項(xiàng)目質(zhì)量/kgw(S)%含硫質(zhì)量/kg比例/%
鐵水1230000.0022.4632.12
廢鋼170000.0101.7022.19
鐵水渣1500.9001.3517.62
石灰32000.0250.8010.44
鎂球11500.0300.354.58
其它2訂單0000.0501.0013.05
合計(jì)7.66100.00
按總裝入量140t,出鋼量129t,即使總硫量7.66kg全部進(jìn)入鋼中,鋼中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.0059%,可以實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)w(S)<0.006%的目標(biāo),即解決了轉(zhuǎn)爐脫硫率低的問題,也為少渣冶煉脫碳保磷創(chuàng)造了條件。
表2:采用深脫硫少渣冶煉與多加石灰大渣量工藝消耗對比
。
4)少渣訂單冶煉使總渣量減少了55%,相應(yīng)地渣中w(FeO)和金屬鐵損也減少一半以上,加之終點(diǎn)w(FeO)由原先26%降低到20%左右,使吹損消耗由原來的9.3%降低到現(xiàn)在的7.8%。
3.2、提高終點(diǎn)磷含量和碳溫命中率
由于采用鐵水深脫硫和少渣冶煉工藝可保證實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)<0.006%,轉(zhuǎn)爐在冶煉硅鋼時(shí)不再承擔(dān)脫硫任務(wù),只考慮升溫和脫碳兼顧保磷任務(wù)。
根據(jù)轉(zhuǎn)爐脫磷原理:2[P]+5(Fe訂單O)+4(CaO)=(Ca4P2O9)+5[Fe],需要大渣量、高氧化鐵、高堿度、低熔池溫度及強(qiáng)力攪拌。與之相反,現(xiàn)冶煉硅鋼耐候鋼時(shí)需要保磷的操作,即采用少渣量、低氧化鐵、低堿度、高熔池溫度及弱攪拌控制,為此,采用以下保磷措施:1)減少石灰加入量,堿度控制在2.0左右,造渣料只使用鎂球和石灰,總渣量在33.7kg/t;2)快速脫碳升溫,由于加入渣料少,只考慮爐體維護(hù)需要,轉(zhuǎn)爐吹氧前期可快速升溫促進(jìn)碳氧訂單反應(yīng)再加快升溫速度,可有效抑制脫磷反應(yīng);3)根據(jù)碳-氧反應(yīng)特點(diǎn),渣中保持較低氧化鐵含量,吹煉前中期0~15min采用較低槍位(1.5±0.1)m,供氧強(qiáng)度3.10~3.23m3/(t·min),底吹強(qiáng)度采用0.06m3/(t·min),吹煉后期15~17min,碳氧反應(yīng)減弱,采用低槍位(1.3±0.1)m,供氧強(qiáng)度2.71~2.84m3/(t·min),底吹強(qiáng)度采用0.08m3/(t·min),進(jìn)一步訂單均勻熔池成分和溫度并降低渣中w(FeO)。對終點(diǎn)碳溫控制采用煙氣分析動態(tài)控制技術(shù)可根據(jù)動態(tài)控制模型主要在吹煉末期2min,爐內(nèi)碳氧反應(yīng)趨于平衡后,通過取樣系統(tǒng)和質(zhì)譜儀連續(xù)采集、分析(1.5s周期)轉(zhuǎn)爐爐口逸出的爐氣成分,根據(jù)爐氣成分的變化,動態(tài)控制模型計(jì)算脫碳速率,為操作人員提供吹煉結(jié)束前2min鋼中碳含量的變化情況,并根據(jù)動態(tài)模型計(jì)算的終點(diǎn)C、T結(jié)合轉(zhuǎn)爐煙氣變化曲線由模型自行確定吹煉終點(diǎn),確保轉(zhuǎn)爐終訂單點(diǎn)命中率。經(jīng)過實(shí)踐,587爐次有583爐(99.3%)終點(diǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.006%,547爐(93.2%)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼w(P)≥0.050%,有536爐次(90.5%)終點(diǎn)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(±0.01%)、溫度(±16℃)、硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)同時(shí)命中,實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t直接出鋼模式。
3.3、降低吹損和噴濺
1)采用鐵水深脫硫和少渣冶煉工藝冶煉硅鋼時(shí),根據(jù)熱平衡計(jì)算在吹煉過程中加入了所需的石灰與鎂球,與原工藝訂單采用的多加石灰高堿度大渣量操作相比使總渣量由原74.6kg/t降到33.7kg/t,熔池上部自由空間擴(kuò)大為減少噴濺創(chuàng)造條件,轉(zhuǎn)爐噴濺率明顯下降。
2)對w(Si)>0.50%的鐵水,在吹氧3~5min時(shí)選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)倒去泡沫渣,減少噴濺發(fā)生幾率。
3)針對深脫硫鐵水少渣冶煉升溫速度快的特點(diǎn),倒去泡沫渣后迅速加入總量2/3的石灰和鎂球,吹氧過程再分批加入石灰和鎂球。由于少渣冶煉升溫快,既加速碳訂單氧反應(yīng)速度又快速消耗渣中w(FeO),使渣中w(FeO)始終維持低水平來保持碳氧均衡反應(yīng)控制噴濺發(fā)生。
3.4、提高鋼水質(zhì)量和降低消耗
采用深脫硫鐵水和少渣冶煉工藝后,鐵水、廢鋼、渣料等原料質(zhì)量成分穩(wěn)定可靠,也有利于提高轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率,可實(shí)現(xiàn)不倒?fàn)t直接出鋼。由表2可知,鋼水中w(O)穩(wěn)定在593×10-6左右,降低了226×10-6,冶煉時(shí)間由47min縮短到36min;出鋼溫度從1689訂單℃下降到1678℃,總渣量從74.6kg/t下降到33.7kg/t,渣中w(FeO)從26%下降到20%;不僅提高了鋼水質(zhì)量、降低了各類合金渣料消耗,而且也減少了高溫高氧化性爐渣長時(shí)間對爐襯的侵蝕,有利于爐況維護(hù),實(shí)現(xiàn)冶煉硅鋼時(shí)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.006%的目標(biāo)。采用深脫硫少渣冶煉噸鋼可降低成本57.8元。
由于磷在硅鋼等系列鋼中有提高硬度、改善沖擊性、降低鐵損等有利作用,規(guī)定成品磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.5訂單0%~1.00%;2011年前馬鞍山鋼鐵股份有限公司(以下簡稱馬鋼)120t轉(zhuǎn)爐在冶煉此類鋼種時(shí),主要考慮脫碳脫硫提溫而采用多加石灰高堿度大渣量反復(fù)倒?fàn)t高溫操作法,對磷含量控制則根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼磷高低在精煉工序補(bǔ)加磷鐵達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍,導(dǎo)致鋼水過氧化嚴(yán)重、鐵損過大、消耗高等問題;為降低成本,提高質(zhì)量,2011年后轉(zhuǎn)爐采用深脫硫鐵水和少渣冶煉脫碳保磷工藝,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)≤0.006%,w(P)≥0.050訂單%,提高終點(diǎn)C-T命中率直接出鋼模式,提高了鋼水質(zhì)量和收得率并降低了消耗等,取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。。
1、冶煉硅鋼的工藝要求
馬鋼120t轉(zhuǎn)爐冶煉硅鋼采用鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐→RH→連鑄工藝路線,要求轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)≤0.006%、w(C)≤0.04%、w(P)≥0.050%、出鋼溫度在1670~1690℃,其中終點(diǎn)w(S)≤0.006%是冶煉成功的關(guān)鍵,考慮轉(zhuǎn)爐脫硫不具備還原性熱力學(xué)條件,為達(dá)到訂單轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)≤0.006%的目標(biāo),1)采用鐵水深脫硫凈扒渣工藝,即鐵水脫硫后終點(diǎn)w(S)≤0.002%并扒渣干凈;2)減少轉(zhuǎn)爐冶煉帶入額外硫含量,即采用加入低硫廢鋼、使用低硫造渣材料;3)采用少渣冶煉工藝,減少造渣材料加入量,降低總的硫負(fù)荷,來確保轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)≤0.006%的目標(biāo)實(shí)現(xiàn),轉(zhuǎn)爐冶煉只起脫碳升溫保磷功能。
2、鐵水深脫硫和少渣冶煉的要點(diǎn)
鐵水深脫硫工藝路線為魚雷罐出鐵→鐵訂單水罐→淺扒渣→噴吹深脫硫→凈扒渣→轉(zhuǎn)爐兌鐵。
鐵水深脫硫工藝要點(diǎn):1)噴吹前盡量將高爐渣扒除,高爐渣中含硫量很高,同時(shí)還含有SiO2、Al2O3、TiO2等不利于脫硫的組分;2)采用鐵水深脫硫,實(shí)現(xiàn)脫硫后終點(diǎn)w(S)≤0.002%;3)噴吹脫硫后一定要將脫硫渣徹底扒除干凈并要求鐵水亮面大于95%以上,脫硫渣扒除干凈是穩(wěn)定脫硫最終效果的關(guān)鍵,直接影響到轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)硫,因?yàn)楦吡蛟鼉度朕D(zhuǎn)爐必將產(chǎn)生回硫效應(yīng)訂單,在吹氧冶煉時(shí),發(fā)生反應(yīng)(MgS)+[O]=(MgO)+[S],硫又重新回到鋼中,即使少量未扒除的脫硫渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐都會造成轉(zhuǎn)爐“回硫”。
少渣冶煉工藝要點(diǎn):1)在鐵水深脫硫凈扒渣的前提下,選用內(nèi)部自循環(huán)低硫優(yōu)質(zhì)廢鋼(w(S)≤0.010%),不加生鐵;2)采用優(yōu)質(zhì)的含硫低造渣料,石灰質(zhì)量要達(dá)到二級以上,w(CaO)≥90%,w(S)≤0.025%,活性度達(dá)到360mL,鎂球w(MgO)≥65%,w訂單(S)≤0.030%,減少造渣料帶入硫含量;3)實(shí)行不留渣操作,減少上一爐轉(zhuǎn)爐渣中硫的影響。
3、鐵水深脫硫和少渣冶煉效果分析
3.1、脫硫效果
采用鐵水深脫硫和少渣冶煉工藝后,分析鐵水、廢鋼、脫硫渣及加入轉(zhuǎn)爐造渣料等各自帶入鋼中硫含量來源分布比例如表1,可知鐵水、廢鋼、鐵水渣中硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)總和占總硫負(fù)荷的71.93%,鐵水經(jīng)過深脫硫終點(diǎn)硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可小于0.002%,但鐵水加入量大造成訂單帶入硫量多所占比例最大,廢鋼次之,而脫硫扒渣后殘余渣量僅150kg,但含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)0.9%,雖量少但含硫很高,占總量第3位,石灰、鎂球及其它因素帶入硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)占總量28.07%,也說明采用優(yōu)質(zhì)原料少渣冶煉不留渣操作非常必要。
表1:鋼中硫的來源分布比例
。
冶煉模式深脫硫少渣冶煉多加石灰大渣量冶煉
爐數(shù)587359 訂單 石灰/(kg·t-1)24.852.7
鎂球/(kg·t-1)8.910.8
輕燒/(kg·t-1)011.1
礦石/(kg·t-1)03.5
磷鐵/(kg·t-1)1.93.1
吹損/(kg·t-1)7.89.3
終點(diǎn)w(S)≤0.006%比例/%99.387.2
終點(diǎn)碳溫命中率/%90.5訂單73.7
終點(diǎn)w(O)/10-6593819
冶煉時(shí)間/min3647
4、結(jié)論
馬鋼120t轉(zhuǎn)爐在冶煉硅鋼時(shí),根據(jù)其成品要求低碳低硫高磷的特點(diǎn),采用深脫硫鐵水和少渣冶煉工藝,從入爐的源頭控制加入轉(zhuǎn)爐的總質(zhì)量分?jǐn)?shù),解決了轉(zhuǎn)爐脫硫率低的問題,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)w(S)≤0.006%。
1)采用深脫硫鐵水關(guān)鍵一是深脫硫后終點(diǎn)w(S)≤0.002%,二是一定訂單要將脫硫渣徹底扒除干凈,并要求鐵水亮面大于95%以上,少渣冶煉工藝要點(diǎn)是選用低硫優(yōu)質(zhì)廢鋼和造渣料及控制總量來減少外來總的硫負(fù)荷。
2)轉(zhuǎn)爐采用深脫硫鐵水和少渣冶煉工藝后,在