降低炼钢全流程钢铁料消耗工艺研究
- 格式:doc
- 大小:96.50 KB
- 文档页数:6
降低炼钢全流程钢铁料消耗综合技术摘要:本文首先介绍了炼钢全流程钢铁料消耗现状以及主要影响因素,主要内容包括炼钢全流程钢铁料消耗现状以及炼钢全流程钢铁料消耗的主要影响因素。
文章紧接着阐述了降低全流程钢铁料消耗的技术措施,主要内容包括研发新型高效复合的脱硫剂;优化转炉炼钢造渣工艺,降低渣中铁元素的含量;连铸工序主要使用降低钢铁消耗措施。
关键词:炼钢行业;全流程炼钢;钢铁量消耗;解决措施;主要影响因素引言钢铁行业作为我国经济发展的重要支撑,钢铁生产技术水平在一定程度上影响着我国的钢铁行业经济发展。
众所周知钢铁消耗量,在一定程度上可以有效评价炼钢生产技术等经济指标,在一定程度上与炼钢企业的生产管理水平,实际操作,生产设备运行情况以及原材料条件有着直接的关系。
钢铁料消耗的原材料成本在一定程度上占据着炼钢企业,运营成本的重要部分在一定程度上降低,钢铁料的不必要消耗可以以提高炼钢企业的经济效益。
1炼钢全流程钢铁料消耗现状以及主要影响因素1.1炼钢全流程钢铁料消耗现状钢铁料的消耗主要包括机械损失以及化学吹损,其中机械损失包括渣中带铁以及喷溅等情况,化学吹损则主要包括铁水当中各个元素的氧化反应。
当前我国在降低钢铁料消耗工作选择使用的一系列主要措施,主要是需要结合炼钢企业的实际生产需求以及工厂的具体条件来决定的。
主要措施有提高连铸比,尽可能地减少断交,有效控制中间包钢水残余量,尽可能地提高金属收得率以及连炉数,更好地实现良坯收得率的有效提高,减少不必要的铸损;从转炉冶炼方面,更好的加强冶炼工艺的优化改良,尽可能降低喷溅以及吹损的浪费现象,有效提高造渣材料质量,稳定转炉操作;更好地推行全面精料炼钢,有效地实行强化铁水的预脱硫,全面详细的考核铁水的带渣量、温度以及成分,更好地稳定转炉生产。
1.2炼钢全流程钢铁料消耗的主要影响因素(1)铁水预处理工序铁水预处理工序主要包括铁水的脱硫工序以及铁水的提钒工序。
脱硫工序主要影响原因包括,相关工作人员脱硫渣渣太不好,进而导致扒渣铁损较高;脱硫调渣工艺存在不足之处,导致脱硫渣中铁元素的含量很高;脱硫吹喷工艺存在质量问题,进而相关工作人员在脱硫过程当中导致铁水的喷溅量超标。
DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.03.003降低炼钢钢铁料消耗的生产实践王立杰(河钢集团唐山钢铁集团有限责任公司,河北,063516)[摘要]钢铁料消耗是炼钢工序的一项重要技术经济指标,对炼钢的成本具有重大影响。
本文分析了唐山不锈钢有限公司转炉钢铁料消耗高的影响因素,制定了降低钢铁料消耗的具体措施。
通过实施减少辅料使用量,降低转炉渣量;引进铁水聚渣剂,提高铁水除渣效果;优化分钢种碱度控制;建立转炉留渣操作计算机模型,实现留渣操作自动冶炼;控制终渣全铁含量,减少含铁料使用量等降低钢铁料消耗等措施。
钢铁料消耗从原来的100kg//降低到1047kgt,取得了良好的经济效益。
[关键词]钢铁料;渣量;渣中全铁;留渣操作Production practice of reduce iron and steelmaterials consumption in steel-making processesWANG Li-jie(HBIS Tangshan Iron and Steel Group Co.,Ltd.,HEBEI063016)Abstract The conshmption of iron and steel material is an important technical and economic index in steelmaning process,which hns n grent inflpeccc on tde cost of steelmaning.This pneo analyzes tde inflpeccing factore ol convertee iron and sted material conshmption high in Tangshan Stainless Sted C o, Lte.,and formulatee te o C pc the ol sted materials sheOmc meassres.Thronph impmmectation a series meashres ol oduc iron and sted materiais cnshmphon:such as reeucing the conshmption ol anxiliaro materiais te reeucing the monut ol converter slaa;intronucc moltee iron slaggingaaeYg te irnpove the slaa omovet巳琏厲ol moltee O oc;optimize the basicitz control ol.0X11:types ol steel y estaniishing the computer monel ol converter retechon slaa oneration,te actualize antomatic smeltingol aonvertcr retention slaa/controlling the total iron contedi ol end poini slaa i reduce Iron-—ontaining materials consumption etc.The steel materiai conshmption is reduced from1080kg//e1045kgA,and goon economic beceCis are ontained.iron and steel material,slag amount,total iron in slag,retention slag operationKey words0引言钢铁料消耗是衡量炼钢生产最重要、最关键的一项综合性的经济技术指标,它与原材料条件、设备状况和操作水平有直接关系>4。
一、钢铁工艺流程废热的定义与分类钢铁工业是重点的耗能大户,其总能耗约占总能耗的15%左右,钢铁生产工艺流程长、工序多,且主要以高温冶炼、加工为主,生产过程中产生大量余热能源,详见下表所示。
各种余热资源约占全部生产能耗的68%,这说明在目前钢铁生产过程中,2/3以上的能量是以废气、废渣和产品余热形式被消耗。
钢铁流程中的余热按照余热资源的品种分类,如下表:钢铁各流程中均有不同品质的废热产生,各废热来源如下:二、钢铁工艺流程废热利用技术现状(一)常规废热利用方式钢铁流程的废热利用中,废热回收发电是经济性比较高的一种废热回收方式,因此钢铁行业的废热回收主要以废热回收发电方式为主,在余热发电技术的研发应用方面,与发达国家钢铁工业相比,我们钢铁行业的余热发电技术起步较晚。
目前,钢铁工业余热发电主要有以下几种方式,一是利用焦化、烧结工序烟气余热换热产生过热蒸汽发电;二是利用炼钢、轧钢工序烟气余热换热产生饱和蒸汽发电;第三种是煤气-蒸汽联合循环发电。
另外目前有人提出利用高炉的冲渣热水余热进行ORC发电,此技术目前尚在论证中,市场未有应用案例。
1、过热蒸汽发电(1)干熄焦余热发电炼焦生产中,高温红焦冷却有两种熄焦工艺:一种是传统的采用水熄灭炽热红焦的工艺,简称湿熄焦,另一种是采用循环惰性气体与红焦进行热交换冷却焦炭,简称干熄焦。
干熄焦余热发电技术是指利用与红焦热交换产生的高温烟气驱动汽轮发电机组进行发电,其主要工艺流程为:焦炉生产出来的约1000℃赤热焦炭运送入干熄炉,在冷却室内与循环风机鼓入的冷惰性气体进行热交换。
惰性气体吸收红焦的显热,温度上升至800℃左右,经余热锅炉生产中高压过热蒸汽,驱动汽轮发电机组发电,同时汽轮机还可产生低压蒸汽用于供热。
随着干熄焦技术所产生的社会和节能环保效益得到普遍认可,干熄焦余热发电技术也得到了国内钢铁企业越来越广泛的应用。
该项发电技术已十分成熟,目前的发展趋势集中在进一步提高余热的回收利用效率上,正逐步由传统的小型中压参数系统向系列化、大型化、高参数发展。
转炉炼钢生产过程节能降耗问题的探究摘要:随着社会的发展,我国的各个行业领域随之进步,对于炼钢行业来讲,转炉炼钢是一项重要的操作,该项操作具有高耗能的特点,同时也是产生二次能源最多的环节,通过转炉炼钢能够进一步实现总耗能为“负值”的目标。
利用什么样的方法才能够将转炉炼钢过程中的能耗降到最低,充分实现能源的转换、回收与利用的目标,是目前我国炼钢行业需要面临的重要问题[1]。
本文主要研究转炉炼钢环工序中关于节能降耗的关键问题,并提出一些具有可行性的建议。
关键词:转炉炼钢;节能;降耗引言:钢铁工业是高耗能行业,耗能量占全国能耗量的10%左右。
近年来,随着国家供给侧结构性改革稳步推进,钢铁行业结构发生了重大调整,高效率低成本,清洁化智能化的发展模式已成为钢铁企业实现转型发展的必要前提。
转炉炼钢是钢铁生产流程中复杂工序之一,属于中间生产工序,其生产工艺复杂、设备繁多,是钢铁生产高耗能工序,也是产生二次能源的重要工序,降低此工序能源消耗和加大二次能源的回收利用,对钢铁企业实现节能降耗,降低成本有重要意义。
1国内钢铁行业的消耗情况中国钢铁行业每年的能耗在全国总能耗中占有的比例为10%,而电力消耗在工业电耗中占有的比重是11%;新水消耗在总工业水消耗中占有的比例为9%。
中国和其他钢铁强国相比较而言存在三个突出问题,即钢铁工业能耗大、二次能源的利用率低下以及国体废物利用率低等[2]。
对于整个钢铁工业能源消耗结构来讲,占主导地位的是煤炭,然后是电力,其他能源所占的比例较少。
2关于转炉炼钢工序节能降耗关键问题的分析2.1控制能源消耗在转炉炼钢过程,消耗的氧气与电力较多,现代化的科学技术能够操控电力和氧气的消耗,达到减少转炉炼钢能源消耗的目的。
實施步骤:首先,使用副枪控制出钢动态,把终点命中率提升至更高的层次,进而把控住出钢的温度;其次,提高钢水注入精炼炉的温度和成分达标率,改良操作工艺,每个步骤都实现标准化操作,从而对精炼的点好进行操控;再次,增添新型的炼钢设备,最大程度上满足高产量、低成本、高质量以及低能耗的要求;最终,提高生产人员的技术操作水平和生产管理水平。
图2典型夹杂物形貌河南冶金图3能谱图取得重大突破,钢性能改善效果最为突出的是连铸一连轧板材,包括耐候钢、汽车冲压件用钢、焊接瓶用钢、集装箱用钢、船板钢、耐磨钢和装甲用钢等钢种。
一般认为稀土在钢中有净化、变质及合金化三种作用。
1)净化作用。
稀土加入钢中,与钢液中的氧、硫反应,起到脱氧脱硫作用。
稀土在钢中溶解量很少,主要偏聚在晶界。
一定量的稀土可以抑制磷、硫、砷、碲、铅、铜等低熔点杂质在晶界上的偏聚,或与这些杂质形成熔点较高的的化合物,消除了低熔点杂质的危害。
2)变质作用:钢中硫、氧等与加入的稀土作用,生成球状的稀土硫化物(RE2S)或稀土硫氧化物,取代长条状硫化锰(M11S)夹杂,硫化物形态得到控制,从而提高了钢材的韧塑性特别是横向冲击性能,改善了钢材的各向异性。
3)合金化作用:随着稀土加入量的增加,完成脱氧、脱硫和变质夹杂作用后富裕的稀土会固溶在钢中。
韶钢曾经对B级船板进行结晶器喂稀土丝的试验,结果表明:加稀土的钢板其低温冲击性能平均值明显提高,并且其低温冲击功的纵横向差异小。
2006年增刊该试验将有利于韶钢今后稀土钢的开发,也有助于韶钢合理消化和利用地方矿中cu、As、sn含量较高的特点。
2.3加快VD的建设VD是一种广泛应用的真空精炼设备,具有良好的脱氢、脱氧、脱碳、脱氮和脱硫的功能,在目前的高质量高附加值钢(如轴承钢、82B等)生产中发挥着重要作用。
韶钢将来的产品规划中管线钢、焊条钢、16Mn系列等钢种都需要进行VD处理,三炼钢厂预留了VD装置,应该尽快建设提高产品的二次精炼能力以满足市场的需要。
3结语韶钢当前采用的洁净钢冶炼技术还只能满足中低档产品的质量要求,如果从长远的产品规划和市场需要考虑,必须重视以下问题:1)韶钢由于只有铁水预脱硫,而铁水是属于中磷铁水(P≤0.12%),因此在冶炼高品质低P钢时还是个瓶颈,故需考虑双渣法脱磷并使其工艺流程规范化。
2)由于韶关地区的矿石资源特点是cu、As、Sn等低熔点元素含量较高,因此需深入研究这些微量元素对钢材性能的影响并积极寻找对应措施(如进行稀土处理)。
降低炼钢全流程钢铁料消耗工艺研究钢铁料消耗是炼钢厂一项重要的综合性技术经济指标,涉及脱硫、提钒、炼钢和连铸等炼钢生产全流程。
钢铁料消耗占整个炼钢厂成本的70%以上,降低钢铁料消耗,则意味着原料投入减少,成本和能耗降低,效益明显提高。
国内外降低钢铁料采用的主要措施有:①推行全面精料炼钢,铁水脱P、S、Si后供给转炉,通过强化铁水脱硫,对铁水成分、温度、带渣量进行考核,以保证和稳定转炉生产;②转炉冶炼改善吹炼工艺,降低吹损和喷溅;提高造渣材料质量,采用活性石灰造渣,减少渣量,减少化学吹损和渣中带铁;稳定转炉操作,避免过吹及喷溅;③提高连铸比,控制中间包钢水残余量,减少断浇,提高连铸炉数和金属收得率,提高良坯收得率,降低铸损。
近年来,攀钢围绕降低钢铁料消耗进行了多年攻关,取得了一定的成绩,但实际指标与国内主要钢铁企业还有一定的差距。
针对攀钢炼钢全流程钢铁料消耗仍然偏高的情况,在炼钢全流程钢铁料消耗调查基础上,结合攀钢提钒炼钢厂装备及工艺条件,采用以下技术措施:①优化脱硫提钒工艺,降低脱硫提钒铁损;②优化复吹炼钢,减少渣中带铁,降低终渣TFe;③加强连铸管理,提高单中包连浇炉数、控制大包残钢,并尽可能减少漏钢。
采用以上关键技术后,攀钢脱硫提钒铁损由5.39%降低到5.21%;转炉终渣TFe含量由21%降低到19.47%;单中包连浇炉数提高了0.97炉/包次,同时中包残钢量降低0.68kg/t钢。
钢铁料消耗降低显著,炼钢全流程钢铁料消耗控制为1145.45 kg/t钢,较对比降低了3.2 kg/t钢。
1 攀钢钢铁料消耗控制现状及改进技术措施攀钢提钒炼钢厂目前拥有5个脱硫工位、2×120t提钒转炉、5×120t炼钢转炉和5台连铸机,基本上实现了炉机匹配。
攀钢炼钢工艺流程见图1。
目前,转炉炼钢钢铁料消耗为1072kg/t钢,与国内其他厂家消耗相比,有进一步降低的潜力。
图1 攀钢炼钢工艺流程示意图1.1 影响全流程钢铁料消耗主要因素分析1)铁水脱硫提钒工序攀钢高炉采用钒钛磁铁矿冶炼,铁水低[Si]、低温,以及V、Ti元素的存在,影响了[S]在铁水中的传质;另外,高炉渣为CaO-SiO2-Al2O3-TiO2渣系,渣中TiO2含量达20%,且有少量的TiC,TiN,Ti(C,N)及其他高熔点物质,导致炉渣熔化温度升高,流动性差,脱硫反应动力学条件不好,脱硫扒渣铁损较高。
降低钢铁料消耗的探索摘要:由于目前钢铁行业形势日益严峻,降本增效成为钢铁企业得以生存的重点。
钢铁料消耗是转炉炼钢生产中的一项重要指标,占炼钢生产总成本50%以上,也是转炉炼钢厂管理水平的综合体现,因而在节能降耗日益被重视的今天,降低钢铁料消耗是所有公司及其技术人员所面临的难题。
为此日照钢铁第二炼钢厂开展了一系列的降低钢铁料消耗的措施,并取得了较好效果,本文则对如何降低钢铁料消耗的方法进行探究。
关键词:转炉钢铁料消耗探究1前言:日照钢铁第二炼钢厂目前有4座120T转炉,4台LF精炼炉以及5台一机一流板坯连铸机。
由于钢铁料消耗在炼钢生产成本中所占比例较大,钢铁企业的竞争逐渐演变为钢铁料消耗的竞争,因此要降低成本,首先就要降低钢铁料消耗。
本文主要针对转炉吹炼过程中相关参数与钢铁料消耗之间的关系进行分析探究,找到影响转炉钢铁料消耗的方法。
以生产Q235B钢种(C:0.15%-0.20%、Si:0.06%-0.25%、Mn:0.25%-40%、P:≤0.035%、S:≤0.025%)为例,平均转炉装入量为铁水116t,废钢11t,其中渣量为:石灰:31.6kg/t,白云石24.8kg/t,烧结矿+金属化球团41.6kg/t,供氧时间13min左右,倒炉测温取样,终点控制目标:C:0.10%-0.18%,P:≤0.042%,T:1620-1650℃,保证出钢过程为红包出钢,脱氧合金化顺序为:硅钙钡镁球、硅锰、硅铁、铝铁;挡渣采用挡渣塞+挡渣锥双重挡渣措施,严禁出钢下渣。
2 影响钢铁料消耗的原因分析第二炼钢厂2011年Q235B钢铁料消耗居高不下,全年累计消耗达到1076.5 kg /t。
通过不断的摸索和实践,2012年Q235B钢铁料消耗达到1048.4 kg /t。
,经统计分析认为影响钢铁料消耗的主要因素包括以下几个方面。
2.1 转炉入炉铁水Si、温度对钢铁料消耗的影响由于第二炼钢厂转炉车间没有混铁炉,铁水成分波动较大,Si 高时可以达到0.89%,低时只有0.05%,温度高时可以达到1429℃,低时只有1200℃,由于铁水条件较差,其Si 成分波动大,给转炉的操作带来很大的影响,高Si 铁水的大渣量冶炼,溢渣、喷溅频繁,遇到低Si 铁水时易因热量不充足、操作不当造成终点温度过低,后吹时间较长,使渣中氧化铁含量大增,增加了铁损。
降低钢铁料消耗实践李双武1王生金1周玉珍 2(1.河北钢铁集团唐钢第二钢轧厂2.河北钢铁集团唐钢技术中心)摘要:目前钢铁行业面临的形势日趋严峻,钢材利润空间逐步降低。
降本增效成为企业发展的有效手段。
钢铁料消耗是占炼钢厂生产成本中比重最大的一项,同时又是诸多技术经济指标的综合体现。
本文从工艺环节出发,详细分析了炼钢、连铸各个环节对钢铁料消耗的影响,有针对性的采取措施逐个突破,降低钢铁料消耗工作取得了突破性成效。
关键词:钢铁料消耗成本炼钢Practice of reduce consumption of iron andsteel materialsLi Shuangwu Wang Shengjin Zhou Yuzhen( NO. 2 Steel and Rolling Plant of Tang Steel,Hebei Iron and Steel Group ) Abstract:The current situation facing the steel industry become more acute, gra dually reduce the profit margins of steel. Reducing cost and increasing to beco me an eff-ective means of business development. Steel consumption is expecte d to account for the largest share of the cost of steel plant production, is also integrated many technical and economic indicators reflected. This process detai led the impact of the steel material consumption from analysis of the steel-ma king Department and casting all aspects of the Department. targeted measures t o break one by one, and made a breakthrough results.Key words:The cost of steel-making iron;Cost;Steel- making;0 前言目前钢铁行业面临的形势日趋严峻,行业竞争日益激烈,钢材利润空间逐步降低。
低铁钢比工艺条件下降低转炉钢铁料消耗应用实践摘要:钢铁料消耗是钢铁企业重要的经济技术指标,不仅反映了企业的管理水平,同时体现了企业的工艺水平。
本文分析了在低铁钢比条件下,不同工序环节影响马钢四钢轧300t转炉钢铁料消耗降低的因素。
针对各影响因素,通过优化生产工艺,加强过程管理,钢铁料消耗由1107.8kg/t降低至1099.3kg/t。
关键词:转炉;低铁钢比;钢铁料消耗;低铁耗;钢铁料消耗是炼钢厂一个很重要的经济技术指标,其占炼钢成产成本的80%~85%,尤其是近年来,在国家“双碳政策”的要求下以及国内废钢资源日渐增多,国际铁矿石价格上涨的共同影响下,为降低生产成本,各钢铁企业均在探索低铁钢比生产工艺。
随着转炉铁钢比降低,炉内热量不足,容易造成转炉钢水过氧化,导致转炉钢铁料消耗上升,因此在低铁钢比工艺条件下开展降低钢铁料消耗对钢铁企业降本增效具有重要意义。
1、影响钢铁料消耗因素2021年马钢四钢轧总厂钢铁料消耗平均水平为1107.8kg/t,这一指标与国内先进企业相比仍有很大差距,为探索在低铁钢比条件下降低钢铁料消耗措施,马钢四钢轧总厂结合实际生产情况对不同工序的钢铁料消耗影响因素进行了分析。
1.1 铁水预处理工序对钢铁料消耗影响铁水预处理工序产生的金属损失会对钢铁料消耗产生影响,主要体现为倒罐出铁过程的铁水损失、铁水脱硫过程搅拌头转动造成的金属损失以及铁水扒渣过程造成的铁水扒损,其中铁水扒损是此工序影响钢铁料消耗指标的最大因素。
铁水扒损主要受钢种的品种结构影响,当过RH精炼炉的钢种占比增加时,铁水进行脱硫处理的量增加,进而导致铁水扒渣比例上升,铁水扒损也随之增加。
1.2转炉工序对钢铁料消耗影响转炉工序影响钢铁料消耗因素较多,主要有以下几个因素:1)转炉渣量。
转炉冶炼过程中会有部分铁进入到转炉渣中,目前四钢轧转炉终渣全铁在16%左右,渣量增大会导致进入到转炉渣中的铁增加,因此会造成钢铁料消耗上升。
降低炼钢全流程钢铁料消耗工艺研究钢铁料消耗是炼钢厂一项重要的综合性技术经济指标,涉及脱硫、提钒、炼钢和连铸等炼钢生产全流程。
钢铁料消耗占整个炼钢厂成本的70%以上,降低钢铁料消耗,则意味着原料投入减少,成本和能耗降低,效益明显提高。
国内外降低钢铁料采用的主要措施有:①推行全面精料炼钢,铁水脱P、S、Si后供给转炉,通过强化铁水脱硫,对铁水成分、温度、带渣量进行考核,以保证和稳定转炉生产;②转炉冶炼改善吹炼工艺,降低吹损和喷溅;提高造渣材料质量,采用活性石灰造渣,减少渣量,减少化学吹损和渣中带铁;稳定转炉操作,避免过吹及喷溅;③提高连铸比,控制中间包钢水残余量,减少断浇,提高连铸炉数和金属收得率,提高良坯收得率,降低铸损。
近年来,攀钢围绕降低钢铁料消耗进行了多年攻关,取得了一定的成绩,但实际指标与国内主要钢铁企业还有一定的差距。
针对攀钢炼钢全流程钢铁料消耗仍然偏高的情况,在炼钢全流程钢铁料消耗调查基础上,结合攀钢提钒炼钢厂装备及工艺条件,采用以下技术措施:①优化脱硫提钒工艺,降低脱硫提钒铁损;②优化复吹炼钢,减少渣中带铁,降低终渣TFe;③加强连铸管理,提高单中包连浇炉数、控制大包残钢,并尽可能减少漏钢。
采用以上关键技术后,攀钢脱硫提钒铁损由5.39%降低到5.21%;转炉终渣TFe含量由21%降低到19.47%;单中包连浇炉数提高了0.97炉/包次,同时中包残钢量降低0.68kg/t钢。
钢铁料消耗降低显著,炼钢全流程钢铁料消耗控制为1145.45 kg/t钢,较对比降低了3.2 kg/t 钢。
1 攀钢钢铁料消耗控制现状及改进技术措施攀钢提钒炼钢厂目前拥有5个脱硫工位、2×120t提钒转炉、5×120t炼钢转炉和5台连铸机,基本上实现了炉机匹配。
攀钢炼钢工艺流程见图1。
目前,转炉炼钢钢铁料消耗为1072kg/t钢,与国内其他厂家消耗相比,有进一步降低的潜力。
图1 攀钢炼钢工艺流程示意图1.1 影响全流程钢铁料消耗主要因素分析1)铁水脱硫提钒工序攀钢高炉采用钒钛磁铁矿冶炼,铁水低[Si]、低温,以及V、Ti元素的存在,影响了[S]在铁水中的传质;另外,高炉渣为CaO-SiO2-Al2O3-TiO2渣系,渣中TiO2含量达20%,且有少量的TiC,TiN,Ti(C,N)及其他高熔点物质,导致炉渣熔化温度升高,流动性差,脱硫反应动力学条件不好,脱硫扒渣铁损较高。
铁水提钒时吹损和钒渣带铁是钢铁料消耗的主要因素。
钢铁料消耗主要表现为:①现提钒工艺难以适应不同铁水条件的变化;②钒渣TFe含量较高,使钢铁料消耗增加。
2)转炉炼钢工序攀钢采用半钢炼钢,半钢[C]低,平均为3.93%左右,且[Si]、[Mn]均为微量。
炼钢过程明显热量不足、吹损大,终渣TFe含量高。
3)钢水连铸工序连铸工序影响钢铁料消耗的主要方面:连铸坯的切头、切尾和中间包更换的接头;中间包和大包残余钢水、铸坯火焰切割产生的割缝等。
1.2 降低全流程钢铁料消耗技术措施为进一步降低炼钢全流程钢铁料消耗,提出以下针对性技术措施:1)开发高效复合脱硫剂,优化脱硫喷吹工艺减少脱硫过程喷溅。
2)优化脱硫调渣工艺,降低脱硫渣带铁量。
3)优化提钒、炼钢复吹工艺,减少炼钢深吹,降低钒渣、钢渣TFe含量。
4)优化转炉炼钢造渣工艺,降低渣中TFe含量。
5)采用板坯连铸浸入式水口快速更换技术,减少断浇、漏钢、死流、回炉,强化切头、切尾处理,提高定尺合格率,提高连铸单中包连浇炉数、降低中包残余钢水量,减少废品量。
2 降低脱硫提钒铁损2.1 铁水条件高炉铁水条件见表1。
表1 试验期间脱硫前铁水条件2.2 优化脱硫剂配方对脱硫剂的改进包括:①适当降低原M4脱硫剂的Mg含量;②适当增大原M4脱硫剂和原AD脱硫剂的发气量,提高脱硫效率;③在原M4脱硫剂和原AD 脱硫剂中配加部分钠盐,降低脱硫渣黏度,在提高脱硫效率的同时进一步降低脱硫铁损;④取消原AD脱硫剂中金属铝的配量;⑤降低原M4脱硫剂CaO含量,提高原AD脱硫剂的CaO含量,以达到降低脱硫剂单耗提高脱硫效率的目的。
对比典型试验与大生产的脱硫效果发现,在脱硫效率及喷吹时间以及脱硫剂单耗优于对比炉次的情况下,试验罐次脱硫铁损为3.56%,较原M4脱硫剂降低0.16%;较原AD脱硫剂降低0.13%。
2.3 优化脱硫调渣工艺脱硫渣渣态较稀,脱硫后扒渣困难;渣态较稠,脱硫渣流动性差,渣中金属铁含量较高,扒渣时造成直接的金属铁损失。
为改善脱硫渣态,减少脱硫渣中金属铁含量,降低脱硫扒渣铁损,根据生产实际对脱硫调渣剂进行了改进。
改进前后的TZ型脱硫调渣剂主要成分见表2。
表2 TZ型脱硫调渣剂改进前后主要成分指标脱硫渣调渣剂改进前、后效果对比可见,使用高效钙基复合脱硫剂,试验罐次TFe 29.69%,较改进前对比罐次低8.33%;使用高效镁基脱硫剂,试验罐次TFe 41.22%,较改进前对比罐次低2.56%。
说明加入改进后TZ型脱硫调渣剂能有效地降低脱硫渣TFe,改善渣态,有利于降低铁损。
2.4 应用复吹提钒技术转炉提钒复吹以流量调节模式控制提钒复吹系统复吹压力,可稳定控制在0.3-1.2MPa范围内;单管复吹流量调节范围:30-200m3/h,旁通支管流量30m3/h。
复吹提钒炉次与原提钒炉次的效果对比发现,在铁水条件基本相当条件下,与原提钒炉次相比,复吹提钒炉次的半钢[C]提高了0.2%,半钢[V]降低了0.006%,钒渣TFe含量降低了2.2%,钒渣V2O5品位提高了1.31%,钒氧化率提高了3.1%。
2.5 调整钒渣渣态通过向提钒炉内加入无烟煤对钒渣渣态进行调整。
无烟煤中的C与钒渣中(FeO)发生还原反应,将Fe还原至半钢中,产生的CO2排入大气。
向炉内加碳质调渣剂进行调渣,出钒渣炉次,在提枪的同时加入无烟煤200-300kg,摇炉1-2min。
调渣后,钒渣的TFe含量由27.28%降低到26.15%,降低了1.13%。
2.6 脱硫提钒工序取得的效果通过优化铁水脱硫工艺、脱硫调渣工艺,应用复吹提钒技术工艺以及调整钒渣渣态,有效降低了钒渣TFe含量和脱硫提钒铁损。
钒渣TFe和脱硫提钒铁损对比发现,钒渣TFe含量较对比降低了2.2%。
脱硫提钒铁损降低了0.18%。
3 降低转炉炼钢终点钢渣TFe含量3.1 提高终点钢水碳含量终点碳含量的高低将直接影响到转炉炉衬、钢铁料、冶金辅料等消耗,是影响转炉各项技术经济指标的重要因素,因此,在所炼钢种允许的范围内,提高终点碳含量有利于降低炼钢消耗,提高相关技术经济指标。
终点钢水碳含量与终渣TFe含量的关系见图2,随终点钢水碳含量的增加,终渣TFe含量明显下降。
根据图2所示关系,将终点钢水碳含量提高到0.05%-0.07%。
终点碳含量提高0.014%后,终点钢渣TFe含量降低了0.81%。
图2 终点钢水碳含量与终渣TFe 关系3.2 炼钢转炉复吹技术的应用炼钢转炉顶底复合吹炼是集转炉顶吹和底吹优点的综合技术,具有比顶吹和底吹更好的冶金特性,其目的是加强熔池搅拌的效果,改善转炉熔池的热力学和动力学条件,促进渣/钢间动态反应平衡。
该工艺现已在世界众多钢铁企业广泛应用。
氧枪供氧强度和底部供气强度的提高为半钢炼钢脱磷、脱碳提供了很好的动力学条件。
在终点钢水碳含量基本相当的情况下,通过应用复吹技术,攀钢120t新转炉终点钢水氧活度降低103×10-6,终渣TFe明显下降,较无复吹炉次降低了1.69%。
3.3 调整转炉炼钢终渣渣态转炉出钢前根据炉渣状况加入500-1000kg/炉终渣调整剂进行调渣,并在转炉零位停留2-3min后直接出钢。
终渣调整剂中含有10%左右的SiC作为还原剂。
加入终渣调整剂后,其中的SiC与渣中的FeO发生氧化还原反应,从而将FeO 还原为Fe和CO,达到降低渣中TFe含量的目的。
转炉出钢前加入终渣调整剂进行调渣后,渣中的TFe含量由原21.84%降至21.03%,降低了0.81%。
3.4 降低转炉终渣TFe效果通过以上关键技术的应用,转炉终渣TFe含量为19.47%,较对比的21%降低了1.53%。
转炉炼钢终点钢渣TFe含量得到了有效降低。
4 降低连铸工序钢铁料消耗4.1 主要技术措施1)板坯连铸采用浸入式水口快速更换技术,解决浸入式水口渣线部位受保护渣侵蚀严重而影响连浇炉数的问题,提高单中包连浇炉数,降低中包残余钢水量。
2)严格控制钢水成分,减少因成分不合格而引起的钢水回炉炉数。
3)加强生产过程中设备故障的处理,减少对生产的冲击以及对铸坯称重的影响。
4)加强铸机流道质量的监控,提高流道质量,减少铸坯废品。
5)采用优化定尺切割技术,摸索钢种的收缩率,合理调节定尺长度,尽可能提高定尺合格率,加强浇钢工艺操作,减少因操作原因造成的断浇、漏钢、死流、回炉及质量缺陷。
6)强化切头、切尾处理,减少废品量。
4.2 取得的试验效果采用浸入式水口快速更换技术后,单中包连浇炉数得到了很大程度的提高。
试验炉次单中包连浇炉数平均为13.22炉/包次,较对比提高了0.97炉/包次,降低了由于单中包连浇炉数较低而引起的金属铁的损失。
同时,试验炉次中包残钢量为5.12kg/t钢,较对比降低0.68kg/t钢,中包残钢量也得到了有效降低。
5 全流程钢铁料消耗降低效果攀钢炼钢各工序及全流程钢铁料消耗对比见图3。
通过对攀钢炼钢各工序工艺进行优化攻关,钢铁料消耗降低显著,炼钢全流程钢铁料消耗控制为1145.45 kg/t钢,较对比降低3.2 kg/t钢。
其中,脱硫提钒较对比降低2.24kg/t半钢,转炉炼钢较对比降低1.72kg/t钢,钢水连铸较对比降低0.61kg/t钢。
图3 炼钢各工序及全流程钢铁料消耗对比6 结论1)通过优化铁水脱硫工艺、脱硫调渣工艺,应用复吹提钒技术工艺以及调整钒渣渣态,有效降低了钒渣TFe含量和脱硫提钒铁损,脱硫提钒铁损由5.39%降低到5.21%,降低了0.18%。
2)转炉炼钢提高终点钢水碳含量、应用复吹技术、调整终渣渣态后,转炉终渣TFe含量由21%降低到19.47%,较对比的降低了1.53%。
3)连铸工序采用“定尺切割、降低每浇次中间包残钢量以及浸入式水口快速更换技术”等技术措施,单中包连浇炉数提高了0.97炉/包次,同时中包残钢量降低0.68kg/t钢。
4)通过对攀钢炼钢各工序工艺进行优化攻关,钢铁料消耗降低显著,炼钢全流程钢铁料消耗控制为1145.45 kg/t钢,较对比降低3.2 kg/t钢。