轉(zhuǎn)爐煉鋼降低鐵鋼比工藝探索與實(shí)踐

轉(zhuǎn)爐煉鋼降低鐵鋼比工藝探索與實(shí)踐摘要：隨著我國(guó)“雙碳”工作的推進(jìn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過(guò)低鐵鋼比生產(chǎn)模式降低碳排放是最有效的技術(shù)手段之一，國(guó)內(nèi)鐵鋼比先進(jìn)指標(biāo)為750kg/t?；诖?，本廠圍繞“節(jié)鐵增鋼”的中心思想，挖潛以提高鐵水物理熱利用、提高廢鋼加入量、減少過(guò)程溫度損失等方面優(yōu)化工藝，確保技術(shù)應(yīng)用取得理想效果。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；鐵鋼比；降低碳排放引言：鐵礦石是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重要原材料，我國(guó)的鐵礦石儲(chǔ)量達(dá)到636.83億噸，位列世界第五，但平均品位只有31.3%，而世界鐵礦石的平均品位在48.3%，此前由于巴西鐵礦石供應(yīng)問(wèn)題、全球新冠疫情、美國(guó)的經(jīng)濟(jì)刺激等影響，使鐵礦石不斷的漲價(jià)。而隨著高品位鐵礦石資源的減少，高爐鐵水的生產(chǎn)成本、能耗、碳排放等將隨之增加，但轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)中使用廢鋼的制造成本、碳排放要顯著低于鐵水，因此轉(zhuǎn)爐低鐵鋼比冶煉對(duì)提高鋼廠經(jīng)濟(jì)效益有很大幫助。近年我國(guó)鋼鐵企業(yè)受到環(huán)保、碳排放因素影響，普遍面臨鐵水不足的問(wèn)題，形成了煉鋼生產(chǎn)能力遠(yuǎn)大于煉鐵的局面，直接關(guān)乎到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，而降低轉(zhuǎn)爐鐵鋼比為解決鐵水供應(yīng)不足提供了新的路徑。本文結(jié)合新疆天山鋼鐵在實(shí)踐中遇到的困難和問(wèn)題，進(jìn)行降低轉(zhuǎn)爐鐵鋼比技術(shù)的實(shí)踐。1.鐵鋼比控制現(xiàn)狀2021年公司通過(guò)整合融合采購(gòu)優(yōu)質(zhì)的廢鋼資源，原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化。同時(shí)公司提出“節(jié)鐵增鋼，發(fā)揮極致效率”的目標(biāo)。2021年下半年開(kāi)始，煉鋼廠圍繞這一目標(biāo)對(duì)生產(chǎn)組織進(jìn)行了梳理，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)組織，縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期、降低出鋼溫度等，提高了廢鋼裝入量，使鐵鋼比得到有效降低。2021年下半年鐵鋼比及工藝水平如表1所示，雖然指標(biāo)得到明顯改善，但是與同行業(yè)相比，鐵鋼比控制仍有較大的降低空間，因此需對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)一步改進(jìn)，確保鐵鋼比指標(biāo)降低。表12021年下半年鐵鋼比及工藝水平78月910指標(biāo)月份份月份月份11月份鐵鋼比(kg/t)879877877861879出鋼溫166166度（C）816636167016651.降低鐵鋼比的探索實(shí)踐本廠工藝路徑為混鐵爐一轉(zhuǎn)爐一連鑄。系統(tǒng)溫度作為轉(zhuǎn)爐一連鑄過(guò)程最重要的工藝，直接關(guān)系著鐵鋼比的高低。通過(guò)與行業(yè)其他企業(yè)對(duì)標(biāo)找差發(fā)現(xiàn)，降低鐵鋼比技術(shù)總體可以分為兩個(gè)方向：提高熱利用和提高廢鋼加入量。本廠根據(jù)自身實(shí)際，在不考慮提高爐料溫度、廢鋼加熱情況下采用減少鐵水溫度、減少轉(zhuǎn)爐一連鑄系統(tǒng)溫降、提高廢鋼加入量三個(gè)方面進(jìn)行研究實(shí)踐。2.1提高鐵水溫度利用效率本廠兌鐵工藝主要采取混鐵爐出鐵、混鐵爐+鐵水罐混翻出鐵、鐵水罐直翻出鐵，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際跟蹤情況三種出鐵方式溫度損失及優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比幾種兌鐵方式溫度損失，在降低鐵鋼比生產(chǎn)模式師采取鐵水罐直接兌入轉(zhuǎn)爐的“一罐到底”方式，可減少鐵水溫度損失約25-55°C，降低鐵鋼比約14-30kg/t。2.2提高轉(zhuǎn)爐熱量利用效率轉(zhuǎn)爐渣量的多少對(duì)溫度控制有非常重要的影響，在滿足脫磷及護(hù)爐的前提下，少渣量操作可以提高轉(zhuǎn)爐的熱利用效率，提高廢鋼裝入量達(dá)到降低鐵鋼比的目的。本廠主要采取的方法有兩種：一是優(yōu)化渣料結(jié)構(gòu)，保證終渣R2.6-3.0、MgO6-10%的前提下調(diào)整渣料結(jié)構(gòu)，使用輕燒鎂球代替白云石，可減少終渣量和過(guò)程溢渣，提高脫磷效率，輔料加入量減少約0.8—1.5t，在出鋼溫度一定的情況下，降低鐵水消耗約15kg/t。二是留渣操作，轉(zhuǎn)爐終渣具有堿度高、溫度高、FeO含量高的特點(diǎn)，出鋼完視爐內(nèi)渣量情況倒出1/3-1/2的渣量，剩余部分爐渣留在爐內(nèi)參與下一爐次的吹煉，有助于轉(zhuǎn)爐吹煉前期快速成渣，又能減少整體渣量，充分利用爐內(nèi)熱量提高鋼水溫度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)跟蹤留渣率60%，可降低鐵鋼比10kg/t。2.3改進(jìn)工藝、設(shè)備，減少過(guò)程溫?fù)p2.3.1合金烘烤爐后合金烘烤為離線式烘烤方式，工藝路線為：合金料倉(cāng)加熱烘烤f合金叉車(chē)f在線合金料倉(cāng)f鋼包，這種將已烘烤到一定溫度的合金料二次倒運(yùn)造成溫度損失，造成入鋼包時(shí)合金溫度為100-200°C。因此改造合金為在線烘烤：合金料倉(cāng)f皮帶輸送f料倉(cāng)烘烤爐f鋼包，將合金加入烘烤爐內(nèi)烘烤，保證合金加入鋼包時(shí)溫度在300-400C，減少出鋼溫度損失。2.3.2縮短出鋼時(shí)間通過(guò)跟蹤出鋼口前后期出鋼溫降變化。對(duì)出鋼口進(jìn)行優(yōu)化，修改①170改為①180將出鋼口內(nèi)徑擴(kuò)大10mm，同時(shí)材質(zhì)更換為大結(jié)晶電容鎂砂材質(zhì)，縮短出鋼時(shí)間，減少出鋼過(guò)程溫降，提高出鋼口使用壽命。在滿足連鑄需求的前提下，出鋼溫度平均降低約10C，降低鐵鋼比約7kg/t。2.3.3減少鋼包溫?fù)p鋼包溫?fù)p分為兩部分，一部分為包襯和包殼之間的傳導(dǎo)熱，另一部分是鋼包口向空氣的熱輻射。本廠正常生產(chǎn)使用三包周轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)爐冶煉周期為28分鐘，每次鋼包等待出鋼時(shí)間約為5-10分鐘，現(xiàn)有的鋼包加蓋只能在連鑄回轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)，空包等待期間鋼包溫度降低10-20C，針對(duì)此項(xiàng)本廠針對(duì)不同生產(chǎn)模式采取兩種措施：一是連鑄W6個(gè)流生產(chǎn)模式采取兩包周轉(zhuǎn)，二是連鑄＞6個(gè)流生產(chǎn)時(shí)采取三包周轉(zhuǎn)，同時(shí)采取鋼包全程加蓋。兩種措施均可降低出鋼溫度約10°C，可降低鐵鋼比7kg/t。2.4提高廢鋼加入量2.4.1廢鋼斗擴(kuò)容原廢鋼斗有效容積24m3，在沒(méi)有重型廢鋼和生鐵塊的前提下不能滿足降低鐵鋼比的廢鋼量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際進(jìn)行改造加大容積后，廢鋼斗基本滿足了轉(zhuǎn)爐需要的各類(lèi)廢鋼的高廢鋼比例的廢鋼量。2.4.2優(yōu)化廢鋼料型搭配根據(jù)不同料型廢鋼堆比重為參考，制定針對(duì)各不同料型的廢鋼搭配表，可以調(diào)整廢鋼斗內(nèi)不同種類(lèi)的廢鋼比例，以滿足低鐵鋼比需要。2.4.3多點(diǎn)加入廢鋼在煉鐵倒罐站設(shè)置抓鋼機(jī)往鐵水罐加廢鋼，在加料跨翻鐵位設(shè)置抓鋼機(jī)，在轉(zhuǎn)爐吹氬平臺(tái)安裝廢鋼漏斗，合理使用了鐵水物理熱和轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的化學(xué)熱。在鐵包內(nèi)加入鋼筋壓塊、破碎料等易于熔化的物料，轉(zhuǎn)爐提高廢鋼裝入量，冶煉中通過(guò)高位加入磁選鋼粒調(diào)節(jié)溫度，氬站采用優(yōu)質(zhì)廢鋼進(jìn)行調(diào)溫，提高了溫度利用和廢鋼裝入量，為降低鐵鋼比奠定基礎(chǔ)。1.結(jié)論本廠從廢鋼斗改造、多點(diǎn)廢鋼加入、廢鋼料型匹配等方面提高單爐廢鋼加入量，解決了廢鋼加入難的問(wèn)題，為降低鐵鋼比創(chuàng)造了條件。在降低鐵鋼比生產(chǎn)模式中，從提高熱利用、減少熱損失入手實(shí)踐，通過(guò)“一罐到底”、少渣冶煉、工藝設(shè)備改進(jìn)等