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1、唐鋼150噸鋼包精煉爐快速脫硫工藝研究夏春學(xué)唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司第一鋼軋廠內(nèi)容簡介本文主要介紹唐鋼BOF-LF-UTSC工藝流程中150噸鋼包精煉爐(LF)冶煉薄板鋼水時(shí)快速脫硫工藝的開發(fā)。指出,合理的渣系組成、適當(dāng)?shù)拇禋鍞嚢琛撍煞譁囟瓤刂萍盁嵩h(huán)利用是實(shí)現(xiàn)鋼包精煉爐快速脫硫的關(guān)鍵技術(shù)。目錄一、課題背景二、唐鋼150噸LF主要技術(shù)參數(shù)三、脫硫速度的理論性研究四、快速脫硫工藝的開發(fā)五、應(yīng)用效果六、結(jié)論一、課題背景對(duì)于薄板坯連鑄鋼水,一般要求硫含量控制在80ppm以下。唐鋼BOF-LF-U
2、TSC流程,為滿足連續(xù)生產(chǎn)要求,要求在10-20分鐘之內(nèi)將鋼水中硫降至80ppm以下。有必要開發(fā)研究LF爐冶煉薄板鋼水快速脫硫工藝。二、唐鋼150噸LF主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目單位參數(shù)公稱容量t150最小鋼水處理量t100最大鋼水處理量t160鋼水凈空高度mm≥910電極直徑mm457極心圓直徑mm750電極升降行程mm2900電極升降速度mm/s150爐蓋提升行程mm700鋼包透氣磚數(shù)量個(gè)2變壓器容量MVA25/28精煉生產(chǎn)中的1#LF爐三、脫硫速度的理論性研究對(duì)脫硫速度的研究可分為兩方面:㈠脫硫反應(yīng)熱
3、力學(xué)研究㈡脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究脫硫反應(yīng)熱力學(xué)研究對(duì)于鋁鎮(zhèn)靜鋼來說,精煉過程的脫硫基本反應(yīng)為:(CaO)+[S]+2/3[Al]=(CaS)+1/3(Al2O3)反應(yīng)平衡常數(shù)Ks=影響脫硫的因素有:爐渣堿度、爐渣硫活度、爐渣Al2O3活度、鋼水[O]活度與渣中FeO含量、鋼水溫度。脫硫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究依據(jù)雙膜理論計(jì)算LF精煉脫硫反應(yīng)速率可推出以下公式:其中式中A為渣鋼界面面積;VM為鋼水體積;ρS為爐渣密度;ρM為鋼水密度;WM為鋼水質(zhì)量;WS為爐渣質(zhì)量??赏瞥鲆韵陆Y(jié)論唐鋼精煉爐反應(yīng)速率的控制環(huán)節(jié)為鋼液
4、中的傳質(zhì)??梢栽黾釉摻缑婷娣e及鋼液傳質(zhì)系數(shù)的因素都可以加快脫硫速度。增加堿度、在精煉渣系中加入CaF2、增加吹氬攪拌強(qiáng)度、提高鋼水溫度、增加鋼水中酸溶鋁含量可以加快脫硫速度。加快成渣速度也有利于加快脫硫速度。綜上所訴,影響鋼包精煉爐脫硫速率的因素有:①爐渣組成(包括爐渣堿度,爐渣氧化性,爐渣曼內(nèi)斯曼指數(shù),CaF2含量);②吹氬情況;③成渣速度;④溫度;⑤渣量;⑥鋼水酸溶鋁含量。四、快速脫硫工藝的開發(fā)㈠造渣制度㈡吹氬制度㈢鋼水成分控制制度㈣鋼水溫度控制制度㈤熱渣循環(huán)利用制度造渣制度爐渣堿度達(dá)到5-
5、6FeO含量<0.5%(或FeO+MnO<1%)爐渣曼內(nèi)斯曼指數(shù)(M=R/Al2O3)控制在0.25-0.35造渣原料;石灰、螢石、鋁粉、回收熱態(tài)精煉渣實(shí)際生產(chǎn)中的精煉渣系成分(%)MgOSiO2Al2O3FeOMnOSCaOP2O5RM12.65.927.60.010.071.147.10.188.20.298吹氬制度冶煉前期脫硫過程氬氣流量控制在800-1000NL/min左右,溫度為1570℃時(shí)比攪拌功率約為150w/t。均勻成分、溫度時(shí)氬氣攪拌強(qiáng)度為400-500NL/min,喂線前后靜吹
6、時(shí)氬氣攪拌強(qiáng)度為150-200NL/min。鋼水成分控制制度根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況,我們要求進(jìn)站鋼水中酸溶鋁含量控制在100-200ppm,脫硫效率較好。鋼水溫度控制制度生產(chǎn)實(shí)際情況為:要求進(jìn)站鋼水溫度大于1560℃,過程溫度控制在1550℃到1575℃之間。進(jìn)行脫硫攪拌時(shí)溫度大于1560℃,此時(shí)脫硫速度較快。當(dāng)鋼水溫度低于1540℃時(shí)脫硫速度明顯低,應(yīng)進(jìn)行升溫處理,不宜進(jìn)行長時(shí)間脫硫攪拌。熱渣循環(huán)利用制度根據(jù)理論計(jì)算,唐鋼精煉渣系硫容一般為3%。實(shí)際生產(chǎn)中精煉渣硫含量達(dá)到2%脫硫困難(脫硫反應(yīng)速率的控
7、制環(huán)節(jié)改為精煉渣中的傳質(zhì))。根據(jù)計(jì)算,精煉一次的爐渣可100%回收,精煉二次的爐渣可回收50%,精煉三次的爐渣無回收價(jià)值。實(shí)際爐渣循環(huán)回收利用率達(dá)到90%以上。五、應(yīng)用效果下表為唐鋼2003-2005年脫硫效率與平均脫硫時(shí)間對(duì)應(yīng)表時(shí)間2003.62003.122004.62004.122005.62005.12平均進(jìn)站[S](ppm)350410380360370360平均出站[S](ppm)455567687169平均脫硫效率(%)878682818181平均脫硫時(shí)間(min)242018151
8、313平均石灰消耗(kg/t)14.512.36.24.84.34.2平均純鋁消耗(kg/t)3.82.82.62.32.11.9結(jié)論合理的渣系組成、適當(dāng)?shù)拇禋鍞嚢?、鋼水成分溫度控制及熱渣循環(huán)利用是實(shí)現(xiàn)鋼包精煉爐快速脫硫的關(guān)鍵技術(shù)。唐鋼一鋼鋼包精煉爐使用該工藝技術(shù)可以滿足唐鋼BOF-LF-UTSC流程快速脫硫生產(chǎn)要求。謝謝