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热态下精炼渣唱响循环曲7z7z

发布时间:2019-06-08 20:44:41

热态下精炼渣“唱响”循环“曲”

当连铸钢水浇铸结束后,在钢水罐内一般会有一定的钢水浇余,由精炼渣、残余钢水及少量覆盖剂组成。钢水浇余中的这部分精炼渣还原性较好、温度较高,具有较强脱硫能力,存在回收利用的价值。传统的渣处理方法一般是直接通过渣罐车运输至厂外处理,但精炼渣为还原性渣,在高温时呈黏稠状或块状,温度降至200℃以下就实现粉末化。该粉状物质浸润性差,易扬尘,对环境污染很大,不符合清洁生产的理念。因此,目前国内有部分厂家已开始尝试将其直接回收至LF精炼炉循环利用,以节省部分造渣成本和能源消耗,但是规范性较差,效果也各异。如何科学合理地利用这部分精炼渣,值得进一步探索。

在确保安全、稳定生产节奏、保证物流通畅、保证钢水洁净度及精炼的脱硫效果的思路下,安阳钢铁集团公司第二炼轧厂设计了精炼渣的回收利用流程,共考虑了4处精炼渣回收工序点,包括转炉出钢前、转炉出钢后、LF精炼开始前、LF精炼造渣期,主要是兼顾精炼渣回收作业的灵活性、可操作性,避免回收时长时间占用天车或增加备用钢包。

不同工序点回收利弊各异

由于钢水罐浇铸结束与转炉出钢时间节点有时会存在偏差,很难将精炼渣的回收作业固定在某一特定的工序点,现有设计流程给出了4个可回收工序点,但在不同的工序点进行回收作业利弊不同。

转炉出钢前回收。转炉出钢相对较迟时,精炼渣可在转炉出钢前回收,优点是不影响原有的冶炼节奏,但是精炼渣易在罐底出现结壳或烧结现象,影响LF的底吹流量控制,须要采取合理应对措施。实践表明,精炼渣倒入空的钢水罐后必须持续保持底吹氩气常开以防止底吹管路堵塞,同时要求钢包烘烤良好,罐底温度大于800℃,等待时间不宜超过10分钟。

转炉出钢后回收。在此工序点回收,须充分发挥调度职能,应在转炉出钢后钢水罐软吹5分钟之内完成,以稳定生产节奏。在此位置回收的优点是回收的还原渣可以中和部分转炉出钢带入罐内的氧化性渣,可抑制渣-液界面间的传氧;可提高出钢后渣层厚度,有利于钢水保温;为精炼快速造渣创造条件。

精炼开始前回收。此时回收钢水罐内的炉渣易结壳,须大流量底吹破除渣壳或送电5分钟后回收,避免回收时大量溅出;同时优化操作模式,比如在送电加热间隙或搅拌混匀期回收,以降低回收作业对生产节奏的影响;精炼渣回收后有利于快速化渣,可为脱除夹杂提高钢水洁净度创造有利条件。

精炼造渣期回收。一般不主张在此工序点回收,会影响LF精炼处理周期4分钟~7分钟,同时给精炼总渣量控制带来一定难度,一般在钢水罐浇铸后残钢量大于5.0kg/t、同钢种系列的情况下采取在此工序点回收的方式,以提高钢水收得率。值得注意的是,在精炼处理末期或钙质处理后必须禁止进行精炼渣的回收作业,保证钢液洁净度。一般在满足前3个任一工序点条件时,不主张在此工序点回收,以保证钢水精炼质量。

综合分析认为,以上4个工序点均具备条件时应优先选择在转炉出钢后或精炼开始前回收,可有效保证钢水洁净度。

循环利用促降本提质

浇铸结束后的钢水罐内精炼还原渣,主要由精炼终渣和极少量覆盖剂组成。研究人员随机抽取10组试样进行组分分析后发现,精炼渣组分的基本数值依然处在碱性还原渣系的范围内。而从该10组试样的平均值中可以看出,渣中w(TFe+MnO)平均值为1.64%(小于2.0%),w(CaO)平均值为52.37%,R平均值为4.09,属于高碱度还原性炉渣,w(S)平均值为0.81%,并具备较强的脱硫能力,回收利用价值较高。

在组分分析的基础上,研究人员还进行了过程控制分析。

回收渣量控制在合理范围内。渣量过大,渣系调整困难,泡沫化严重时,易造成钢水罐溢渣事故;渣量过小时,不易满足钢水保温及脱硫的要求。根据钢种精炼的需要,一般将精炼总渣量控制在10kg/t~18kg/t,合适的黏度下渣层厚度可维持在80mm~150mm(此外受钢包内径与高度之比的影响,各厂家略有差异)。故精炼渣回收利用时,须要合理控制其回收量,一般精炼造渣量按5kg/t~6kg/t计算(包括转炉下渣量2kg/t左右),则精炼渣回收量控制在12kg/t以内为宜。

科学分析精炼渣回收利用对LF造渣的影响。精炼渣回收利用工艺对LF造渣的影响主要表现在成渣速度、新的造渣料用量、电力消耗、电极消耗、脱硫效果及洁净度控制等方面。研究人员分别统计了105炉出钢温度稳定在1630℃~1650℃的精炼渣回收与未回收的造渣情况(低合金系列钢种),发现将热态下的精炼还原渣进行回收利用,取得了如下明显效果:一是热态下的精炼渣在回收利用时一般处在熔融或半熔融状态,含有大量物理热,回收至钢水罐后相当于可速熔的精炼合成渣,可以实现快速化渣,提高成渣速度(成渣即造出合适碱度R且满足LF精炼需要的还原性白渣),成渣时间缩短了1分钟~5分钟;二是石灰及改质剂(w(Al)不小于20%、w(Al2O3)为30%~45%、w(CaO)为15%~30%的一种转炉终渣脱氧性材料)加入量均明显降低,此时其加入量一般只受转炉下渣和一次脱氧产物的影响,不再受总渣量要求的束缚;三是总渣量略有升高,但基本还是在合理的范围内;四是吨钢电耗和电极消耗主要还是受出钢温度和精炼周期的影响,但在热态下回收精炼渣后,电耗可节约1.5kWh/t~3kWh/t,电极消耗可节约0.01kg/t~0.02kg/t。

经过对脱硫效果检验,研究人员发现,在精炼渣的回收利用工艺下,精炼成渣速度可缩短1分钟~5分钟,总渣量可提高2kg/t~3.5kg/t,均为脱硫创造了有利条件。在精炼渣的回收利用工艺下,精炼终点钢水中S含量稳定性较好,基本可稳定在0.01%之内。

经过对钢水洁净度检验,研究人员发现,采用精炼渣回收工艺对钢水洁净度影响不大。在精炼渣回收利用过程中,一方面良好的脱硫条件可为夹杂物上浮脱除赢得充足的时间,减少石灰及改质剂用量,可控制含水分的物质溶入钢水,同时缩短加热时间及增加渣层厚度,可抑制电极加热时空气在高压下的离解增氮现象;但另一方面,精炼渣回收利用会造成部分空气卷入及钢水外漏,易混入一些新的杂质,如覆盖剂及剥落耐材等。

冶炼成本得到明显降低。采用精炼渣回收利用工艺,可节约一定的冶炼成本,研究人员经过分析认为,综合可节约吨钢精炼造渣成本约5.94元。

临床表现
头条
平谷
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