转炉少渣工艺技术分析

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1、转炉少渣工艺技术分析摘要:阐述了少渣炼钢的工艺路线,分析了转炉少渣吹炼的供气制度、造渣制度、温度制度、合金化制度等,介绍了国内外几家钢厂典型的少渣炼钢工艺及其冶金效果,指出少渣炼钢是未来炼钢的主要发展方向。关键词:转炉;少渣炼钢;工艺制度ProgressandProspectofLessSlagSteelmakingProcessAbstract:Thepapersummarizestheprocesslineoflessslagsteelmaking,andanalyzesthesystemofgassupplying,slagginga

2、ndalloying,that0fthetemperatureandSOon.oflessslagblowinginconverter.introducesthetypicalprocessesoflessslagsteelmakinganditsmetallurgicaleffectsofsevensteelplantsathomeandabroad,meanwhile,pointsoutthatlessslagsteelmakingisthemaindevelopmentdirectionofthesteelmakinginthefut

3、ure.Keywords:converter;less8lagsteelmaking;processsystem铁水“三脱”使传统炼钢工艺发生了显著变化,在铁水预处理阶段进行脱硅、脱磷和脱硫,使炼钢转炉的主要功能转变为调温和脱碳,同时炼钢渣量减少,形成了少渣炼钢工艺。由于少渣炼钢用的铁水硅含量很低,造渣用石灰加入量明显减少,降低了渣料消耗和能耗,喷溅少,铁损低,减少了污染物的排放。同时,因渣量少,氧的利用效率高,吹炼终点钢水中氧含量低,余锰高,合金元素收得率较高,从而降低了生产成本。另外,少渣炼钢工艺终点命中率高,改善了钢水的纯净度,为生产

4、超纯净钢创造了条件。1少渣炼钢工艺路线常见的转炉炼钢工艺路线有四种。第一种是传统的炼钢工艺,欧美各国的炼钢厂多采用这种模式,即铁水先脱硫预处理后,再转炉炼钢。通常转炉炼钢渣量占金属量的10%以上,转炉渣中FeO含量在17%左右。此外,渣中还含有约8%的铁珠,该工艺钢铁料消耗高。第二种炼钢工艺是先在铁水沟、混铁车或铁水罐内进行铁水“三脱”预处理,然后在复吹转炉进行少渣炼钢,这种工艺的不足之处是脱磷前必须先脱硅,废钢比低(≤5%),脱磷渣碱度过高,难于利用。第三种炼钢工艺是20世纪90年代中后期日本各大钢厂试验研究成功的转炉铁水脱磷工艺,该工艺

5、解决了超低磷钢的生产难题。与第二种工艺路线的明显区别是脱磷预处理移到转炉内进行,转炉内自由空间大,反应动力学条件好,生产成本较低。具体工艺是采用两座转炉双联作业,一座脱磷,另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳[1、2],即“双联法”。典型的双联法工艺流程为:高炉铁水_+铁水预脱硫-+转炉脱磷_+转炉脱碳_+炉外精炼.+连铸。由于受设备和产品的限制,也有在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳的操作模式,类似传统的“双渣法”。第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进,与第三种工艺的明显不同是将部分脱碳渣(约8%)返回脱磷转炉,脱磷后的铁水进入脱碳转炉

6、脱碳。该工艺是目前渣量最少、最先进的转炉生产纯净钢的工艺路线。在上述四种转炉炼钢工艺路线中,后三种炼钢工艺铁水经过“三脱”预处理后再脱碳炼钢,能够做到少渣操作。四种转炉炼钢工艺路线的渣量比较见图1。从图l可以看出,后三种炼钢工艺的吨钢渣量低于70kg/t。国外专家认为,少渣炼钢是在转炉炼钢时,每吨金属料加入的石灰量低于20kg,脱碳炉每吨钢水的渣量低于30kg。值得指出的是,如果将脱磷转炉每吨金属料产生的20~40kg脱磷渣也视为炼钢渣,那么少渣炼钢工艺流程的总渣量约为50-70kg。总之,转炉少渣炼钢必须以铁水预处理为前提条件。铁水“三脱

7、”预处理后,铁水中的硅、磷和硫含量基本上达到了炼钢吹炼终点的要求。对少渣炼钢脱碳转炉操作而言,操作任务发生了变化,工艺制度也要进行调整。2工艺制度分析2.1供气制度少渣炼钢脱碳转炉全过程顶吹氧枪枪位采用“高一低一低”三段式控制较为合理。由于入炉铁水硅、锰含量较低,碳氧反应提前,渣量很少,前期枪位低会造成金属喷溅。同时硅的减少给炼钢初期成渣带来困难,采用较高枪位操作便于快速成渣,增加吹炼前期渣中氧化铁的含量,然后根据化渣情况逐步降低枪位。与常规吹炼相比,少渣吹炼前期氧气流量应适当降低,吹炼后期加大底吹气体流量有利于减少铁损和提高锰的收得率。2

8、.2造渣制度转炉少渣吹炼时,生石灰及其它造渣材料在吹炼开始或吹炼中期投入。一般不加萤石,转炉化渣不良时,可投少量萤石帮助化渣。如铁水硅没有达到控制目标,配加适量的软硅石,700k

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