氧气顶吹转炉留渣操作可行性研究

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摘　要：结合济钢第二炼钢厂的工艺条件，对留渣操作的热力学和动力学条件进行了分析，
探讨了氧气顶吹转炉留渣操作的可行性，指出生产中只要控制炉渣温度低于

1508

℃就可实

施留渣操作；实施留渣操作对转炉冶炼时的初期化渣和脱磷十分有利，并可增加钢水收得
率。
关键词：留渣操作；转炉炼钢；炉渣温度；化渣操作

    氧气顶吹转炉留渣操作在 20 世纪 80 年代初期就已提出，由于没有掌握留渣后操作安全

 

规律，在兑铁水时常出现大喷。因此留渣操作一直没有得到推广应用。但氧气顶吹转炉留渣
操作可以大幅度降低钢铁料消耗，节约石灰，在转炉吹炼初期可以快速造就高碱度氧化渣，
有利于提高生产效率，并具有显著的经济效益，特别在铁水资源不足的钢厂效益更加突出。
所以

,只要从理论上找到留渣后兑铁时发生大喷的根本原因,采取有效的防范措施，可以保证

留渣操作的安全性。下面结合济南钢铁集团总公司第二炼钢厂

(简称济钢第二炼钢厂)的生产

工艺条件

,从理论上对转炉留渣操作的可行性进行分析。

1 转炉留渣操作的可行性分析
　　济钢第二炼钢厂铁水成分见表

1。冶炼终渣成分：CaO 为 51.9％；MgO 为 9.6％；SiO2

为

13.0%；FeO 为 14.2%。

表

1 铁水成分％

成 分

波动范围

C

3.9～4.2

Si

0.4～0.8

Mn

0.25～0.40

P

0.09～0.11

S

0.025～0.060

    兑铁水时产生喷溅的原因是在兑铁的瞬间，铁水中的碳与钢渣中的 FeO 发生激烈的脱碳
反应，生成的

CO 气泡在近似自由空间迅速膨胀，把铁水和钢渣推出炉口所致。只有解决兑

铁时的碳氧激烈反应，才能避免喷溅。当铁水兑入留有上一炉终渣的转炉时，金属与炉渣发
生下列反应：
    〔Si〕＋2〔O〕＝(SiO2)
    

△G°＝139300＋53.55T     

 (1)

　　〔

C〕＋〔O〕＝{CO}

　　

△G°＝－4100－10.165T    

 (2)

    由(2)×2－(1)得出式(3)：
    2〔C〕＋(SiO2)＝〔Si〕＋2{CO}
    

△G1°＝131100－73.87T     (3)

    此反应式的自由能变化为：
    

△G＝△G1°＋RTln(PCO2fSi〔Si〕/a(SiO2)fC2〔C〕2)

        =131100－73.87T＋4.575T｛2lgPCO＋lgfSi