李宏辉 刘智君 刘彬

摘 要：本文通过分析生白云石在转炉热分解反应过程中的能量消耗以及渣化反应，认为生白云石既可以替代轻烧白云石作转炉炼钢造渣剂，同时还可以平衡转炉富余热量，减少其它冷料消耗，节约炼钢成本，提高经济效益。

关键词：转炉炼钢；生白云石；炼钢成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.036

1 前言

在转炉炼钢炉渣中适当增加MgO含量，可提高溅渣护炉的效果减轻炉渣对炉衬的侵蚀。在运营转型的新形势下，创新驱动、降本增效已成为各钢铁企业共同关注的方向，自2017年8月，莱钢股份炼钢厂开始将生白云石应用于转炉炼钢生产中，以代替轻烧白云石，降低其它冷料消耗，为企业创造了可观的经济效益。

2 生白云石应用于转炉炼钢的可行性

在转炉内直接加入生白云石相当于将生白云石的煅烧过程放在了转炉炉内集中进行，其反应式：

CaCO3CaO + CO2 ΔG0 = 169120—144. 6 T，J·mol-1

MgCO3 MgO + CO2 ΔG0 = 116300—173.43T，J·mol-1

生白云石主要是CaCO3和MgCO3的复合矿物，在炉内800℃时即可分解， 跑出CO2后疏松多孔， 使反应表面积大大增加， 有利于加速成渣反应。另外，渣中MgO的提高能吸收一定量的FeO， 减缓了炉渣中氧化铁对炉衬的渗透和侵蚀作用[2]。开吹后炉内熔池温度一般在1300-1450℃之间，从热力学角度分析，该温度下ΔG0<0，上述两个吸热反应能够顺利进行；从动力学角度分析，CO2的排出和白云石的熔解进一步促进生白云石的煅烧反应。

3 生白云石在转炉中的应用

3.1 实验内容

在炼钢生产中，采用单渣法操作，转炉开吹后，观察炉口火焰判断炉内着火情况，确认充分着火后加入总石灰量的2/3，同时加入全部生白云石以及适量的化渣剂。

通过采用生白云石和轻烧白云石炼钢的对比性实验，在同一炉座上冶炼终点成分相近的60炉普通低碳钢种。铁水与废钢均为定量加入，铁水初始条件相似，并对冶炼终点成分化验分析，对实验数据统计求平均值后列于表1。

4 生白云石应用效果分析与讨论

4.1 对化渣及脱磷效果的影响

根据莱钢转炉生产工艺，终渣碱度控制范围为：2.8-3.2，采用轻烧白云石与生白云石炼钢过程中的对比看，前期加入生白云石后，与加轻烧白云石炉次相比，化渣速度较慢，脱磷率相对较低，但随着Si、Mn元素氧化，炉内温度上升，炉渣熔化较好且炉内温度保持较低水平，与轻烧白云石炉次相比，使用生白云石则更有利于去磷。

4.2 对炼钢物料的影响

白云石在炉内的反应均为吸热反应，可平衡转炉富余热量，减少其它冷料的消耗。根据表1成分可知，渣中达到相同数量的ω（MgO），则生白云石的用量约是轻烧白云石的1.84倍；莱钢炼钢厂平均吨钢耗轻烧白云石6.2Kg，若折算为生白云石则需要11.4Kg，根据热效应计算，可额外吸收富余热量：Q额=27942.7KJ，相当于5.23Kg铁矿石的冷却效应。

吨钢生白云石增加有效CaO量为：M1=2.8Kg，吨钢轻烧白云石增加有效CaO量为：M2=2.1Kg，使用生白云石可节约石灰0.91Kg/t 。

相关资料显示[3]，焙烧1吨白云石耗煤120Kg， 因此生白云石的直接应用，不仅可以取消轻烧白云石的生产流程，而且节省部分能源以及设备建设资金，同时降低了粉尘率，因此在节能减排，环境保护方面也产生了积极的影响。

4.3 对终渣成分和护炉的影响

根据表1成分对照，使用生白云石后，钢水终点化学成分稳定，终点熔渣碱度及w（MgO）无明显变化。实践表明，生白云石在转炉应用后，溅渣均匀，平均渣层厚度为23mm，爐型保持正常，但炉底略有上涨，分析原因认为生白云石的降温幅度比轻烧白云石大，在调渣过程中，生白云石的加入使终渣粘度过大所致，因此在操作过程中，需要观察终渣状态及出钢温度来确定生白云石的加入量，以达到最佳溅渣护炉效果。

5 结论

（1）生白云石代替轻烧白云石后，终渣成分稳定，满足溅渣要求，可有效保护炉衬，防止炉衬侵蚀。

（2）生白云石代替轻烧白云石后，炉温上升平稳，冶炼操作顺行，减少了其它含铁冷料用量，降低炼钢成本，产生了良好的经济效益。

（3）生白云石在转炉炼钢中的成功应用，可以取消炼钢用轻烧白云石生产流程，对于节能减排、减轻污染有重要的现实意义。

（4）生白云石代替轻烧白云石，可降低粉尘率，减少转炉除尘设备损耗。

参考文献：

[1]高泽平.炼钢工艺学[M].冶金工业出版社，2008（02）：37，186-193.

[2]许云程，苗泽英.关于配加白云石造渣以减轻氧气转炉炉衬侵蚀的分析[J].

[3]程葵阳.氧化镁生产中焙烧白云石煤耗估算[J].山西化工，1991

（04）：35-36.

[4]黄希祜.钢铁冶金原理[M].第三版 冶金工业出版社，2002（01）：

436，438.