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《氧氣轉(zhuǎn)爐留渣+雙渣煉鋼工藝技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、冶金之家網(wǎng)站氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”煉鋼工藝技術(shù)研究王新華1，朱國(guó)森2，李海波2，呂延春2(1.北京科技大學(xué)冶金與生態(tài)工程學(xué)院，北京100083；2.首鋼技術(shù)研究院，北京100043)摘要：首鋼遷鋼公司和首秦公司大規(guī)模采用了“留渣+雙渣”轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝，大幅度減少了煉鋼渣量和石灰、白云石消耗。文章介紹了其中所開發(fā)的3項(xiàng)重要技術(shù)：①脫磷階段采用低堿度(w(CaO)/w(SiO2)∶1.3～1.5)和低MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)(≤7.5%)渣系，形成流動(dòng)性良好和適度泡沫化爐渣，解決了脫磷階段結(jié)束難以快速足量倒渣和渣中金屬鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高這兩大問(wèn)題；②針
2、對(duì)脫磷階段底吹攪拌弱問(wèn)題，采用了低槍位和高供氧強(qiáng)度吹煉方法，利用頂吹氧氣流加強(qiáng)金屬熔池?cái)嚢?，獲得了良好脫磷效果；③通過(guò)加快生產(chǎn)速度，特別是對(duì)“煉鋼-精煉-連鑄”生產(chǎn)合理組織調(diào)配，在轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)間增加大約4min情況下，鋼產(chǎn)量并沒有減少。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；少渣；石灰消耗；脫磷；爐渣中國(guó)鋼鐵工業(yè)近20年來(lái)發(fā)展迅速，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)發(fā)揮了重要作用，但在節(jié)省資源、能源和減少爐渣等固體廢棄物排放等方面，目前面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)。以占中國(guó)產(chǎn)鋼量90%以上氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼為例，每年生產(chǎn)約6.2億t粗鋼，要產(chǎn)生6000萬(wàn)t以上爐渣，消耗3100萬(wàn)t以
3、上石灰和700萬(wàn)t以上輕燒白云石，而用于生產(chǎn)煉鋼石灰和輕燒白云石的石灰石與生白云石礦產(chǎn)均為重要的不可再生資源。2001年Ogawa等[1]報(bào)道了新日鐵開發(fā)的MURC轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝及其在8t轉(zhuǎn)爐的試驗(yàn)情況，該工藝將轉(zhuǎn)爐冶煉分為2個(gè)階段，在第1階段主要進(jìn)行脫硅、脫磷，結(jié)束后倒出部分爐渣，然后進(jìn)行第2階段吹煉，吹煉結(jié)束后出鋼但將爐渣保持在爐內(nèi)，下一爐在爐內(nèi)留渣情況下裝入廢鋼、鐵水，然后進(jìn)行第1和第2階段吹煉，并以此循環(huán)往復(fù)。近年來(lái)，新日鐵陸續(xù)報(bào)道了MUCR工藝相關(guān)情況[2-10]，新日鐵公司的大分、八幡、室蘭、君津等鋼廠采用了該工藝，產(chǎn)鋼
4、占新日鐵總產(chǎn)鋼量55%左右，轉(zhuǎn)爐煉鋼石灰消耗減少40%以上，但對(duì)其中許多關(guān)鍵技術(shù)，如液態(tài)渣固化、脫磷階段爐渣堿度、供氧參數(shù)、脫磷工藝、倒渣控制等基本沒有報(bào)道。20世紀(jì)50～70年代，中國(guó)一些轉(zhuǎn)爐鋼廠在鐵水硅、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)高時(shí)，為了降低石灰消耗，減少吹煉過(guò)程噴濺，改善脫磷效果，曾采用過(guò)出鋼后留渣或“留渣+雙渣”煉鋼工藝。后來(lái)，隨著高爐生產(chǎn)水平提高(鐵水硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低)，高磷鐵礦石用量減少(鐵水磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低)，以及顧忌留渣造成鐵水噴濺安全隱患，留渣或“留渣+雙渣”煉鋼工藝沒有在更大規(guī)模推廣采用。近年來(lái)中國(guó)國(guó)內(nèi)鋼廠開始試驗(yàn)采用“留渣+雙渣
5、”轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，其中首鋼在其遷鋼公司5座210t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐和首秦公司3座100t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐大規(guī)模采用了該工藝方法，取得了煉鋼石灰消耗減少47%以上，輕燒白云石消耗減少55%以上，渣量降低30%以上的效果。1首鋼采用“留渣+雙渣”煉鋼工藝情況首鋼遷鋼公司第一和第二煉鋼分廠共擁有5座210t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，氧槍采用5孔噴頭，馬赫數(shù)為2.0，供氧強(qiáng)度在3.3～3.4m3/(min·t)范圍，年產(chǎn)鋼810萬(wàn)t，主要產(chǎn)品包括汽車、家電用冷軋鋼板、電工鋼板、管線鋼板、容器板、造船板等。首秦公司擁有3座100t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，氧槍采用4孔噴頭，馬赫數(shù)為2
6、.0，供氧強(qiáng)度在3.6～3.8m3/(min·t)范圍，年產(chǎn)鋼260萬(wàn)t，主要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)中厚板(管線、造船、橋梁、高層建筑、海洋平臺(tái)用鋼板等)。如圖1所示，遷鋼公司和首秦公司采用的氧氣轉(zhuǎn)爐“留渣+雙渣”煉鋼工藝主要包括以下環(huán)節(jié)：①轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束出鋼后將爐渣留在爐內(nèi)；②采用濺渣護(hù)爐將部分爐渣濺至爐襯表面加以固化，再補(bǔ)加一定量石灰、白云石對(duì)爐底液態(tài)渣進(jìn)行固化；③對(duì)爐渣固化加以確認(rèn)，然后裝入廢鋼、鐵水；④進(jìn)行第1階段吹煉(脫磷階段)，結(jié)束后倒出爐內(nèi)60%左右爐渣；⑤進(jìn)行第2階段(脫碳階段)吹煉，結(jié)束后出鋼，但將爐渣留在爐內(nèi)，進(jìn)入下爐次冶煉并以
7、此循環(huán)往復(fù)。冶金之家網(wǎng)站煉鋼脫磷反應(yīng)可由(1)式表示，圖2為根據(jù)(2)式[10-11]計(jì)算得到的脫磷反應(yīng)平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系?？梢钥吹?，溫度對(duì)脫磷反應(yīng)的影響非常顯著，當(dāng)溫度由1680℃降低至1350℃時(shí)，脫磷反應(yīng)平衡常數(shù)可大幅度增加6個(gè)數(shù)量級(jí)以上。“留渣+雙渣”冶金之家網(wǎng)站煉鋼工藝的基本原理便是利用轉(zhuǎn)爐冶煉前期溫度低這一有利于脫磷反應(yīng)熱力學(xué)條件，將上爐終渣(由于溫度高已基本不具備脫磷能力)，用于下爐吹煉初期(由于溫度低，爐渣重新具備脫磷能力)進(jìn)行脫磷，并在溫度上升至對(duì)脫磷不利之前，將爐渣部分倒出，然后加入少量渣料造渣進(jìn)行第2階段吹煉
8、(可進(jìn)一步脫磷)。由于上爐爐渣可以被下爐再利用，因而能夠大幅度減少煉鋼石灰、輕燒白云石等原材料消耗和煉鋼渣量。根據(jù)該工藝能夠顯著減少煉鋼渣量的特點(diǎn)，首鋼將其簡(jiǎn)稱為“SGRS”工藝(SlagGenerationReducedSteelm
