少渣炼钢是指转炉冶炼总渣量极少化的一种炼钢工艺。少渣炼钢加入渣料的主要目的是保护炉衬、覆盖钢液、减少金属喷溅，而不再是为了脱磷、脱硫，因此，少渣炼钢的前提条件是铁水必须经过预处理。目前，常用的少渣炼钢工艺有两种：一种是铁水预处理脱硅、脱磷、脱硫的“三脱”处理，然后转炉冶炼；另一种是转炉双联法冶炼。这两种少渣炼钢工艺均需对铁水预处理或转炉进行较大的设备改造才能够实现，因此，在推广上受到一定限制。

2001年，新日铁开发的MURC转炉双渣工艺工业实验取得成功，陆续在新日铁的各炼钢厂推广。2012年，首钢开发成功SGRS转炉“留渣+双渣”工艺，在首钢迁钢公司和首秦公司推广，相关报道称取得了较好的效果。鞍钢借鉴新日铁、首钢的经验，开发适合鞍钢铁水条件的转炉“留渣+双渣”工艺，不仅降低了转炉冶炼渣量和钢铁料的消耗，降低了生产成本，而且不需要进行设备改造就能实现；同时，为冶炼低磷钢提供保障，从而扩大低磷钢品种范围，提高鞍钢钢材的市场竞争力。

鞍钢股份有限公司炼钢总厂转炉“留渣+双渣”工艺的关键技术，包括留渣及炉渣固化技术、炉渣流动性控制及高效脱磷技术、快速足量放渣及渣铁分离技术、炉渣返干控制及终渣FeO控制技术以及“留渣+双渣”快速生产技术，采用这些技术后，吨钢成本降低12.19元。

转炉“留渣+双渣”工艺实践

2013年，鞍钢开始开发转炉“留渣+双渣”工艺，通过工业实验，逐步掌握了相关关键技术，使得“留渣+双渣”工艺在各类型转炉陆续得到了推广，本文主要以鞍钢股份炼钢总厂三工区180吨转炉为例。

留渣及炉渣固化工艺。上炉出钢后，先倒渣，然后根据炉渣情况进行炉渣改质，溅渣护炉，加少量轻烧白云石、废钢稠渣，然后兑铁。先倒渣的目的是保持炉内渣量恒定，便于缩短溅渣护炉时间，并固化脱磷期初始条件，稳定脱磷期操作。

通过控制倒渣过程转炉倾翻角度控制炉内渣量。炉渣改质采用含C和MgO的专用溅渣剂，根据炉渣状态调整加入量，炉渣过氧化情况下适当提高加入量。当铁水硅含量较高时，溅渣护炉过程加轻烧白云石稠渣，或在溅渣护炉结束后加入轻烧白云石，通过摇炉处理使轻烧白云石与熔渣充分作用，此操作不仅能够固化炉渣，同时提高脱磷期炉渣碱度。但须控制加入量，180吨转炉控制加入量不超过2吨，否则影响脱磷期炉渣流动性，从而影响脱磷率。

炉渣流动性控制及高效脱磷工艺。脱磷期炉渣中含有一定的P2O5，为了快速倒出足够的脱磷渣，碱度控制不易过高，否则会对脱磷不利。脱磷期碱度控制在1.2~1.6之间，主要依靠兑铁前加入轻烧白云石调整，如果铁水硅含量过高，轻烧白云石加入量超过2吨，则采用部分或全部活性石灰替代，控制渣料加入量不过高有利于脱磷期快速形成利于倒渣的泡沫渣。脱磷期吹氧开始后，尽量不加入轻烧和白灰等造渣料。

脱磷期供氧和枪位操作如图所示。其中，顶吹供氧强度、底吹气体搅拌强度均按上限控制，目的是加强熔池的搅拌，促进渣铁界面磷的传输，提高渣中磷的分配比。

枪位操作按低—高控制：前期低枪位快速脱硅，快速提高温度达到快速成渣，放渣前高枪位操作，配合矿石加入，提高渣中FeO，从而乳化炉渣，便于放渣操作的顺利进行。采用该技术后，脱磷率最高达到近65%，铁水磷含量平均在0.075%前提下，放渣时刻磷含量一般控制在0.025%~0.040%之间。

快速足量放渣及渣铁分离工艺。脱磷期吹炼时间为4~6分钟，选择炉渣活跃时倒炉放渣，抬枪后，首先采用氮气吹扫渣面，促进渣铁分离，吹扫时间控制在1~3分钟，吹扫枪位控制在4~6米之间，待渣成块甩出后开始倒渣。倒渣要求将炉体倾动至75°~80°，然后缓慢摇炉至近乎水平位置开始放渣。要求炉渣尽可能多放，控制炉内残渣量小于1/4。为了能够快速足量倒渣，倾翻档位控制要保证80°以内时2档以上速度不停顿，80°以后按1档速度控制，每次停顿时间控制在3~5秒，直至炉渣放净。采用氮气吹扫后，放渣时刻炉渣中TFe含量显著降低，渣中TFe含量平均在22.12%，基本达到冶炼终渣的TFe水平，而未采用氮气吹扫炉次，渣中TFe含量达到了41.36%，放渣时刻不采用氮气吹扫，对钢铁料消耗的影响较大。

炉渣返干控制及终渣FeO控制工艺。足量放渣导致脱碳期硅含量为痕迹，极易发生炉渣返干现象。由于出钢结束要先进行倒渣，因此，要控制终渣FeO含量不过高，从而降低铁耗。脱碳期操作如图所示。枪位按高—低控制，供氧强度按低—高控制，前期高枪位、相对低的供氧强度，提高渣中FeO含量，防止炉渣返干，后期低枪位、高供氧强度促进脱碳，降低终渣FeO含量，降低铁耗。造渣料采用分批加入方式，控制每批加入量，可分2~3批加入，但须在高枪位控制阶段加完。在吹炼开始即加入铁矿石等含铁化渣剂提高渣中FeO含量，防止炉渣返干，根据化渣情况可加入2~3批。冶炼终点前及时降枪，控制拉碳时间大于3分钟，降低终渣FeO含量或采用底吹后搅工艺降低终渣FeO含量。为了保护炉衬、覆盖钢液、减少金属喷溅几率，经过工业实践，脱碳期吨钢渣料加入总量应不低于40千克，且控制终渣MgO含量在8%~12%之间为宜。

“留渣+双渣”快速生产工艺。“留渣+双渣”工艺与常规炼钢工艺相比增加放渣操作时间，为了不降低产能，不影响转炉—精炼—连铸工序周期匹配，必须加快“留渣+双渣”工艺过程，对此采取了以下主要对策：出钢结束先倒渣，减少炉内渣量，同时对炉渣改质，从而缩短溅渣时间；放渣时控制氮气吹扫时间在1.5分钟以内，采用放渣一步到位，缩短放渣时间；控制脱碳期软吹时间在4分钟以内，提高冶炼总过程的供氧强度，缩短吹氧时间。

对经济技术指标的影响

2014年3月份以来，鞍钢股份炼钢总厂全面推广应用“留渣+双渣”工艺。其中，2014年3月~7月份实施比率达到了18.6%，熔剂、钢铁料消耗显著降低，取得了显著的经济效益。以三工区180吨转炉为例，阐述实施该工艺后对经济技术指标的影响。

熔剂消耗显著降低。据测算炼钢炉渣温度由1680℃降低至1350℃时，脱磷反应平衡常数可大幅度增加6个数量级以上。“留渣+双渣”工艺就是利用这个原理，使得上一炉的炉渣留渣固化后，在脱磷期重新获得脱磷能力，从而降低了冶炼渣料消耗。采用“留渣+双渣”工艺炉次与同期未采用此工艺的炉次对比，炼钢用石灰用量减少了15.2千克/吨，轻烧白云石用量减少了5.6千克/吨。

钢铁料消耗降低。采用氮气吹扫的渣铁分离技术，可以将放渣时刻渣中TFe含量降低到22%左右，与冶炼终渣TFe含量（平均21.66%）相当，减少了倒渣时金属料的损失；冶炼终点仅倒出少量炉渣，避免了炉内剩钢的流失，降低了钢铁料的损失。采用“留渣+双渣”工艺炉次与同期未采用此工艺的炉次对比，钢铁料用量减少约1.53千克/吨。

氮气消耗增加。采用氮气吹扫渣面的渣铁分离工艺，平均吹扫时间1.5分钟。采用先倒渣再溅渣的工艺，溅渣时间缩短0.8分钟，每炉钢吹氮时间增加0.7分钟，折算每吨钢增加氮气消耗约2.1立方米（标准状态）。

煤气回收量降低。过程放渣中断吹氧，导致煤气回收时间缩短约2分钟，折算影响吨钢煤气回收量为12.7立方米（标准状态）。

冶炼周期有所增加。采用“双渣+留渣”工艺后，针对快速生产采取了相应的措施，与常规单渣工艺相比，冶炼终点先倒渣及炉渣改质使得溅渣护炉时间缩短，同时由于前期放渣，后期脱磷率较为稳定，取消了非低磷钢炉次冶炼终点等样操作，缩短了等样时间。但增加放渣时间且由于脱碳初期软吹时间长，造成累计吹氧时间增加，“留渣+双渣”工艺平均增加冶炼时间4分14秒。因此，需根据生产节奏调整实施炉次，控制实施比率，减少对生产顺行及产量的影响。

综合效益分析。在生产时间充裕或产能低时采用“留渣+双渣”工艺，降低对产量的影响。在不考虑产量因素前提下，“留渣+双渣”工艺与常规单渣法炼钢工艺相比较，吨钢成本降低12.19元。三工区180吨转炉2014年3月~7月分实施比率为22.6%，其中3月份实施比率达到了38.4%。