4、转炉脱硫工艺因素分析
4.1、冶炼过程钢中硫的变化
冶炼硅钢过程从开始吹氧到出钢终点钢水中w[S]平均值变化趋势如图2所示。
图2：硅钢冶炼过程中[S]的变化
从图2可以看出，在转炉冶炼的过程中，吹炼前、中期，钢水中硫含量呈现上升趋势，平均增加到0.0088%，吹炼中后期随着渣中碱度、钢水温度上升，钢水中硫含量又呈现明显下降趋势。吹氧16min时，w[S]降低为0.0048%，满足钢种要求，具备出钢条件。
4.2、溅渣护炉对脱硫的影响
由于溅渣护炉的需要，上一炉钢出钢后约有1/3~1/2的炉渣留在炉内，下一炉冶炼时，残留渣会熔化，与新生成的炉渣混合，使炉渣w（S）升高，降低了炉渣的脱硫能力，增大回硫。马钢转炉冶炼一般非低硫钢种时渣中的硫含量达到0.090%左右，而低硫钢冶炼时渣中的硫含量平均在0.050%左右，正常情况下不采取措施可造成回硫增加0.003~0.005%；这也是造成冶炼低硫钢第一炉终点硫偏高的主要原因之一。
因此，转炉冶炼硅钢前，应停止溅渣护炉1~2炉后再进行冶炼。
4.3、炉渣性质对硫分配比的影响
炉渣的组成成份对硫分配比的影响主要体现在两个方面：碱度，氧化性。碱度对硫分配比的影响是由于所有的碱性氧化物都能够提供脱硫反应所需的O2-，其中以CaO带入的O2-作用最大。氧化性对硫分配比的影响是由于w（FeO）带入了Fe2+和O2-，它们对脱硫有相反的作用，O2-浓度增加，使分配比LS增加，但Fe2+浓度增加，则使分配比减小，因为的Fe2+增加即意味着钢液中的[%O]增加。
马钢120t转炉冶炼硅钢时炉渣碱度和炉渣w（FeO）含量对硫在钢渣间分配比的影响见图3。从图3看出，增加炉渣的碱度有利于提高硫的分配比LS。而提高炉渣中w（FeO）含量则是降低了硫在渣钢间的分配比，是不利于转炉脱硫的。要保证转炉冶炼时硫在渣钢之间的分配比大于5.5，合适的炉渣成分是，炉渣的二元碱度应该控制在3.0~3.5之间，渣中w（FeO）含量小于20%。
图3：炉渣组成与Ls关系
4.4、转炉终点温度对硫分配比的影响
由文献可知，温度对脱硫反应本身的影响不很大，但高温能够促进石灰的溶解和提高熔渣渣流动性。图4是马钢120t转炉冶炼硅钢时转炉终点温度与硫在渣钢间的分配比与的关系。从图4看出，随着转炉终点温度的提高，硫在渣钢之间的分配比是逐渐增加的，当钢水温度达到1660℃时，分配比显著增加，有利于转炉脱硫。
因此，冶炼硅钢转炉合适的转炉出钢温度为1680℃左右，此温度有利于提高硫的分配比。
图4：Ls与温度的关系
由于脱硫反应是渣钢间界面反应，钢中[S]向渣中扩散是脱硫反应的限制性环节，因此，转炉强有力的底吹搅拌有利于脱硫反应，特别是转炉吹氧后期加大底吹搅拌强度不仅促进脱硫反应，而且又能起到降低渣中w（FeO）和钢中氧含量的作用，间接起到脱硫作用。
表3：冶炼硅钢时转炉底吹模式
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操作内容
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加料
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吹氧前期0-6min
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吹氧中期6-12min
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吹氧后期12-18min
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出钢
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溅渣
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等待
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底吹供气流量Nm3/h
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280
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560
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280
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620
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620
|
560
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200
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供气强度/Nm3/t.min
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0.04
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0.08
|
0.04
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0.09
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0.09
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0.08
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0.03
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5、冶炼效果
表4为628炉硅钢钢水终点[C]、[S]、出钢温度、钢中氧含量、终渣碱度、w（FeO）取样分析结果统计表。
表4：硅钢冶炼时转炉终点主要参数
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项目
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[C]%
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[S]%
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出钢温度℃
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钢中氧含量%
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碱度
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w（FeO）%
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目标值
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≤0.040
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≤0.0060
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1680~1710
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0.0055~0.0086
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3.0~3.5
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≤20
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平均值
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0.034
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0.0048
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1702
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0.0065
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3.3
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19
|
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最大值
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0.052
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0.0060
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1728
|
0.0086
|
3.6
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26
|
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最小值
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0.024
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0.0020
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1671
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0.0055
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3.2
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15
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6、结论
马钢120t转炉采用单联工艺生产无取向硅钢时，
（1）中硫的主要来源：铁水、废钢、铁水渣及石灰，占总硫量70.79%，使用低硫废钢、减少造渣料带入硫含量、扒除铁水渣是降低转炉出钢硫含量的有效手段。
（2）炼硅钢前，应停止溅渣护炉1~2炉后再进行冶炼。
（3）钢时，为提高硫在渣钢之间的分配比，炉渣的二元碱度应控制在3.0~3.5之间，渣中w（FeO）含量小于20%，出钢温度≥1680℃。
（4）氧后期加大底吹搅拌强度能促进脱硫反应，间接起到脱硫作用。
（5）结果表明，马钢120t转炉冶炼硅钢时，平均出钢硫为0.0048%，能满足无取向硅钢对硫含量的要求。
收稿时间：2013年
来源：马钢
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