濟(jì)鋼低硅鐵水吹煉工藝實(shí)踐

1、濟(jì)鋼低硅鐵水吹煉工藝實(shí)踐王念欣（濟(jì)南鋼鐵股份有限公司第三煉鋼廠，山東濟(jì)南250101）目錄0摘要11前言22工藝條件23少渣煉鋼理論分析34技術(shù)措施44.1 設(shè)計(jì)倒錐度氧槍44.2優(yōu)化工藝制度45實(shí)踐效果分析45.1脫碳45.2脫磷55.3脫硫55.4終渣控制56結(jié)語(yǔ)67參考文獻(xiàn)60摘要介紹了低硅鐵水的吹煉工藝實(shí)踐。通過(guò)對(duì)少渣煉鋼過(guò)程的理論分析，采用倒 錐度氧槍、優(yōu)化供氧及造渣制度、控制終渣堿度等措施，解決了低硅鐵水煉鋼的 造渣、脫磷、脫硫、粘槍等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了低硅鐵水條件下的少渣煉鋼，降低 了石灰消耗、提高了金屬收得率。關(guān)鍵詞：低硅鐵水；少渣煉鋼；成渣；脫磷；化學(xué)熱中圖分類號(hào)：tf713.

2、3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：b文章編號(hào):1004-4620 (2007) 06-0017-02converting process practice of low silicon hot metal in jinan steelwang nian-xin(no.3 steelmaking plant of jinan iron and steel co.,ltd. jinan 250101,china)abstract： practices of blowing of low silicon hot metal were introduced in this papethrough the theoreti

3、c analysis for the converting course of steelmaking with hot metal containing low silicon,using back draught oxygen lance,the optimizing the systems of oxygen supply and slag-making and the basicity control of final slag衛(wèi) series of technological problem such as slag formatting,dephosphorization,desu

4、lfurization,slag adhesion on oxygen lance and so on were resolved.smaller slag volume in steelmaking with hot metal containing low silicon was realized and that is good to reducing the consumption of lime and increasing the metal yield.key words： low silicon hot metal: slagless steelmaking； formatio

5、n of slag； dephosphorization ； chemical heatt 11刖呂隨大高爐噴煤量增加、焦比降低和利用系數(shù)的提高以及鐵水脫硅站的逐步正 常運(yùn)行，濟(jì)鋼第三煉鋼廠的入爐鐵水硅含量有了明顯降低，這就對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的吹 煉工藝提出了更高的技術(shù)要求。針對(duì)轉(zhuǎn)爐低硅鐵水煉鋼化學(xué)熱相對(duì)減少，成渣困 難，渣量少不利于造渣，且容易發(fā)生粘槍、粘煙罩等問(wèn)題，濟(jì)鋼第三煉鋼廠通過(guò) 優(yōu)化供氧、造渣制度，設(shè)計(jì)倒錐度氧槍，對(duì)低硅鐵水吹煉工藝進(jìn)行了分析探討, 解決了低硅鐵水煉鋼的造渣、脫磷、脫硫、熔池升溫、粘槍等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了 低硅鐵水條件下的少渣煉鋼，降低了石灰消耗、提高了金屬收得率。2工藝條件轉(zhuǎn)

6、爐公稱容量120 t；有效容積124 m3；爐容比1.0 m3/t。氧槍外徑273 mm；氧氣流s 27 00034 000m3/h；噴頭形式為4孔拉瓦爾型水冷鑄造噴頭；馬赫數(shù) 2.0；純吹氧時(shí)間16 min；供氧強(qiáng)度最大3.7 m3/(t min)；底吹透氣元件8個(gè)(由 8根供氣支管獨(dú)立供氣)；iii型針管式透氣磚；總管供氣流量最大720 m3/h，總 管供氣壓力l5mpa。低硅鐵水溫度1 2601 360°c,平均1 310°c?；瘜W(xué)成分見(jiàn) 表1。石灰活性度356,化學(xué)成分見(jiàn)表2。表1低硅鐵水化學(xué)成分csimnps44.80.15 0.400.2 0.30.0700.1

7、000.005 0.0204.450.2250.250.0850.0125表2石灰平均化學(xué)成分caosio2mgos881.706.20.0253少渣煉鋼理論分析吹煉前期是硅鐳氧化期，開吹后的34 min內(nèi)，硅猛迅速氧化，初期渣中 二氧化硅和氧化猛含量較高，爐渣堿度較低。由于低硅鐵水屮的si含量較低， 熔池的升溫速度相對(duì)正常硅含量的鐵水升溫速度要慢。鐵的氧化及廢鋼帶入的鐵 銹等,使渣中氧化鐵含量很快達(dá)到較高值。隨著加入的石灰逐漸熔化和硅的氧化, 渣+ (cao)含量不斷增加，(sio2)含量相應(yīng)降低，因而爐渣堿度逐漸升高。由于前期熔池溫度比較低和堿性氧化渣的形成，正好符合脫磷反應(yīng)的熱力學(xué) 條件

8、，所以前期渣具有較強(qiáng)的脫磷能力，鐵水中的磷在前期被大量氧化。考慮到 低硅鐵水的渣量相對(duì)較少，因此前期應(yīng)采用高槍位操作，以增加渣中氧化鐵含量, 快速成渣，提高前期脫磷率。吹煉中期，硅、猛已被大量氧化，隨熔池溫度上升，碳開始劇烈氧化，進(jìn)入 碳氧化期。此期的脫碳速度很大，不僅吹入熔池內(nèi)的氧大部分消耗于脫碳反應(yīng), 而口渣中氧化鐵也部分消耗于脫碳反應(yīng)，使渣中氧化鐵逐漸降低，此時(shí)應(yīng)防止渣 中氧化鐵降低過(guò)多導(dǎo)致?tīng)t渣返干。低硅鐵水煉鋼吹煉過(guò)程中應(yīng)控制爐渣氧化鐵含 量較正常含硅鐵水高，其原因是爐渣中二氧化硅量較少，成渣困難。為保證脫磷 效果，低硅鐵水煉鋼過(guò)程中爐渣堿度的控制也應(yīng)高于正常含硅鐵水。同時(shí)應(yīng)適當(dāng) 控制

9、槍位及氧氣流量，避免化渣不透造成粘槍。隨著脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，鋼液中碳的含量降低,脫碳速度減小，進(jìn)入吹煉后期。 此時(shí)爐渣堿度較高，氧化鐵較高且流動(dòng)性良好，有利于脫磷。但低硅鐵水煉鋼的 渣量較正常含硅鐵水煉鋼約少20%,增加了脫磷的難度。吹煉終點(diǎn)應(yīng)控制好爐渣 堿度、渣中(feo)含量及良好的流動(dòng)性，加大底吹流量，保證爐渣脫磷、脫硫效 果，促進(jìn)co反應(yīng)進(jìn)一步達(dá)到平衡。4技術(shù)措施4.1設(shè)計(jì)倒錐度氧槍為了解決直筒氧槍粘鋼難處理、氧槍壽命低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)研制岀了倒錐度氧 槍，氧槍下部中管和外管同時(shí)采用倒錐度。具有粘渣容易自動(dòng)脫落、槍身粘鋼容 易處理、降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，減少了低硅鐵水吹煉時(shí)成渣困難造成

10、的 粘槍，保證了生產(chǎn)節(jié)奏，滿足了冶煉工藝要求1。4.2優(yōu)化工藝制度考慮到入爐鐵水si含量較低，碳氧反應(yīng)提前，渣量較少，若前期槍位過(guò)低 易造成金屬噴濺；同時(shí)，由于酸性物質(zhì)減少，初期渣形成困難。為保證快速成渣， 宜采用“軟吹”來(lái)增加吹煉前期氧化鐵含量，然后根據(jù)化渣情況逐步降低槍位。 因此，少渣吹煉時(shí)前期氧氣流量應(yīng)適當(dāng)降低，吹煉后期加大底吹流量以利于減少 鐵損和增殘猛；同時(shí)根據(jù)熱平衡及物料平衡，通過(guò)調(diào)整物料加入種類和加入量控 制熔池的升溫速度、過(guò)程溫度及終點(diǎn)溫度，化好渣、化透渣，控制好終渣堿度及 終點(diǎn)成分、溫度，保證爐渣脫磷脫硫效果，提高鋼水質(zhì)量。5實(shí)踐效果分析5.1脫碳從原理上分析，由于鐵水si含

11、量降低，吹煉時(shí)脫碳反應(yīng)可以加速，又因吹煉過(guò)程和末期的脫碳速度分別取決于o和c擴(kuò)散速度，而少渣吹煉吋的渣層較薄，同時(shí)適當(dāng)提高轉(zhuǎn)爐底吹流量，頂吹氧氣的能量可以高效率地傳到熔池，提高熔池的攪拌效果，促進(jìn)熔池中o和c的擴(kuò)散，從而有利于提高脫碳速度及縮短冶煉時(shí)間；但考慮到低硅鐵水渣量少、渣層薄、成渣困難，吹煉中供氧制度的變化對(duì)脫碳速度及冶煉時(shí)間有一定影響。所以綜合考慮對(duì)總的吹煉時(shí)間影響不大。5.2脫磷由丁少渣吹煉時(shí)成渣快、渣層薄、脫碳速度相對(duì)快，同時(shí)底吹流量加大保證 了熔池?cái)嚢栊Ч?、鋼渣反?yīng)更充分，改善了脫磷反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，使脫磷反 應(yīng)更趨于平衡。實(shí)踐證明，控制好渣中(tfe)含量和爐渣堿度，可以使

12、終點(diǎn)p 含量較容易地控制在0.010%以下。正常冶煉條件下低硅鐵水和正常鐵水的轉(zhuǎn)爐 終點(diǎn)p含量控制水平如圖1所示，二者平均值分別為0.009 861%、0.010 552%(各 100個(gè)樣木)。轉(zhuǎn)爐脫磷率與輔料加入量有一定關(guān)系，增加轉(zhuǎn)爐渣量無(wú)疑是有利 于脫磷的，但過(guò)高的爐渣堿度導(dǎo)致化渣不透，流動(dòng)性變差，對(duì)脫磷也有不利影響， 不僅浪費(fèi)石灰而且容易引起爐底上漲。圖1低硅鐵水和正常鐵水終點(diǎn)磷含量對(duì)比5.3脫硫通過(guò)控制爐渣堿度、控制渣屮(feo)含量、適當(dāng)增大鐵水比、減少?gòu)U鋼用量 或使用低硫優(yōu)質(zhì)廢鋼、盡可能減少鐵水帶渣、準(zhǔn)確命中終點(diǎn)，避免鋼水過(guò)氧化、 保證終點(diǎn)爐渣良好的流動(dòng)性，低硅鐵水的脫硫率沒(méi)有大的

13、影響。但當(dāng)鐵水不經(jīng)過(guò) kr處理時(shí)，吹煉終點(diǎn)時(shí)低硅鐵水對(duì)應(yīng)的硫含量相對(duì)高些(平均高約0.003%),這 主要是因?yàn)樵可儆绊懥嗣摿蛐Ч?.4終渣控制由于低硅鐵水渣量相對(duì)少，為保證脫磷效果，操作屮有意識(shí)地提高了堿度。 分析終渣巖相組成，吹煉終點(diǎn)的爐渣中，硅酸三鈣占25%,硅酸二鈣占45%, ro相+c2f占15%20%, mgo結(jié)品占5%8%。有未熔石灰團(tuán)塊，其中有的部分已經(jīng)硅酸三鈣化和硅酸二鈣化。這種未熔團(tuán)塊使?fàn)t渣變稠，不起脫磷作用。 與正常含硅鐵水煉鋼的相組成相比2,低硅鐵水煉鋼終渣內(nèi)硅酸三鈣低，渣屮 未熔石灰含量幾乎增加1倍，表明低硅鐵水煉鋼的成渣情況變差。在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò) 程中硅酸三鈣較硅酸

14、二鈣有更高的脫磷能力。從脫磷的熱力學(xué)觀點(diǎn)看，低硅鐵水 煉鋼爐渣的硅酸三鈣過(guò)低，不利于脫磷。表3顯示了低硅鐵水與正常鐵水情況下 的終渣組成。表3低硅鐵水和正常鐵水的終渣組成對(duì)比項(xiàng)目cao/%sio2/%mgo/%tfe/%p2o5/%mno/%r低硅終 渣45.5410.3510.320.571.272.654.40正常終40.8212.199.4716.171.462.733.35由丁堿度較高，后期化渣困難，為保證爐渣流動(dòng)性及脫硫效果，往往通過(guò)提 高槍位吊槍化渣，導(dǎo)致終渣屮tfe含量增加，渣屮金屬含量增加，影響了金屬 收得率。后來(lái)通過(guò)降低終渣堿度及控制(mgo)含量，強(qiáng)化過(guò)程造渣，保證了爐 渣流動(dòng)性，提高了脫磷效果及金