率
指进LF测温和所取样品满足上述进LF炉成分要
求的比率。
表1 65Mn钢转炉内控成分及相关要求
2 优化转炉冶炼工艺参数
2．1 留渣操作工艺优化
优化前全部采用留渣操作法，生产实践表明，
统一采用留渣操作存在过程不易控制、吹氧时间
短、过程高枪位时间短、终点P高的炉次多等缺
点。现对留渣操作进行调整，根据铁水含硅量以及
上一炉钢冶炼终点过氧化程度(用出钢碳衡量，以
([C])=0．05％为界)来确定转炉操作是否采用留
渣操作，当铁水 ([Si])≤O．3％时且上一炉钢出钢
∞([C])／>0．05％采用留渣操作，否则全部采用不
留渣操作，剩钢的炉次除外。铁水 ([si])>0-3％
时不采用留渣操作，主要是考虑到炉内渣量已经
足够，留渣操作易造成冶炼终点渣量大、渣面高，
不利于倒炉操作，而且补吹时易造成跑渣。不留过
氧化炉渣是因为其影响吹氧时间，而且对过程控
制不利，影响脱磷率，进而影响终点判断。
2．2 装入制度的确定
铁水成分的波动、废钢条件的变化都影响转
炉操作，通过对3O炉65Mn钢生产铁水成分进行
统计分析，确定了合理的装入制度。其铁水成分及
温度的平均值如表2所示。废钢为每槽含2 t渣
钢，其余为普通轻型废钢。
表2 铁水成分及温度
按上述铁水和废钢条件，转炉终点不留渣的
情况下较为合理的装人制度是：铁水(96 t)+废钢
(7 t)=103 t。以此为条件根据铁水硅含量和温度
增减废钢的数量，硅含量每增减0．1％ ，废钢相应
增减0．5 t，废钢以10 t为上限，铁水温度每增减
15 cI：，废钢相应增减1 t。
2-3 温度控制
优化前冶炼65Mn钢温度控制不稳定，其主
要原因是过程渣化不透或来渣时间早晚不稳定造
成终点温度判断偏差大，温度命中率低。转炉冶炼
65Mn钢需要合理控制过程温度，同时满足化渣条
件和去磷要求，在此基础上才能提高终点温度命
中率。虽然转炉冶炼前期温度高有利促进熔剂的
熔化．但前期温度控制要综合考虑化渣和脱磷，在
保证化渣速度的前提下适当降低前期温度。在吹
炼中期头批料基本化透时，再加入第二批料，既解
决了过程温度偏高的问题，又加速了第二批料的
熔化速度，为脱磷创造有利的条件。
2．4 渣料的确定及加料时机
2．4．1 渣料的确定
鞍钢100 t转炉的造渣材料主要有活性白灰、
大块白灰、轻烧白云石、菱镁石、铁矾土、铁碳球
等。由于65Mn钢的吹氧时间较短，要在较短的时
间内将磷去除，这就对化渣提出更高的要求。
考虑到化渣速度、熔渣的流动性以及减少熔
渣对炉衬的侵蚀，镁质材料主要以加轻烧白云石
为主，一般不加菱镁石。在不留渣的情况下，每炉
轻烧白云石的加入量控制在2．0—2．5 t之间，补炉
头一炉和留渣的炉次减少O．5 t。开吹时配加0．5 t
左右的铁碳球，以提高渣中FeO含量，促进前期炉
渣的熔化，提高冶炼前期的脱磷效率。
冶炼65Mn钢需要高碱度炉渣，但碱度过高
影响炉渣的流动性，反而对去磷不利，实践表明，
炉渣碱度控制在3．0 3．5之间较为合适。活性白灰
根据这个碱度配加，保证炉内的渣量。根据铁水中
含硅量来确定化渣剂铁矾土的加入量，铁水硅含
量大于0．4％时，加铁矾土O．2 t左右，铁水硅含量
小于0．4％时，加铁矾土0．4 t左右，这样能在提高
吹炼过程枪位、强化脱磷的同时，减少跑渣和喷溅
的发生。
2．4．2 加料方式
优化前生产65Mn钢时辅料均采用一批料加
入方式，即在吹氧前3 min所有的辅料都加完。实
践证明。采用一批料加入方式冶炼65Mn钢存在
一定的弊端，炉渣化不透或跑渣严重，导致终点控
制极不稳定。如图1氧枪操作曲线及加料时机所
示，调整加料方式，采用两批料或多批料的加入方
一35 —
赵志刚等：1OO t转炉低成本冶炼65Mn钢实践
《鞍钢技术》2012年第5期
总第377期
式。加头批料时不要太过集中而且批量不能太大，
头批料轻烧白云石和白灰的加入量可按碱度达到
2时配加，每批量控制在1 t左右．一般要求在吹
炼开始后前3 rain内加完。二批料一般在吹氧7
min后加人，此时头批料已基本化透。二批料的加
入量可按碱度达到3．2时配加，加二批料时一定要
注意批量控制在0．5 t左右，而且等氧枪处在高枪
位时再加入，防止把刚刚形成的泡沫渣压死
冶炼时间／mj n
图l 氧枪操作曲线及加料时机
2．5 供氧强度优化
优化前生产65Mn钢均采用恒压操作．恒压
操作方法简单，但在吹炼中期易发生“返f”，对冶
炼65Mn钢极为不利，因为高碳钢中期去磷非常
关键。冈此 凋整供氧强度改善中期“返=f。’程度。
从 1 I1『以看 ，吹炼过程供氧强度分 个阶段，
通过调节氧气流越米实现 ．吹氧前期采用高供氧
强度的目的主要是加强对熔池的搅拌；吹氧中期
采州低供氧强度的目的主要是降低碳氧反应速
度，保证炉渣化透而且不返干，提高吹氧中期的脱
麟效率：吹炼末期采州较高的供氧强度主要是为
了加强搅拌，均匀熔池钢液成分和温度。总之，采
刚分阶段变压和变枪的操作方式是为了实现前、
中、后期高效脱磷的目的。
2．6 枪位控制
存冶炼65Mn钢的操作』二，枪位控制是一个
非常重要的环节．采用高一低一高的氧枪操作模
式。氧枪枪位操作的原则是在不跑渣的前提下，适
当提高过程枪位，具体参考枪位如罔1所示。
2．6．1 开吹枪位
基于冶炼65Mn钢留碳去磷的困难性，采用
适当提高开吹枪位及高枪位吹氧时间，增加渣中
一 ^ 一
FeO的含量，加快成渣速度，利用前期熔池温度较
低的有利脱磷条件来提高前期脱磷率。根据现场
实际生产经验，开吹枪位多采用2．3 m枪位较为
合适，吹氧3 rain后逐渐下枪，以加强对熔池的搅
拌，但低枪位时间不宜过长，控制在40～60 S之问
2．6．2 过程枪位
从图1中可以看出，吹炼中期的供氧强度较
低，此时碳氧反应激烈，渣中FeO消耗速度快，枪
位的控制的原则就是要保证FeO的生成速度和消
耗速度相近，确保熔渣化透，防止返干，在脱碳的
同时继续脱磷，使铁水中的磷形成稳定的化合物
而去除。
2．6．3 拉碳枪位
拉碳枪位高以及拉碳时间短易造成炉内钢水
成分不均，炉内渣面高，进而造成倒炉困难，但如
果拉碳枪位太低以及拉碳时间太长 导致渣中FeO
含量偏低，易造成回磷。通过现场实际生产，较为
合适的拉碳枪位是1．3 m，拉碳时间在30 S左右。
2．6．4 点吹枪位
遇到需要点吹的炉次，要根据倒炉温度、成分
以及炉渣状况采用合适的点吹枪位和时间。如果
倒炉71和C合适且熔渣已经化透但P偏高，则采
用高枪位点吹．且点吹时补加300～500 kg白厌，
点吹时间控制在20 S左右。如果C和P合适而T
偏低的话，可采用1．5 m左右的枪位点吹，达到提
温的目的，还可以留住部分碳。
3 生产实践
优化前对鞍钢100 t转炉65Mn铡冶炼终点
的实际情况进行统计分析，如冈2所示。
图2 65Mn钢冶炼终点控制情况统计图
南罔2可见 有30％由于C合格但P高进行
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鞍钢技术
ANGANG TECHNoLoGY 总第377期
点吹和二次倒炉：有l5％由于C和P合格但T低
点吹和二次倒炉：有20％由于P合格但碳高点吹
和二次倒炉；有25％由于C高P高点吹后进行二
次倒炉：只有l0％是一拉命中。
采取优化转炉冶炼工艺后， 跟踪了30炉
65Mn钢的生产情况，针对出钢碳含量、氧耗、白灰
单耗、冶炼周期、跑渣情况、点吹比率以及到站成
分和温度合格率和优化前进行了对比分析．具体
情况如图3和图4所示。
图3为优化前后出钢碳含量、冶炼周期、氧
耗、白灰单耗的箱线图，其中y0代表优化前，v1代
表优化后。从图3可以看出，优化前后出钢碳含
量、冶炼周期、氧耗和白灰单耗均有显著变化。由
图中的中位数可知，出钢碳含量提高了约0．20％，
冶炼周期降低了5．5 min，氧耗降低了350 m3，白
灰单耗降低了4．4 k 。
项目
图4 优化前后实际操作对比
图4为针对跑渣情况、点吹比率、到站成分合
格率、到站温度合格率优化前后对比。从图4可以
看出，经过工艺优化后，冶炼65Mn钢时跑渣的比
率降低了20％ ，点吹比率降低了50％，到站成分合
格率提高了20％，到站温度合格率提高了25％。由
此可见。65Mn的实际操作水平有了明显的改善。
4 效益计算
通过对优化前后共6O炉数据的统计，针对增
碳剂用量、氧耗、白灰单耗及钢铁料进行成本计
算．用图3中优化前后的中位数差值进行估算。本
文只计算节能降耗效益，平均出钢量按95 t、增碳
剂收得率按90％计算：增碳剂单价按2．4元／kg、氧
气按0．42元／m 、活性白灰按0．5元／kg计算；平均
一炉钢节省增碳剂、氧耗和活性白灰的量乘以其
价格再除以平均出钢量即为吨钢效益。
效益=增碳剂耗量差值×增碳剂单价+氧耗差值×氧
气单价+白灰单耗差值×白灰单价
=0．20％x l O00+O．9~2．4+350~0．42+4．4xO．5
= 9．07元／t
5 结论
(1)通过对加料模式的优化，从一批料改成
两批料或多批料。化渣效果得到改善．白灰单耗降
低了4．4 k 。
(2)65Mn钢的冶炼周期平均缩短了5．5 rain，
到站成分合格率提高了20％ ．到站温度合格率提
高了25％，缩短了LF炉处理时间。
(3)通过变压变枪位的氧枪操作模式，分阶
段调节供氧强度，提高开吹枪位及高枪位吹氧时
间，解决了留碳去磷的难题，点吹比率下降了50％。
(4)运用该工艺生产65Mn钢，冶炼成本降低
了9．07元／t
参考文献
[1] 冯捷．转炉炼钢生产[M]．北京：冶金T业出版社，2006
(编辑李艳茹)
修回Et期：2012—07—04
— 37 —

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