120t轉(zhuǎn)爐單渣—留渣法低成本高效冶煉工藝的研究與應(yīng)用

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1、冶金之家網(wǎng)站120t轉(zhuǎn)爐“單渣—留渣”法低成本高效冶煉工藝的研究與應(yīng)用溫福新1，王明杰1，于亮濤1，王，強(qiáng)1，沈彬彬2(1．萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司煉鋼廠，萊蕪271104；2．萊鋼集團(tuán)技術(shù)中心萊蕪271104)摘要：介紹了萊鋼120t轉(zhuǎn)爐“單渣—留渣”操作的基本工藝技術(shù)條件及應(yīng)用效果。針對(duì)終渣狀態(tài)和鐵水條件，規(guī)范了留渣操作所需鐵水的基本條件，確定了轉(zhuǎn)爐開氧基本模式及過程基本操作模式，提高了脫磷效率，有效降低了石灰、白云石噸鋼消耗，取得顯著效益。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；單渣—留渣；留渣操作；脫磷率；工藝0前言在當(dāng)前鋼鐵市場(chǎng)環(huán)境下，“單渣—留渣”操作已成為各鋼鐵企業(yè)作為降本增

2、效的手段之一。該工藝早在十幾年前就已實(shí)踐，但是由于留渣后下爐兌鐵水時(shí)易出現(xiàn)噴濺、泄爆等安全問題，使這項(xiàng)工藝很長時(shí)間內(nèi)在生產(chǎn)實(shí)踐中受阻。但隨著工藝技術(shù)及其設(shè)備的不斷改進(jìn)，留渣操作伴隨著的相關(guān)問題已基本解決。并且留渣操作已被證實(shí)可以大幅降低噸鋼石灰消耗，及在轉(zhuǎn)爐吹煉初期可以快速成渣，高效脫磷，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。1留渣噴濺的根本原因與預(yù)防機(jī)理轉(zhuǎn)爐終渣中含有一定量FeO成分。這種終渣留待下一爐，在兌入鐵水時(shí)，必會(huì)同時(shí)發(fā)生以下式(1)、式(2)的反應(yīng)。當(dāng)終渣中(FeO)過高時(shí)，式(1)、(2)反應(yīng)激烈，瞬間產(chǎn)生大量的氣體并附帶爐渣、鐵水沖出，造成爆發(fā)性噴濺事故。(FeO)+[

3、C]=[Fe]+CO(1)2(FeO)+[C]=2[Fe]+CO2(2)要防止噴濺，最直接的辦法是控制爐中氣體，杜絕或減緩式(1)、式(2)的反應(yīng)[1]。2留渣操作具體工藝技術(shù)措施2．1留渣操作條件1)鐵水成分[Si]不高于0．80％。[Si]高時(shí)，為保證爐渣堿度，渣料加入量大，產(chǎn)生的爐渣量較多，如果再采取留渣操作，將使冶煉條件惡化，過程不易控制，易發(fā)生噴濺等安全事故。2)終點(diǎn)碳不低于0．05％，根據(jù)碳氧平衡原理得知：終點(diǎn)碳過低時(shí)，渣中全鐵含量高，不適合留渣。3)終點(diǎn)鋼水溫度不高于1680℃。終點(diǎn)溫度過高時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致終渣偏稀，渣中(FeO)偏高。2．2濺渣操作為避免

4、所留爐渣偏稀、氧化性強(qiáng)、兌鐵易發(fā)生噴濺等情況，需要根據(jù)爐渣情況判斷是否加碳鎂球等物料進(jìn)行改渣處理，以達(dá)到稠化爐渣，降低渣中(FeO)含量。碳鎂球具體指標(biāo)如表1所示。2．3開吹操作2．3．1“單渣—留渣”開吹打火曲線鑒于留渣操作開吹時(shí)鐵水表面爐渣較厚，影響開吹打火效果，易發(fā)生開吹泄爆等安全事故，特制定開吹打火曲線，有效避免了開吹泄爆問題。具體開吹打火曲線，如圖1所示。冶金之家網(wǎng)站2．3．2開吹操作模式開吹采用手動(dòng)開吹模式，先將氧槍調(diào)節(jié)閥調(diào)至開吹氧壓0．5MPa左右，將氧槍降至開吹槍位1．6m，再開氧吹煉，至1min30s左右將氧壓提至正常0．88MPa。2．4過程控制2

5、．4．1槍位控制采用“高→低→低”的控制模式，開吹采取固定槍位模式操作，吹煉平穩(wěn)時(shí)，緩慢下降槍位直至過程正常操作槍位。冶煉前期渣中FeO含量較高，前期采取手動(dòng)開氧，恒槍位開吹冶煉至2min時(shí)，逐步降低至過程槍位，以避免開吹泄爆，同時(shí)增強(qiáng)熔池?cái)嚢?，為前期低溫去磷?chuàng)造良好的條件。中期采取恒槍位操作，平穩(wěn)控制脫碳、升溫速度。終點(diǎn)采取逐步壓槍的方式，壓槍槍位1．1m，壓槍時(shí)間不小于2min，以穩(wěn)定終點(diǎn)成分、溫度。3．4．2加料控制堅(jiān)持前期渣早化、過程渣化好、全程化渣的原則，頭批白云石全部加入、石灰加入量控制在3t，礦石加入量控制在1．5t。冶煉中后期根據(jù)頭批料加入后起渣情況，

6、分批次加入石灰、燒結(jié)礦，穩(wěn)定操作，全程化渣。3．4．3氧壓控制為避免開吹泄爆，開吹使用低氧壓操作，氧壓控制在0．50MPa左右，之后逐步提高氧壓，至1min30s時(shí)正常操作氧壓0．88MPa，冶煉中后期采取恒壓操作。3．4．4“單渣—留渣”加料、槍位控制具體“單渣—留渣”加料、槍位控制，如圖2所示。3“單渣—留渣”操作實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)“單渣—留渣”操作實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，見表2。冶金之家網(wǎng)站4應(yīng)用效果1)提高了脫磷率，使終點(diǎn)磷含量有效降低通過對(duì)“單渣—留渣”實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析得知：“單渣—留渣”爐次終點(diǎn)磷含量平均0．014％，脫磷率達(dá)到89．99％。而實(shí)際生產(chǎn)中非“單渣—留渣”操

7、作爐次，同樣鐵水條件下，平均脫磷率為85．83％，即采取“單渣—留渣”操作模式后，脫磷率提高4．16％。2)提高了前期爐渣堿度，石灰消耗大幅減少通過對(duì)“單渣—留渣”實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析得知：“單渣—留渣”爐次石灰消耗38．2kg／t鋼，較正常操作爐次降低9．45kg／t鋼；白云石消耗12．38kg／t鋼，較正常操作爐次降低3．23kg／t鋼。5結(jié)語1)優(yōu)化轉(zhuǎn)爐濺渣操作模式和開氧模式，可有效避免兌鐵噴濺和開吹泄爆。2)轉(zhuǎn)爐“單渣—留渣”操作，有利于前期化渣和脫磷，可使脫磷率有效提高4．16％。3)轉(zhuǎn)爐“單渣—留渣”操作，有利于降低石灰、白云石噸鋼消耗，石灰