隨著世界轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)爐煉鋼過程逐步轉(zhuǎn)向單一化，將冶煉過程分為幾個(gè)階段，一個(gè)冶煉設(shè)備進(jìn)行單一功能的操作成為轉(zhuǎn)爐的發(fā)展方向。為適應(yīng)鋼鐵業(yè)低成本、高潔凈鋼發(fā)展方向，福建三鋼（集團(tuán)）有限責(zé)任公司于2011年5月起在二煉鋼120噸轉(zhuǎn)爐開發(fā)轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法（MRP工藝，MinGuangBOFRefiningProcess）冶煉工藝，并運(yùn)用于高碳鋼生產(chǎn)，效果良好。MRP在脫磷爐脫磷，脫碳爐終點(diǎn)磷較低，實(shí)現(xiàn)高碳低磷出鋼，減少出鋼配碳量，降低鋼水增氮。三鋼MRP雙聯(lián)工藝平均出鋼碳提高0.238%，鋼水氮含量下降7.05ppm。

MRP布置及工藝流程

三鋼120噸轉(zhuǎn)爐MRP工藝采用轉(zhuǎn)爐同跨雙聯(lián)布置，其特點(diǎn)是：脫磷、脫碳爐布置在同跨，在脫磷爐前的主操作平臺(tái)開孔，并設(shè)活動(dòng)欄桿。脫磷爐出的脫磷鐵水，從孔中吊起就近兌入脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉。脫磷爐設(shè)置兩套獨(dú)立的氧槍，一套脫碳，另一套脫磷，可實(shí)現(xiàn)迅速而準(zhǔn)確的更換。

其工藝流程是：鐵水勾兌后，將鐵水及廢鋼加入到脫磷爐，脫磷氧槍吹煉脫磷至終點(diǎn)后，往鐵包出半鋼后，兌入脫碳爐，吹煉脫碳，結(jié)束后出鋼進(jìn)入下一工序。

脫磷：確立制度精確控制

三鋼采用鐵水加純廢鋼的裝入制度。為確保熱量平衡，他們分別對鐵水比為82%、85%、88%、90%、92%的裝入制度進(jìn)行比較，確立轉(zhuǎn)爐裝入制度，并在此基礎(chǔ)上，確定了脫磷爐冶煉工藝。

爐渣堿度的控制。煉鋼脫磷反應(yīng)在金屬液與熔渣界面進(jìn)行。磷被氧化生成P2O5后與CaO結(jié)合成穩(wěn)定的磷酸鈣。爐渣堿度高，渣中CaO增加，利于脫磷。在轉(zhuǎn)爐脫磷段吹煉過程中，為保證終點(diǎn)較高含量碳，溫度≤1450℃，液態(tài)渣的堿度不高。爐渣堿度過高，熔渣流動(dòng)性變差，影響脫磷效果，對于脫磷過程的爐渣堿度有一最佳值。爐渣堿度的增加可增加渣中P2O5含量，當(dāng)爐渣堿度R在1~1.2時(shí)，渣中P2O5最高，對應(yīng)半鋼水中P最低，脫磷爐終渣堿度控制目標(biāo)為1.2。

爐渣氧化鐵的控制。增加爐渣中FeO活度，可提高脫磷效果，但FeO含量高，易產(chǎn)生噴濺，終點(diǎn)金屬收得率低。三鋼根據(jù)120噸轉(zhuǎn)爐歷次渣樣數(shù)據(jù)及終點(diǎn)化渣脫磷情況，確定渣中FeO含量在15%～30%為最佳。

脫磷爐供氧模式及造渣制度。脫磷期供氧模式主要參數(shù)為供氧流量。供氧流量過大，脫磷期時(shí)間偏短終點(diǎn)P較高；反之，供氧流量太小，影響化渣，不利于脫P(yáng)。120噸轉(zhuǎn)爐脫磷轉(zhuǎn)爐的最佳供氧流量為11000Nm3/h～13000Nm3/h，脫磷終點(diǎn)提槍時(shí)間根據(jù)供氧量確定。當(dāng)鐵水中Si含量高時(shí)，延長脫磷時(shí)間，增加供氧量，確保脫P(yáng)反應(yīng)充分進(jìn)行。

脫磷轉(zhuǎn)爐槍位的控制原則是保證熔池均勻升溫，化渣情況良好，降低終點(diǎn)渣中TFe含量。脫磷期為保證熔池均勻化渣，須有充分的壓槍時(shí)間。120噸轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)MRP在生產(chǎn)過程中逐漸降低槍位，終點(diǎn)壓槍槍位至1.1米，加強(qiáng)脫磷后期的鋼渣反應(yīng)，降低爐渣鐵損。轉(zhuǎn)爐脫磷渣量控制在25kg/t～30kg/t。

脫碳：優(yōu)化模式錳代合金

MRP雙聯(lián)脫碳爐造渣工藝。半鋼中Si和P含量低，MRP脫碳爐冶煉的任務(wù)主要是脫碳、升溫，在熔池表面形成一層能覆蓋熔池的爐渣，保證MgO護(hù)爐。加料制度：開吹加入富錳礦總量的1/2，剩余量在吹煉后4分鐘加入，總量約為800kg，石灰在1.5分鐘后少批量多批次加入，石灰總量為1500kg～2500kg，礦石依據(jù)熱值及化渣情況在前期加入，中后期鐵皮球化渣調(diào)溫。為確保熱值，入爐脫P(yáng)鐵水溫度大于1300℃，C含量大于2.8%。

MRP雙聯(lián)脫碳爐吹煉模式。經(jīng)過脫磷爐處理后的鐵水，其中磷含量和碳、錳含量都低，硅也基本被完全氧化。

脫碳爐槍位控制原則是保證爐渣不返干，槍位采取從高到低、逐步降槍的槍位模式。目前三鋼MRP雙聯(lián)脫碳爐采用的槍位制度為：開吹槍位1.9米～2米，2分鐘～3分鐘后降為約1.6米，后期根據(jù)化渣情況逐漸降槍，終點(diǎn)前30秒～40秒壓槍至1.2米。

供氧流量采取從小到大的模式。脫碳轉(zhuǎn)爐供氧流量從下槍點(diǎn)火的11000Nm3/h～12500Nm3/h逐漸調(diào)大，在5分鐘時(shí)供氧流量調(diào)為26000Nm3/h～29000Nm3/h，5分鐘后氧流量維持不變，前5分鐘氧流量緩慢調(diào)大，控制C-O反應(yīng)，冶煉過程平穩(wěn)，過程渣返干較輕，倒?fàn)t渣流動(dòng)性好。

MRP雙聯(lián)脫碳爐用錳礦直接合金化。在雙聯(lián)脫碳冶煉階段中可投入錳礦石，用于替代部分錳鐵合金，是雙聯(lián)法冶煉的一個(gè)最大的特點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：少渣高效低耗

缺點(diǎn)：黏槍和煤氣回收問題待解

雙聯(lián)冶煉工藝具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。一是減少渣量。脫磷轉(zhuǎn)爐需合適的爐渣用于脫磷，脫碳爐可少渣冶煉。脫磷爐在低溫階段的單一脫磷效率高，脫磷渣不進(jìn)入脫碳爐，減少鋼水回磷。二是轉(zhuǎn)爐的功能專一化，冶煉周期縮短。轉(zhuǎn)爐功能專一化使每爐吹氧時(shí)間縮短，平均冶煉周期為28.66分鐘，同比轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短5分鐘～10分鐘。三是提高轉(zhuǎn)爐爐齡。由于冶煉生產(chǎn)節(jié)奏快，時(shí)間短，熱循環(huán)得到改善，轉(zhuǎn)爐侵蝕減輕，提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。四是可用錳礦來替代錳鐵合金。通過配加富錳礦，提高爐渣中的MnO含量，降低爐渣熔點(diǎn)，改善爐渣流動(dòng)性；利用少渣冶煉，提高錳的收得率。從冶煉過程來看，返干現(xiàn)象明顯改善，氧槍黏冷鋼情況較好。配加富錳礦的脫碳爐倒?fàn)t終點(diǎn)殘錳平均為0.303%，比正常冶煉終點(diǎn)殘錳平均量0.145%高了0.158%，富錳礦中錳的收得率達(dá)到了45%。五是脫磷爐使用脫碳爐渣。脫碳爐留渣用作脫磷爐返回渣，經(jīng)過試驗(yàn)對比，半留渣效果較好，石灰加入量明顯減少。脫碳爐每爐留渣量2噸～3噸，出鋼結(jié)束后，將爐渣濺干，留做脫磷使用。六是脫磷、脫碳較易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼。

雙聯(lián)冶煉工藝也存在問題。其主要問題有兩個(gè)：

一是脫碳爐氧槍黏冷鋼。MRP雙聯(lián)脫碳爐冶煉渣量少，過程易返干，更易黏槍，通過分析渣樣熔點(diǎn)，黏槍的原因是由于在返干期間FeO含量下降，渣中出現(xiàn)高熔點(diǎn)、高黏度的2CaOSiO2，噴起后夾雜鋼水黏附在氧槍表面。

二是煤氣回收量偏低。脫磷爐CO含量低，無法回收，脫碳轉(zhuǎn)爐開吹約1分鐘~2分鐘后方可進(jìn)行煤氣回收，較正常冶煉減少約3分鐘的回收量。
 

(關(guān)鍵字：三鋼 高碳低磷鋼)