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转炉炼钢中留渣技术的原理及应用

2021-01-25李国辉

山西冶金 2021年2期
关键词:炼钢炉渣效率

李国辉,郭 旺

(河北钢铁集团唐钢新区热轧部,河北 唐山063000)

现阶段在钢铁行业的微利背景之下,转炉炼钢留渣,它是一种能够降低原材料消耗、缩减成本的一种技术。不仅能够对炼钢生产成本进行全方位的管控,推动炼钢技术的进步,而且它符合简单高效的制造理念。转炉炼钢技术在近20年间取得显著成效,我国炼钢界不断地对炼钢工艺进行改进。尤其是在当前的时代背景之下,低成本、高效率能有效的改善钢材质量。我国主要是在顶底复吹转炉基础之上,保留传统的施工工艺。而国外的转炉炼钢留渣技术,它最早起源于前苏联,沿用原苏联亚速夫钢厂平炉冶炼技术。在某种程度上,转炉炼钢留渣技术在使用时,不仅保留了传统的硫渣施工工艺,而且需要融入信息化方式,在炼钢厂均取得了显著的成效,考虑到安全作业因素。在进行吹炼过程中会产生喷溅,以此为基础,解决留渣操作存在的问题。因此,现阶段需要对转如炼钢中的留渣技术原理,以及应用进行探究具有至关重要的现实意义。

1 留渣技术理论阐述

1.1 技术原理

虽然我国大部分的炼钢厂进行了留渣工艺试验,也取得了显著的成效。由于没有掌握留渣操作安全生产规律,在进行铁液注入时会产生大量的喷溅,导致留渣技术并没有进行广泛推广。现有的留渣技术主要是将上一炉2/3的终渣留在炉内,需要对铁液加入废钢。此时,需要管控终点炉渣的碱度温度。在化学反应过程中生成的含铁、氧化镁这些碱性的化学物质。一方面,能够加快石灰轻烧的溶解进行脱磷操作,另一方面,以上化学物质,还能够有效的降低石灰的消耗使用。转炉炼钢留渣技术,能够有效地控制造渣剂、石灰以及添加剂的使用含量,在管控生产成本的同时,能有效地减少人力劳动,通过大量的实践,含磷量超过150×10-6的钢种应用效果最为显著。

也就意味着,留渣操作,能有效地增加钢业的覆盖率,减少转入热量的损失,能有效地防止氧气直接的接触液面,降低炉渣内铁的含量。对于末期的高碱度炉渣来说,它具有较高的脱离能力,能促进前期化渣降低辅料的消耗,对于我国大部分的钢厂在进行最初设计时,使用的都是统一跨转入单渣留渣或者是双渣留渣操作的方式。只有少部分使用的是不同跨区布置双联炉操作工艺,

1.2 留渣技术特征

通常情况下,转炉炼钢留渣技术主要有以下三个运用特点:第一,要考虑到留渣的热量,它能有效地降低炉内热量的损失,提高脱硫效率。一般来说,在进行冶炼过程中,脱离效果和脱磷率、渣料消耗、吹氧时间、钢铁料消耗等等有着密切的联系,为了全方位的提升留渣工艺效率,需要做好脱离阶段结束倒渣量的铁损以及脱离阶段脱磷率的控制工作。第二,大多数的炉渣含有的化学物质都具备较高的碱性,为了提高前期的脱硫速率,需要确保钢水的成分合格,可以对脱离阶段泡沫渣形成的过程进行研究,分析脱离阶段泡沫渣气泡的形貌、分布规律、建立物理模型,了解脱磷渣析出物和脱磷之间的关系。第三,要严格的参照炉渣的特征,一方面,它能够减少实际的投入成本。另一方面,它还能够对脱磷阶段的道渣工艺进行优化,降低原材料的使用量。

2 留渣技术参数控制要点

2.1 留渣量大小

在实际生产过程中,需要做好基础设备的管控工作,一方面,它能够有效提高资源的使用效率,另一方面,能够确保生产过程中的技术参数符合实际情况。具体而言,在进行转入留渣技术控制要点探究时,需要对留渣量的大小进行分析,由于在实际的炼钢操作中需要对留渣量进行一定的控制,然而实际生产中对于留渣量的控制不当,会产生异常,就会导致留渣量过大。如果在进行操作时发现炉渣的含量过少,这时会影响溅渣效果,相反也会造成系统异常,在操作中需要做好平衡指导估算工作,确保最后的留渣量要分析连续流炸炉参数、对全留渣连续留渣,部分留渣连续留渣等相关因素进行重点控制,可以使用兑铁喷溅剂全方位的提高经济效益,减少喷溅物产生的厉害。

2.2 留渣比例

通常情况下,在具体的操作时,需要对留渣比例连续次数进行控制,以可持续发展,循环经济作为切入点,全面提高钢铁原料的控制水平。目前炼钢生产节奏较快,在冶炼过程中吹炼时间较短,为了保证有足够的吹氧时间,要对酸碱度、流动性以及化学添加剂的含量进行控制,确保化学物质能有效地参与化学反应,提高除磷的效率,分析前期脱磷对实际生产钢水成分以及纯净度产生的影响。也就意味着,在具体的操作中,如果发现留渣的比例过高或者是过低,都会引发锅炉运作异常引发的安全风险,需要将炼钢厂的油炸比例控制在60%范围内,减少炉渣,如果炉渣多次循环使用,会导致有害物质的积累。如果五氧化二磷的含量过度饱和,则无法充分发挥前期的脱磷作用。

2.3 留渣安全性

近年来,随着我国转炉炼钢技术不断发展和完善,由于顶底复合吹炼、溅渣护炉等一系列的工艺出现之后,能有效地解决喷溅问题。对于渣循环来说,它能够带来良好的经济效益,从单扎法中衍生出各种各样的操作工艺,自从留渣技术应用之初,要考虑到它自身的安全,采取留渣操作之后进入废钢以后,需要兑入铁水,由于炉渣中有20%左右的氧化铁,这时铁水和碳,会发生化学反应,瞬间产生大量的气体。这时会产生喷溅事故,此过程容易造成安全事故。

3 转炉炼钢中留渣技术的优化路径

3.1 前期脱磷效率

为了保证人员安全,提高工作效率,需要对转炉炼钢中的留渣技术路径进行分析,以提高前期脱磷效率为主,做好前期温度的控制工作,保证温度能够在一定范围内稳定增长。尽量的延长氧气的供应时间,这对前期脱离有着积极的推动作用,经过反复的实践研究,其中影响脱离效率,最主要的因素就在于物质的酸碱度和炉渣的含量,避免炉渣中氧化铁过多,产生的喷溅,必须要确保它的游离氧含量大于900×10-6,科学的调整留渣含量[1]。

3.2 稳定留渣量

对于绝大部分的炼钢厂来说,冶炼效果和留渣量的稳定性,两者密切相关。如果炉渣发泡过稀,此时可以使用氮气进行溅渣,能有效的控制问题的发生,进而实现渣量稳定控制。我国首先使用的是SGRS留渣+双渣工艺。它能够有效地解决脱磷渣流动问题,实现高效脱离,能有效地减少石灰的消耗,降低渣含量。脱磷渣在进行处理过程中,可以全部返回下炉进行再次使用,具有较高的经济效益,减少辅料和铁损的浪费。在此背景下,要考虑到冶炼成本,在解决留渣安全性的问题之下,需要稳定渣量,同时对渣循环过程进行探究[2]。

3.3 转炉炼钢留渣技术的推广

在实际生产过程中,转炉炼钢留渣技术具有较高的应用前景,需要借助于实际应用实践,以提高生产效率生产质量为主,减少不必要的成本投入。转炉留渣技术,具有较高的使用特性,不管是国内,还是国外在留渣法基础之上进行创新,常见的有留渣双渣法炼钢技术、MURC工艺等等,区别在于脱磷期的底吹强度。各种新技术新工艺的出现,不仅在世界领域产生较大的影响,对于我国来说更起到了一个推动作用,我国是生产制造大国,使用新型的转炉留渣法能减轻作业人员负担,提高生产效率[3]。

4 结语

转炉留渣法炼钢技术在进行普及和推广应用阶段,它为世界各地的冶炼技术做出了极大的贡献,尤其是在经济的推动之下,世界一体化进程日益加快,随着全世界工业发展速度的加快,转炉留渣法炼钢技术应用效果也越来越明显,更多的技术人员愿意挖掘他们的潜在应用价值,对新技术进行创新和完善,进一步的拓展该技术的使用范围。

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