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《轉(zhuǎn)爐留渣安全操作研究與實踐.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、冶金之家網(wǎng)站轉(zhuǎn)爐留渣安全操作研究與實踐王羽，王安軍，商勇，林利平(武鋼煉鋼總廠二分廠，湖北武漢430083)摘要：結(jié)合武鋼煉鋼總廠二分廠的現(xiàn)狀，對留渣操作的熱力學(xué)和動力學(xué)條件進行分析，總結(jié)出了安全留渣的工藝參數(shù)，并制定和實施了安全留渣操作措施，為實現(xiàn)具有顯著效益的留渣煉鋼工藝提供了可靠性依據(jù)。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；安全留渣；經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，通常有3種造渣操作，即單渣操作、雙渣操作和留渣操作。單渣操作工藝比較簡單，冶煉時間短，勞動條件好。雙渣操作是指在吹煉過程分一次或幾次除去1/2～2/3的爐渣，然后加渣料重新造渣。其優(yōu)點是可以消除大渣量引起的噴濺，獲得較好的去除磷、硫的效
2、果，減輕爐渣對爐襯的侵蝕。留渣操作是指將上爐部分或全部爐渣留下供下爐使用。這種造渣操作具有一系列的優(yōu)點，但其最大不足是在兌鐵過程中容易產(chǎn)生噴濺，從而危及爐前工人及設(shè)備的安全。所以控制留渣操作所產(chǎn)生的兌鐵噴濺也就十分必要。武鋼煉鋼總廠二分廠有3座公稱容量為80t的轉(zhuǎn)爐，2011年之前一直采用的是單渣操作和雙渣操作，熔劑消耗非常高，石灰單耗達58kg/t，輕燒單耗26kg/t，螢石單耗5kg/t。2011年鋼鐵市場萎縮，鋼材價格持續(xù)走低，為了提高盈利能力，必須降低生產(chǎn)成本，武鋼煉鋼總廠二分廠對留渣操作進行理論分析并進行實踐，采取一定的措施做到安全留渣，熔劑單耗大幅度降低。1轉(zhuǎn)爐安
3、全留渣的熱力學(xué)條件分析轉(zhuǎn)爐留渣操作有時在兌入鐵水時會發(fā)生大噴渣，其原因是上一爐終渣中的(O)擴散到鐵水中后與鐵水中的[C]發(fā)生劇烈的碳氧反應(yīng)引起的。然而鐵水中還含有[Si]，在一定條件下碳氧反應(yīng)可以被抑制。這個條件是把溫度控制在某個臨界值以下，臨界溫度可以通過熱力學(xué)計算求出來的。計算方法如下：冶金之家網(wǎng)站取R=3.0，w(FeO)為15%，查表得a(SiO2)為0.0001，故：ΔG=131100-73.618T(5)要限制鐵水中碳元素的氧化，必須使ΔG≥0，即滿足：131100-73.618T≥0，T≤1781K=1508℃時，鐵水和上一爐的爐渣接觸，硅的氧化限制了碳的激烈
4、氧化。當(dāng)前轉(zhuǎn)爐大部分實現(xiàn)了濺渣護爐，濺渣后爐渣溫度均低于1500℃。因此可以說留渣操作是完全可行的。2轉(zhuǎn)爐安全留渣的動力學(xué)條件分析2.1爐渣的黏度對安全留渣操作的影響爐渣的黏度直接影響著氧、鐵元素的擴散，爐渣的黏度與自擴散系數(shù)的關(guān)系可由下式表示：D=KT/6πη(6)式中：K為波茨曼常數(shù)；T為絕對溫度；η為黏度。而擴散系數(shù)與反應(yīng)速度成正比，因而，當(dāng)反應(yīng)處于擴敞區(qū)時，提高爐渣的黏度，可以降低化學(xué)反應(yīng)的速度，從而使噴濺臨界溫度升高，留渣操作的安全性提高。2.2鐵水兌入速度當(dāng)發(fā)生噴濺時，爐口處的氣體速度很高，部分爐渣由氣體攜帶噴出爐外。根據(jù)流體力學(xué)，此時氣體的流速可按牛頓公式進行計
5、算。vs=5.45{ds(ρs-ρ)/ρ｝0.5(7)式中：vs為爐渣的懸浮速度，m/s；ρs為爐渣的密度，3000kg/m3；ρ為氣體的密度，0.35kg/m3(1300℃，0.15MPa)；ds為爐渣的粒徑，0.01m。爐口處CO的流量為：mCO=vsπr2爐口ρ設(shè)鐵水中[C]含量的3.5%被氧化，則臨界兌鐵速度為：υFe=(12×mCO)/(28×0.035)=244kg/s。以臨界兌鐵速度兌鐵12s后，爐渣中的(FeO)質(zhì)量分數(shù)降到5%，即可正常兌入。3安全留渣工藝的操作2011年以前，不留渣的操作步驟為：冶金之家網(wǎng)站加廢鋼-兌鐵-吹煉-出鋼-濺渣-倒渣-加廢鋼。留渣
6、工藝操作步驟為：加廢鋼-兌鐵-吹煉-出鋼-濺渣(不倒渣)-加石灰-加廢鋼，具體操作如下。3.1濺渣降低爐渣溫度出完鋼后必須濺渣，調(diào)入300kg(3.8kg/t)調(diào)渣劑，確保爐渣濺干，濺渣之后的爐渣溫度一般在1500℃左右。3.2加石灰降溫稠化爐渣濺渣結(jié)束加入1t(12.7kg/t)石灰，爐渣溫度可降低100℃左右，由于爐渣溫度下降，爐渣的相組成發(fā)生變化，固相質(zhì)點大量析出，爐渣稠化，黏度增加降低，擴散速度降低，從而緩解碳氧反應(yīng)速度，有利于控制爐渣噴濺。濺渣結(jié)束不加石灰和加入1t石灰的爐渣照片如圖1、圖2所示，比例為1∶30。3.3來回搖爐確認爐渣粘稠加入石灰后，來回搖爐，在搖爐
7、過程中，操作工到爐前平臺確認渣況粘稠。3.4加入廢鋼降低爐渣溫度向爐內(nèi)加入廢鋼8t(101kg/t)，可使?fàn)t渣溫度降低200℃左右，加上加入石灰的溫降100℃，爐渣溫度可從1500℃左右降至1200℃左右。由于溫度下降，根據(jù)三元相圖，液相減少50%，固相量增加1倍以上，其組成為3CaO·SiO2+CaO，爐渣顯著稠化。而且，在鐵水兌入時，由于廢鋼的存在，減緩了鐵水對爐渣的沖擊，阻礙了鐵水與爐渣的混合，鐵水與爐渣的反應(yīng)面積大大減小，對碳氧反應(yīng)速度起到了緩解和抑制作用。3.5鐵水的兌入要求如前所述，兌鐵初期
