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211管理及其他M anagement and otherKR 法铁水预处理脱硫的生产实践浅析张振杰（南京钢铁股份有限公司板材事业部第一炼钢厂，江苏 南京 210035）摘 要：硫对于大部分钢种危害程度较高的一种元素，并且其通常情况下是以硫化物的形式存在于钢中。
在实际的应用过程中倘若钢内的硫含量过高，将会对钢材的加工以及使用方面造成极大程度的影响，因此对展开铁水预处理脱硫的意义重大。
本文主要针对南钢KR 机械搅拌法改造后铁水预处理脱硫的生产实践进行了有效的分析。
关键词：机械搅拌法；铁水；脱硫；生产中图分类号：TF704.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）22-0211-2 收稿日期：2020-11作者简介：张振杰，男，生于1982年，汉族，河北衡水人，本科，工程师，研究方向：钢铁冶炼及其相关。
近些年来，铁水预处理脱硫技术得到了相对较快的发展，至今已出现了多种不同类型的工艺处理方法，然而在具体的应用过程中经常使用广泛的有喷吹法以及KR 搅拌法。
KR 搅拌法在进行铁水预处理脱硫的生产实践过程中消耗相对喷吹法较小，同时在处理的过程中有所产渣量相对较少，反应速度快和效率高等优势。
1 方案选型现阶段，铁水脱硫的主要手段在具体生产过程中经常采用的有以KR 法未代表的机械搅拌法以及喷吹法。
该两种脱硫方法在具体实践过程中，均有一定的优势与特点，从而使其能够在炼钢业内得到相对较为广的应用。
关于KR 法脱硫工艺与喷吹法脱硫工艺主要特点的比较。
（1）关于KR 脱硫法工艺由于其在脱硫的过程中动力条件相对较为充分因此该工艺具有相对较高的脱硫率，同时其重现性与稳定性相对较高。
然而因为喷吹脱硫工艺在具体的实施过程中其角度方面的制约还有脱硫剂不能下沉等方面因素的影响，在脱硫的过程中存在一定的死角区域，从而一定程度上影响铁水动力学条件，且经常出现回硫的情况以及对于脱硫剂的消耗相对较大等不足之处，由于该因素的存在使得喷吹脱硫工艺在重现性与稳定性方面与KR 脱硫法存在一定的差距。
总第２７７期２０１９年第１期ＨＥＢＥＩＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＴｏｔａｌＮｏ.２７７２０１９ꎬＮｕｍｂｅｒ１高炉冶炼低钛铁水的生产实践梁振华１ꎬ何少松２ꎬ赵华森１ꎬ聂志水１ꎬ常鹏飞１ꎬ刘㊀佳３(１.河钢集团石钢公司技术中心ꎬ河北石家庄０５００３１ꎻ２.河钢集团石钢公司炼铁厂ꎬ河北石家庄０５００３１ꎻ３.河钢集团石钢公司公司办ꎬ河北石家庄０５００３１)摘要:为长期稳定地提供优质低钛铁水ꎬ降低下道工序操作压力及生产成本ꎬ河钢石钢从降低入炉原料的钛负荷入手ꎬ对高炉中钛的还原机理㊁影响因素㊁生产参数等进行了研究ꎬ查找影响铁水钛含量的主要因素ꎮ通过优化原料配比㊁低硅冶炼㊁适当降低炉渣碱度㊁提高风温等措施有效降低了铁水的钛含量ꎮ关键词:高炉ꎻ入炉原料ꎻ低钛铁水ꎻ低硅冶炼ꎻ炉渣碱度ꎻ风温中图分类号:ＴＦ５４３㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ｂ文章编号:１００６－５００８(２０１９)０１－００２５－０３ｄｏｉ:１０.１３６３０/ｊ.ｃｎｋｉ.１３－１１７２.２０１９.０１０６ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＰＲＡＣＴＩＣＥＯＦＬＯＷＴＩＨＯＴＭＥＴＡＬＯＦＢＦＬｉａｎｇＺｈｅｎｈｕａ１ꎬＨｅＳｈａｏｓｏｎｇ２ꎬＺｈａｏＨｕａｓｅｎ１ꎬＮｉｅＺｈｉｓｈｕｉ１ꎬＣｈａｎｇＰｅｎｇｆｅｉ１ꎬＬｉｕＪｉａ３(１.ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｏｆＨＢＩＳＧｒｏｕｐＳｈｉｓｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇꎬＨｅｂｅｉꎬ０５００３１ꎻ２.ＩｒｏｎｍａｋｉｎｇＰｌａｔｅｏｆＨＢＩＳＧｒｏｕｐＳｈｉｓｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇꎬＨｅｂｅｉꎬ０５００３１ꎻ３.ＣｏｍｐａｎｙｏｆｆｉｃｅｏｆＨＢＩＳＧｒｏｕｐＳｈｉｓｔｅｅｌＣｏｍｐａｎｙꎬＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇꎬＨｅｂｅｉꎬ０５００３１)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｌｏｗ－ｔｉｔａｎｉｕｍｈｏｔｍｅｔａｌｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔｏｆｔｈｅｎｅｘｔｐｒｏｃｅｓｓꎬｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍꎬｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｉｔａｎｉｕｍｉｎｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｓｏａｓｔｏｆｉｎｄｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｉｔａｎｉ￣ｕｍｉｎｍｏｌｔｅｎｉｒｏｎ.Ｔｉｔａｎｉｕｍｃｏｎｔｅｎｔｉｎｈｏｔｍｅｔａｌｗａｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｄｂｙｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｒａｔｉｏꎬｌｏｗｓｉｌｉｃｏｎｓｍｅｌｔｉｎｇꎬｐｒｏｐｅｒｌｙｒｅｄｕｃｉｎｇｓｌａｇｂａｓｉｃｉｔｙａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ.ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅꎻｆｅｅｄｓｔｏｃｋｆｏｒｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅꎻｌｏｗｔｉｔａｎｉｕｍｈｏｔｍｅｔａｌꎻｌｏｗｓｉｌｉｃｏｎｓｍｅｌｔｉｎｇꎻｓｌａｇｂａｓｉｃｉｔｙꎻａｉｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ收稿日期:２０１８－０８－３０作者简介:梁振华(１９８１－)ꎬ男ꎬ助理工程师ꎬ２００４年毕业于重庆大学冶金工程专业ꎬ现在河钢集团石钢公司技术中心从事技术管理工作ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｌｚｈ９２１＠１６３.ｃｏｍ０㊀引言㊀㊀河钢石钢是国内三大专业化特钢棒材生产企业之一ꎮ年产钢材２６０万ｔꎬ主导产品轴承钢㊁齿轮钢㊁弹簧钢㊁易切削非调钢㊁优碳钢㊁合金钢被广泛应用于汽车㊁工程机械㊁铁路㊁石油和矿山㊁船舶和海洋工程㊁军工等领域ꎮ其中ꎬ部分高端轴承钢用户对钢材成品Ｔｉ含量有严格的要求ꎬ甚至严苛到３０ｐｐｍ以下ꎮ钛与溶解于钢中的氮有着极强的亲和力ꎬ多以氮化钛㊁碳氮化钛夹杂物的形式残留于钢中ꎮ这种夹杂物坚硬㊁呈棱角状ꎬ严重影响轴承的疲劳寿命ꎬ特别是在洁净度显著提高ꎬ其他氧化物夹杂数量很少的情况下ꎬ含钛夹杂物的危害就尤为突出[１]ꎮ虽然河钢石钢高炉钛负荷在３ｋｇ/ｔ左右ꎬ铁水中钛含量０.０５３％左右ꎬ对高炉运行状况和操作基本不会产生负面影响ꎬ但作为特钢企业ꎬ如何长期稳定地提供优质低钛铁水ꎬ为下道工序减轻操作压力ꎬ降低生产成本ꎬ是应重点研究的问题ꎮ本文结合高炉实际操作ꎬ探索冶炼低钛铁水的生产方法ꎮ１㊀铁水中[Ｔｉ]的来源㊀㊀河钢石钢高炉炉料结构中ꎬ主要的原料为鑫跃焦化公司产烧结矿㊁河北神邦矿业产球团矿及进口块矿ꎬ燃料主要为鑫跃焦化公司生产的水熄焦炭及外购的洗精煤ꎮ㊀㊀选取２０１７年１~６月为基准期ꎬ基准期入炉料的钛平均含量见表１ꎮ５２总第２７７期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＨＥＢＥＩＹＥＪＩＮ表１㊀入炉原料钛含量ｗｔ％Ｔａｂ.１㊀Ｔｉｃｏｎｔｅｎｔｏｆｃｈａｒｇｅｄｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｗｔ％物料烧结矿球团矿块矿焦炭煤粉ＴｉＯ２含量０.１２４０.１６８０.１０２０.１５３０.０８㊀㊀从各类入炉原燃料钛含量角度分析ꎬ焦炭和球团矿中钛含量较高ꎬ入炉烧结矿和块矿中钛含量占比接近ꎮ高炉在同时期炉料结构基本采取６５％烧结矿＋１９％球团矿＋１６％块矿的方案ꎬ偶尔根据炉况略微调整ꎬ整体变化幅度不大ꎮ２㊀铁水中[Ｔｉ]的还原机理㊀㊀钛被认为是一种稀有金属ꎬ这是由于其在自然界中存在状态分散并难于提取ꎮ常见的钛的化合物有钛铁矿(ＦｅＴｉＯ３)㊁金红石(ＴｉＯ２)等ꎮ㊀㊀钛在高温环境中的还原能力极强ꎬ能与氧㊁碳㊁氮等许多元素化合ꎬ还能从部分金属氧化物(如Ａｌ２Ｏ３)中夺取氧ꎮ钛的还原主要发生在高炉内高温区ꎬ还原方式主要有两种:一是从高价氧化物向低价氧化物逐级进行还原:ＴｉＯ２ңＴｉ３Ｏ５ңＴｉ２Ｏ３ңＴｉＯңＴｉꎬ这主要存在于渣焦界面ꎻ二是渣铁界面的(ＴｉＯ２)ңＴｉꎮ研究表明ꎬ用Ｈ２还原ＴｉＯ２ꎬ在７００~１０００ħ可得到Ｔｉ３Ｏ５ꎬ１３００ħ时可还原成Ｔｉ２Ｏ３ꎬ１５００ħ时可还原成ＴｉＯꎮ用ＣＯ还原钛氧化物时ꎬ比用Ｈ２还原所需温度要高ꎬ钛的低价氧化物只能用碳直接还原[２ꎬ３]ꎮ㊀㊀高炉中ＴｉＯ２的还原从软熔带开始ꎬ随着炉料的下降ꎬ还原量最大的位置在炉腹高温区和风口之间渣铁界面ꎻ渣铁界面的ＴｉＯ２易被还原成[Ｔｉ]ꎬ扩散至铁水中ꎬ形成溶解钛ꎮＴｉ的还原率较低ꎬ大部分ＴｉＯ２进入炉渣ꎮ㊀㊀２０１７年１~６月ꎬ河钢石钢高炉产铁水钛平均含量为０.０５３％ꎬ处于一个相对稳定的状态ꎬ炉渣中的钛含量在０.６０％左右ꎬ属于微钛渣ꎮ３㊀低钛铁水冶炼生产实践３.１㊀优化原料配比ꎬ使用低钛炉料㊀㊀选取２０１７年７~１２月为实验期ꎬ经测算ꎬ烧结矿配矿过程中减少含钛量高的矿粉入烧ꎬ使烧结矿中的ＴｉＯ２ɤ０.１１％ꎬ同时调低高炉原料中球团矿配加比例ꎬ增加烧结矿比例ꎬ将高炉炉料结构调整为７２％烧结矿＋１３％球团矿＋１５％块矿ꎬ高炉铁水[Ｔｉ]可ɤ０.０５０％ꎮ３.２㊀控制铁水物理温度㊀㊀高炉铁水温度对Ｔｉ含量的影响如图１所示ꎮ从图１中可以看出ꎬ高炉铁水温度和Ｔｉ含量之间具有规律性的正比关系ꎬ随高炉铁水温度的升高ꎬＴｉ含量同步升高ꎮ高炉铁水温度对Ｔｉ含量有着明显影响ꎮＴｉＯ２被还原的反应方程式:２Ｃ＋(ＴｉＯ２)＝[Ｔｉ]＋２ＣＯ㊀㊀ΔＧ>０㊀㊀该反应为吸热反应ꎬ高炉温度越高ꎬ越有利于反应向右进行ꎬ化学反应生成的[Ｔｉ]越多ꎮ因此ꎬ尽可能地降低铁水的物理热ꎬ将有效降低铁水中的[Ｔｉ]含量ꎮ实验期将铁水的温度控制在１４８０~１５０５ħ之间ꎮ图１㊀铁水物理热对[Ｔｉ]的影响Ｆｉｇ.１㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｈｅａｔｏｆｈｏｔｍｅｔａｌｏｎ[Ｔｉ]３.３㊀采取低Ｓｉ冶炼㊀㊀高炉冶炼过程中ꎬ高炉炉温的高低ꎬ通常用Ｓｉ含量来表征ꎮ即ꎬ高炉铁水中[Ｓｉ]越高ꎬ高炉炉温越高ꎻ反之ꎬ炉温越低ꎮ在高炉铁水[Ｓｉ]含量超过０.７％之后ꎬ即会呈现高炉炉热现象ꎬ铁水的物理热也会提高ꎮ从氧化物的稳定性看ꎬＴｉ与Ｓｉ的性质很接近ꎬ在高炉中还原程度应与Ｓｉ接近ꎬ还原单位重量Ｔｉ所消耗的热量比还原Ｓｉ时高０.１４倍[２]ꎮ在高温区域ꎬＳｉ的还原和Ｔｉ的还原成正比关系ꎬ如图２所示ꎮ随着铁水[Ｓｉ]含量的增加ꎬ[Ｔｉ]也相应增加ꎻ铁水[Ｔｉ]随着[Ｓｉ]含量的增加离散度变大ꎮ当铁水[Ｓｉ]ɤ０.５０％时ꎬ[Ｔｉ]绝大部分在０.０５０％以下ꎬ即图２中的第三象限ꎮ在实际操作中ꎬ可以采取控制燃料比的方式降低[Ｓｉ]含量ꎬ提高理论燃烧温度和煤气利用率ꎬ减少炉体热量损失ꎬ进而增加焦炭负荷ꎬ降低滴落带高度ꎬ以尽可能地减少ＴｉＯ２[４]向铁水转移ꎮ㊀㊀以高炉稳定顺行为前提ꎬ将实验期炉温[Ｓｉ]控制在０.３％~０.５％之间ꎬ[Ｓｉ]稳定符合率完成８９.８％ꎬ较基准期提高１.１６％ꎮ同时ꎬ稳定炉温为稳定煤气流和炉况创造了条件ꎬ也可保证铁水[Ｔｉ]的部分降低ꎮ６２河北冶金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第１期图２㊀铁水中[Ｔｉ]与[Ｓｉ]的关系Ｆｉｇ.２㊀Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆ[Ｔｉ]ａｎｄ[Ｓｉ]ｉｎｔｈｅｈｏｔｍｅｔａｌ３.４㊀选择适宜的造渣碱度㊀㊀炉渣碱度也严重影响[Ｔｉ]含量ꎬ当渣中ＴｉＯ２含量较高(>２５％)时ꎬ[Ｔｉ]随碱度升高而减少ꎬ主要是由于ＣａＯ与ＴｉＯ２结合ꎬ生成钙钛矿ꎬ降低了ＴｉＯ２的活度ꎻ而ＴｉＯ２含量较低(<２５％)时ꎬ[Ｔｉ]却随碱度升高而增加[５]ꎬ主要是ＣａＯ与ＳｉＯ２结合ꎬ提高了ＴｉＯ２的活度ꎮ同时ꎬ若过多降低碱度会使铁水硅㊁硫含量上升ꎬ易对下道工序钢水冶炼过程造成负面影响ꎮ所以ꎬ高炉冶炼时ꎬ以满足生铁含硫和渣铁热量等条件为原则ꎬ应选择合理的造渣制度ꎬ维持适宜的炉渣碱度来控制ＴｉＯ２的还原程度ꎮ实验期调整炉渣碱度在１.２５~１.３０之间ꎬＭｇ/Ａｌ在０.６２~０.６４之间ꎬ并且尽量靠下限控制ꎮ３.５㊀提高风温ꎬ降低焦比㊀㊀风温是活跃炉缸最经济的重要手段ꎬ热风带入的热量占高炉热量总收入的１/３左右ꎮ高风温改善了煤粉在高炉内的燃烧状态ꎬ可以补偿风口前煤粉分解吸收的热量ꎬ促进煤粉的充分燃烧ꎬ是实现高煤焦置换比的前提ꎮ河钢石钢高炉在实验期将平均风温提升至１１８１ħꎬ较基准期１１７７ħ提高了４ħꎮ同时ꎬ由于煤比上升ꎬ焦比下降ꎬ通过焦炭带入铁水中的[Ｔｉ]也相应降低ꎮ３.６㊀优化布料矩阵ꎬ精心操作㊀㊀长期稳定顺行的炉况ꎬ不但是高炉高产㊁低耗的必要条件ꎬ也是稳定铁水成分的先决条件ꎮ各种炉况失常现象ꎬ在发生发展和治理过程中ꎬ不可避免地要带来炉缸㊁炉底热负荷的大幅度波动ꎬ使铁水成分波动异常ꎮ㊀㊀河钢石钢高炉在实验期优化布料矩阵ꎬ坚持 以稳定中心气流为主ꎬ控制合理的边缘温度 为原则ꎬ采取以下措施:(１)中心温度控制在５５０ħ左右ꎬ边缘温度控制在６０~８０ħ之间ꎮ(２)用多环布料的矩阵焦６矿５ꎬ矿角差７ʎ㊁焦角差１０ʎꎮ(３)用等面积布料的方法计算出炉料矩阵形式ꎬ并利用理论与实践相结合ꎬ摸索出合理的基础布料矩阵Ｏ３８２３６.５３３５３３３３３１２Ｃ３８２３６.５２３５２３３２３３２３１２２８３ꎬ然后根据十字测温边缘和中心温度的趋势进行微调整ꎮ４㊀生产指标情况㊀㊀通过实施调整措施ꎬ高炉铁水的钛含量从０.０５３％降低到０.０４６％ꎬ主要成分对比见表２ꎮ表２㊀铁水成分对比ｗｔ％Ｔａｂ.２㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｈｏｔｍｅｔａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｗｔ％时间ＳｉＭｎＳＰＴｉ２０１７年１~６月０.４３００.４５６０.０２１０.１０２０.０５３２０１７年７~１２月０.４０１０.４８３０.０２１０.１０５０.０４６５㊀结语㊀㊀(１)通过调整原料配比㊁采取低Ｓｉ冶炼㊁控制铁水温度和炉温㊁选择适宜的炉渣碱度㊁提高风温㊁降低焦比㊁优化布料矩阵㊁精心操作等一系列的强化措施ꎬ实现了高炉铁水中钛含量的降低ꎬ达到了预期的目标ꎮ㊀㊀(２)通过本次生产实践ꎬ积累了生产低钛铁水的经验ꎮ为今后优化下道工序生产组织ꎬ稳定钢材成品质量奠定了基础ꎮ参考文献[１]刘颖ꎬ赵瑞华ꎬ席军良ꎬ等.转炉冶炼低钛轴承钢的生产实践[Ｊ].河北冶金ꎬ２０１１ꎬ(５):１０~１１.[２]贺友多.炼铁学[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ１９８０. [３]黄希祜.钢铁冶金原理[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ１９８１. [４]李洪波.冶炼硅钢用高炉铁水中Ｔｉ的影响因素分析[Ｊ].电工材料ꎬ２０１６ꎬ(４):１３~１５[５]杜鹤桂.高炉冶炼钒钛磁铁矿原理[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ１９９６.７２。
高钛高锰铁水冶炼实践摘要：针对天山钢铁巴州有限公司炼钢厂转炉冶炼高钛高锰铁水实践，从炼铁工艺、转炉冶炼、加料控制、溅渣工艺等各方面进行了认真分析总结，采取了一些措施，效果较为明显。
关键词：转炉冶炼、加料控制、终点残锰、溅渣效果1.技术背景天山钢铁巴州有限公司炼钢厂主体装备1300吨混铁炉一座、120吨转炉一座、120吨LF炉一座、160mm×160mm8机8流小方坯连铸机一台，建于2011年单线生产组织模式；主要生产的钢种有Q195，Q235，HPB300，HRB400E,HRB500E等。
1.生产概况自原铸管新疆合并宝武集团后，天山钢铁巴州有限公司前端原料进行调整，配加高钛高锰原料，铁水成分发生较大变化（锰从0.52%提升到1.12%，钛从0.04%提升到0.116%）。
同时迎来市场环境向好，发挥极致产能、增加效益成为炼钢厂首要任务。
由于高钛铁水，炼铁出铁后拉运到炼钢厂已经结壳严重，铁水罐包沿粘接。
增加混铁炉入炉困难、铁水罐维护困难、洒铁事故，钢铁料耗明显升高由原来2020年平均1052kg/t升高到1083.5 kg/t（2021年4月）。
由于高炉铁水锰含量在0.90%-1.50%范围波动，被迫采用双渣操作和转炉炉况恶化严重，直接影响炼钢厂产能发挥，成为巴州钢铁生产线瓶颈。
为解决这一问题，我们成立了攻关小组，从炼铁铁水管控、优化扒渣工艺、转炉冶炼控制、溅渣工艺等，取得了明显效果。
1.铁水钛含量升高的不利影响1.铁水罐结壳的影响。
由于铁水钛含量较高，含钛铁水表面裸露，铁水中的钛会与空气中的氧迅速反应，生产钛的氧化物TiO2进入渣中，渣熔点升高，形成高熔点渣系物质极易结壳。
2.扒渣工序铁损的影响。
渣黏稠，由于渣黏稠，渣中的铁液被包裹在渣中，造成扒渣工序铁损增加。
3.转炉冶炼终点温度的影响。
钛在转炉冶炼过程中氧化放热，当铁水中钛含量在0.10%～0.20%时，发热量较大，因此在计算热平衡时必须考虑此部分的热量增加，才能准确控制终点温度。
昆钢科技. Kungang Keji 2020920204玉钢3#高炉机钛矿中钛渣冶炼实践吴仕波黄德才李海（玉溪新兴钢铁有限公司）摘要对玉钢3#高炉饥钛矿冶炼的生产实践进行了分析和总结。
在渣中x（T1O）不断上升，原料质量持续下滑的情况下，通过严抓入炉原料筛分质量管理，优化工艺操作参数和操作制度，选择适宜的炉温和炉渣碱度,强化炉前操作和设备管理，操作中采用大风量、高风温、大富氧等活跃炉缸技术措施，保持了饥钛矿中钛渣冶炼下炉况的稳定顺行，并取得良好技术经济指标$关键词高炉饥钛矿中钛渣冶炼技术指标1前言为了增强企业的市场竞争力，从用矿经济性、钢铁全流程经营成效最佳及发挥冶炼特色出发，玉钢公司坚决走“X钛矿资源综合冶炼利用”差异化冶炼工艺道路。
2019年8月6日后，兼顾高炉冶炼成本和炼钢提X工艺要求，玉钢3#高炉逐步增大X钛球团矿用量至完全取代较高品位普通球团矿，进一步地，将价格相对低廉的X钛精矿增加到T10%,高炉呈现出显著的中钛渣冶炼特色。
面对矿种更换带来的品位大幅度下降、渣量增加、控制难度增加及对生产组织效率、操作技术水平提高的要求&玉钢公司从专题培训、人员配置、技术规程及完善、设备管理等方面进行精心组织。
针对X 钛矿中钛渣冶炼特性和技术难点，通过严抓高炉入口质量关，不断优化操作制度和主要冶炼工艺参数，选择利于高炉顺行和改善渣铁流动性的适宜炉温和炉渣碱度，强化炉前操作及时出尽渣铁；操作中采用增加风量、提高风温、顶压及富氧率等活跃炉缸技术措施，在渣中!（TlO）逐步达到18%条件下保持炉况稳行，同时，铁水!（【V】）逐步提升至0.30%，为提X炼钢奠定了良好的基础。
2玉钢中钛渣冶炼所面临的难题2.1原燃料质量持续下滑1）入炉焦炭质量整体处于下降态势。
玉钢3#高炉入炉焦炭品种较多，月均为3~5种&客观上存在每种焦炭理化分析、高温冶金性能差异较大特点（表1~2）%尤其是，2019年8月份更换矿种冶炼以来，主打焦炭从刚开始的以干熄焦为主，到9月份变更为以德峰焦和师宗一级焦为主打焦；10 2后，为进步生成，开始逐步师宗二级焦的使用比例代替师宗一级焦作为主打焦，至11月份二级焦使用比例最高达到70%%如表2所示，师宗二级焦与师宗一级焦相比，灰分上升0.45%，固定碳下降0.58%，反应性升高1.38%，反应后强度降低1.58%，抗碎强度下降1.53%，耐磨强度上升0.25%，反应后＜3mm 的比例上升1-64%%此为，师宗焦二级焦的稳定性，、固定碳、水、抗碎度和耐磨强度的波动范围均大于师宗一级焦的波动范围％因此以二级师宗焦作为主打焦，不仅影响高炉生产的各项经济技术指标，也为X钛矿冶炼的炉况稳定和高炉操作度%表12019年8~12月高炉用焦比例时间高炉用焦炭比例情况8干熄焦41%+德峰焦28%+师宗一级焦27%+大为焦4%9德焦49%+师宗焦23%+干熄焦10%+大为焦10%+亿鑫焦8%10德焦40%+师宗二焦36%+师宗一级焦16%+亿鑫焦8%11师宗二级焦64%+德峰焦34%+亿鑫焦2%12师宗二级焦52%+德峰焦30%+天能干熄焦12%+亿鑫焦6%20204玉钢3#高炉X钛矿中钛渣冶炼实践・5・表2各种焦炭的理化分析项目Aad%Mt%S%Mad%Vad%Fcad%M40%M10%CRI%CSR%师宗一级焦13.64 6.790.570.370.9785.0389.28 4.8527.8365.01师宗二级焦14.09 5.090.520.480.9784.4587.75 5.1029.2163.43德峰焦14.06 5.380.480.290.9884.6890.38 4.7226.9064.70亿鑫焦13.43 5.760.710.880.9684.7387.24 5.6825.8366.69大为焦13.31 4.770.500.300.9685.4389.80 4.3928.5564.76干熄焦13.780.880.650.350.9084.9690.38 4.6128.8963.952）烧结矿品位及物理性能呈现持续下降态势。
铁水脱硫预处理技术及其在炼钢的应用摘要铁水预处理是指铁水在进入炼钢炉进行冶炼前，为除去某种有害成分或回收某种有益成分的处理过程。
铁水预处理是现代化炼钢厂的重要工序之一，其主要目的是降低铁水中的有害元素，如硫、硅和磷等的含量，为炼钢炉提供合格的铁水。
我国虽然是钢铁生产大国,但在生产工艺、装备、钢材品种、质量、成本、高附加值产品方面与发达国家相比还存在很大的差距,还不能称为钢铁生产强国。
国际钢协技术调查中的大部分被调查者都认为加强成本竞争能力和质量竞争能力是钢厂具有竞争力的重要因素,并认为为了加强成本竞争能力,降低原料成本比减少二次加工成本更重要。
铁水预处理工艺已经经过近四十年的发展,在一些发达国家的钢铁厂中,几乎100%的铁水都进行了预处理。
而本文主要介绍铁水预脱硫技术及在炼钢中的应用。
通过比较，分析几种脱硫剂和喷吹方式的特点，介绍炼钢铁水脱硫工艺及处理效果，并提出了铁水脱硫站存在的问题和改进意见。
关键词：铁水预处理，脱硫，喷吹目录1绪论 (1)2脱硫剂的选择 (2)2.1常用的脱硫剂 (2)2. 2如何选择脱硫剂 (2)3脱硫喷吹方式的选择 (4)3.1脱硫预处理喷吹方式的选择 (4)3.2脱硫预处理方法 (4)4铁水脱硫预处理工艺在炼钢的应用 (6)4.1工艺流程 (6)4.2主要设备及工艺参数 (6)4.2.1主要设备 (6)4.2.2工艺参数 (7)4.3脱硫剂 (8)4.4脱硫处理效果 (8)4.5脱硫处理能力及脱硫处理比 (9)结束语 (10)致谢 (11)参考文献 (12)1 绪论铁水预处理用以满足用户对超低硫、磷的要求，发展高附加值的钢种如船板钢、油井管钢等钢种，要求[S]、[P]<0.005%，管线钢、Z向钢、IF钢等钢种要求[S]≤0.002～0.004%。
通过铁水预处理，可以减轻高炉脱硫负担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比。
采用低硫铁水炼钢，可减少渣量和提高金属收得率。
含钛铁水脱硫及转炉冶炼实践
用钛矿或钛球进行高炉护炉操作已是高炉操作者常用的护炉方法。
其机理是当使用钛矿护炉时，Ti(C，N)将在高炉炉缸铁浴内形成并沉积于炉缸受侵蚀部位的工作面或砖缝之中，而Ti(C，N)的沉积或团聚物被认为起到了保护炉衬的作用。
2008年以后，鞍钢股份炼铁总厂开始使用钛球进行高炉护炉，由于最初无钛球护炉经验，铁水的钛含量显著升高且控制不稳定。
在未加钛球前，铁水钛稳定控制在0.05%以下，使用钛球护炉后，铁水钛提高到0.12%～0.20%，最高时甚至超过0.20%。
铁水钛含量升高，对炼钢工序的操作产生诸多不利影响，主要体现在：脱硫工序扒渣铁损增加，转炉冶炼工序熔剂消耗增加，溅渣护炉效果变差。
因此，研究针对含钛铁水的冶炼技术，对降低冶炼成本、减轻或消除铁水钛含量升高对炼钢操作的影响具有重要意义。
铁水钛含量升高的不利影响
对铁水预处理脱硫工序的影响。
在铁水预处理脱硫时，如果钛含量较高，镁钙复合喷吹的载气氮气与铁水中的碳、钛极易结合生成Ti(C，N)，且易与CaO结合，恶化钙粉的脱硫效率，并使得脱后渣黏稠，增加喷吹粉剂消耗；同时由于渣黏稠，喷吹时进入渣中的铁液被包裹在渣中，造成扒渣工序铁损增加。
对转炉炼钢的影响。
在转炉冶炼过程中，钛的氧化物与石灰中的CaO 结合使得白灰利用率降低，转炉势必增加渣料消耗，造成熔剂成本增加。
同时渣量增加，直接导致转炉冶炼吹损增加，并且白灰利用率的降低增加了转炉脱磷负担，冶炼终点补吹次数增加，造成终渣FeO含量高，在增加铁损的同时恶化溅渣护炉效果。
含钛铁水脱硫工序冶炼实践
目前国内外针对含钛铁水脱硫的应对策略。
德国等欧洲国家钢厂对采用加钒钛矿护炉的铁水，采取的办法是将冰晶石（K3AlF6）作为铁水熔剂制作成粉末与流化石灰粉混合后，通过脱硫喷枪喷入铁水中。
由于冰晶石熔点仅为600℃ ，能显著降低脱硫渣的熔点。
为防止氮化物的生成，可将脱硫载气氮气用氩气代替。
由于国内冰晶石资源贫乏，进口或国内人造冰晶石的价格过高，而鞍钢的氩气资源不足，因此须要研究新的方法以降低或彻底杜绝高钛铁水对铁水脱硫的影响。
渣铁分离剂的开发和使用。
为了减少扒渣铁损，鞍钢开发了一种渣铁分离材料。
该材料是通过添加适量的钠盐和钾盐来改善铁渣成分，可以通过喷枪喷入铁水中，也可在喷吹前加在铁水表面或折铁前加在铁水罐底，通过喷吹或折铁的动力学作用使其与铁水渣充分反应，生成低熔点物质，从而降低脱硫渣熔点，使得渣中的铁珠顺利下落至铁水融池，最后减少扒渣铁损。
采用渣铁分离料后，铁水渣流动性提高，
喷枪、扒渣板粘渣程度得到改善，渣铁容易分离，渣中TFe含量显著降低。
扒渣操作的改进。
含钛铁水的扒渣不同于普通铁水（wTi≤0.05%，下同），扒渣操作不当，会造成铁损增加。
鞍钢经过生产实践，确定对含钛铁水的聚渣和扒渣操作可固定为聚渣两次、扒渣三次。
首先扒除固态渣；然后第一次聚渣，第一次聚渣必须做到全覆盖，通过渣耙子的搅动促进聚渣剂融化和结膜；之后进行第二次扒渣操作；扒渣操作结束后进行第二次聚渣操作，第二次聚渣操作也要做到全覆盖，但不必用渣耙子搅动助融；接着进行第三次扒渣操作即可。
含钛铁水表面裸露后，铁水中的钛会与空气中的氧迅速反应，形成新的渣层，因此聚渣和扒渣操作的关键点是聚渣剂加入要快，同时聚渣和扒渣要交叉进行。
每次扒渣结束前即投入聚渣剂，防止铁水裸露造成钛氧化，造成扒渣终点难以判断，误导操作者增加聚渣和扒渣次数，导致扒渣铁损增加。
工艺改进效果。
采用渣铁分离料并改进扒渣操作后，脱硫粉剂消耗及扒渣铁损显著降低，但其生产指标与普通铁水相比仍然较高。
因此含钛铁水在硫磺含量满足钢种要求或可以通过LF等精炼手段脱硫时，一般不进行喷吹脱硫，而采用直接兑入转炉冶炼的方式，必要时在炉外精炼完成脱硫任务。
含钛铁水转炉工序冶炼实践
在转炉冶炼过程中，钛优先于硅氧化，形成钛的氧化物进入渣中，有研究发现，在TiO2含量低于20%时，TiO2含量越低，渣熔点越高。
含钛铁水冶炼时，渣中含有一定量的TiO2，使得炉渣熔点降低，黏度增加，且TiO2易与CaO结合，导致白灰利用率降低，冶炼终点磷硫超标频次增加，造成补吹炉次增多，钢水过氧化，转炉炉渣中FeO 含量高，恶化了溅渣护炉效果。
因此，对于含钛铁水，转炉冶炼操作须要进行改进。
造渣方式的改进。
为了保证炉渣的脱磷脱硫效果，应将含有钛氧化物的炉渣放出，避免冶炼后期影响磷硫的去除，即采用双渣操作。
由于钛优先于硅氧化，冶炼前期钛即完全氧化，待钛完全氧化后，将含有钛氧化物的炉渣排除，重新造渣，即可避免钛氧化物增加炉渣的黏度、降低白灰利用率的问题。
放渣时机的选择。
正常双渣法冶炼，放渣时机一般选择在冶炼过程进行到1/2～2/3的时刻进行，放渣渣量选择为倒出总渣量的1/2～2/3，然后加入渣料重新造渣。
有研究显示，在含钛铁水的吹炼过程中，钛氧平衡常数随着温度的升高而增加，温度升高，氧对钛的氧化能力降低。
而铁水中钛元素选择氧化的转化温度为1340℃～1400℃，因此，在转炉冶炼过程中，吹炼前期是去除钢中钛的有利阶段。
对于180吨转炉而言，在吹炼1/4～1/3的时刻放渣，倒炉温度平均在1370℃左右，落在1340℃～1400℃温度区间内，因此放渣时机选择在1/4～1/3
的时刻。
为了最大量地去除炉渣中的钛氧化物，倒炉放渣时尽量多放，放渣量至少要达到2/3～3/4，以炉口不见钢为宜。
放渣前操作改进。
放渣前，钛和硅已经完全氧化，为了保护炉衬，炉渣须要保持一定的碱度，同时为了炉渣发泡，便于放渣，须要控制一定的渣量，从而有利于放渣操作的进行。
但碱度控制不易过高，石灰等造渣料加入过多，随放渣操作的进行而损失掉，增加了熔剂消耗。
加入量过大，炉渣不易起泡，放渣困难；加入量过少，也达不到放渣去除钛的目的，因此应控制合适的碱度和渣量。
碱度控制在2.3～2.6的范围内基本可以满足去除钛的要求。
现场实际操作时，控制一次造渣总量占总渣量的1/3、放渣比在2/3为宜。
为了达到最佳的放渣效果，放渣前枪位控制原则是低—高，即放渣前2min内应提高枪位化渣，炉内渣发泡后稳定控制30秒以上，然后放渣。
放渣后的操作优化。
放渣后碱度应控制在3.0～3.5，根据钢种磷含量要求适当调整，低磷钢按照上限控制。
白云石加入量按终点炉渣中MgO含量为8%～12%控制，从而满足溅渣护炉要求。
后期冶炼操作的重点是化渣。
炉渣中SiO2含量低，因此在二次吹炼初期就要配加适量的含铁化渣剂提高渣中FeO含量，辅助白灰和白云石融化，提高炉渣的脱磷脱硫能力，而且枪位按高—低控制。
热平衡计算方法的改进。
钛在转炉冶炼过程中氧化放热，当铁水中钛含量在0.10%～0.20%时，发热量较大，因此在计算热平衡时必须考虑此部分的热量增加，才能准确控制终点温度。
现场操作时，可按钛
和硅在转炉冶炼过程放热量一致进行对待，在热平衡计算时应综合考虑铁水中的钛和硅含量，在装入制度上做适当调整，即调整废钢和冷却剂的使用量，同时兼顾前期放渣对温度的影响，才能准确控制冶炼终点温度。
工艺改进效果。
优化造渣制度和热平衡计算后，冶炼终点Ti、P、补吹率显著降低，基本达到正常使用普通铁水时的控制水平。
