应用钢渣余热烘烤新修砌铁水包的工艺方案9

即每吨 1600℃的液态转炉渣，含有较多的热能。液态钢渣直接进入铁水包，会产生以 下的负面影响： 1) 侵蚀耐火砖，并且炉渣黏附于耐火材料表面，难以剥离。由于渣中含有氧化铁和氧 化锰等，当铁水包盛装铁水时，铁水包中间的氧化铁会直接与铁水反应，造成铁水 包内溢铁水的事故。 2) 铁水包内的耐火材料突然受热，耐火材料中间的水分和挥发分短时间内大量逸出， 造成耐火材料的崩裂和垮塌事故， 导致新修砌的铁水包报废。 一种典型的采用煤气 烘烤铁水包的烘烤曲线如下图所示：
技术原理：
由于 液态钢渣中 间含有较为 丰富的热能 ， 在 1000℃时，固 体碱性渣的比热 容为 1.255KJ(Kｇ·℃)，1650℃液体渣的比热容约为 2.51 KJ·(Kｇ·℃) 。在 1600℃～1650℃
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时，液体碱性渣的焓变值为 1670～2343J/ｇ。转炉渣的焓如下表： 炉渣种类 转炉渣 温度/℃ 1600 1700 1800 Δ H/J·g 1925～1967 2030～2072 2135～2197
所以液态钢渣不能够应用于铁水包的烘烤。 由于转炉渣具有以下的特点： 1) 导热系数低，900～1400℃的固相阶段为 0.4W/(m·K)； 2) 钢渣中的热含量随着渣的温度变化波动很大，其二者的关系见下图
图 2 钢渣热含量随温度的变化 本技术的特点在于充分的考虑了钢渣的以上特点和铁水包的烘烤曲线， 设计了将定量的 高温固态的渣加入新修砌的铁水包内，对于铁水包进行烘烤，具体的工艺步骤如下： 1) 将转炉的液态钢渣热泼在渣池子中间， 选取一定量的热泼后凝固的红热态钢渣 （表面发 红的钢渣渣温在 750～1100℃之间）装入渣罐。 2) 按照铁水包的烘烤曲线，使用热态钢渣烘烤铁水包。 以上过程中，按照铁水包的烘烤升温曲线，不同烘烤温度阶段（工艺分为 200、300、 500℃三个阶段） ，加入铁水包的红热态钢渣的加入量 G（吨）的计算公式如下： ������ × 1.05 × (������������2 − ������������1 ) G= 1.25 × (������������ − 300 )
本工艺是利用了转炉高温固态钢渣含有较多热能和导热性较差的特点， 将其应用于新修 砌铁水包的烘烤，将其烘烤到一定的温度（500℃±50℃） ，然后再倒出铁水包内用于烘烤铁 水包的钢渣，再使用燃气或者燃料将其继续烘烤升温到使用温度，然后使用，能够为钢企节 约三分之一以上的烘烤燃或者燃料， 经济效益显著， 并且能够减少采用燃气或者燃料烘烤铁 水包过程中排放的 CO2，对于环境的保护效益显著。
其中公式中间，W:铁水包修砌使用的耐火材料的重量，吨； 1.25：固态钢渣的比热容，KJ(Kｇ·℃)； 1.05：耐火材料的比热容，KJ(Kｇ·℃)； TS：热态钢渣的温度，℃； TL1：烘烤前铁水包的温度，℃； TL2：需要烘烤的目标温度，℃； 300：是钢渣传热效率最低时的温度，℃。 3) 铁水包烘烤到 500℃，倒出铁水包内的固态钢渣，将铁水包采用燃气或者燃油继续将铁 水包烘烤到 900℃，投入使用即可。
本工艺的有益效果：
本发明的有益效果如下： 1) 红热态钢渣与铁水包的耐火材料不发生任何的化学反应， 对于烘烤铁水包没有任何的危 害， 升温缓慢， 能够有效的减少铁水包烘烤过程中升温过快引起的铁水包耐火材料垮塌 和损坏的事故。 2) 将固态的高温钢渣加入铁水包烘烤铁水包，能够利用高温固态钢渣 70%以上的热能， 节约传统烘烤工艺一半以上的燃气或者燃油，经济效益显著。 3) 采用高温固态钢渣烘烤铁水包， 能够减少传统烘烤工艺产生的粉尘、 烟尘和排放的废气， 对于环境的优化有积极的意义。 4) 能够减少传统工艺烘烤铁水包过程中可能产生的燃气爆炸和泄露对于员工造成的危害。
应用钢渣余热烘烤新修砌铁水包的工艺
炼钢使用的铁水包，其外壳由压力容器钢制作，内壁通常由永久层、隔热层和工作层组 成。 其永久层使用镁铝浇注料或者铝碳质浇注料浇铸而成； 隔热层是由轻质镁砖或者硅砖修 砌，工作层是与铁水接触的耐火砖，通常是由铝碳砖修砌。由于在修砌过程中，采用水作为 结合剂使用，新修砌的铁水包中间含有一定的水分；此外铝碳质在生产过程中，采用的粘结 剂中间，含有一定的挥发分，如果直接用于与高温的铁水接触，新铁水包中间的水分和挥发 分在短时间内受热气化， 在从砖体和浇注料中间逸出时， 会引起修砌的耐火材料垮塌等事故， 所以铁水包修砌好以后， 需要采用燃料或者燃气对其进行烘烤升温， 并且烘烤升温的供热制 度严格按照从低温阶段向高温阶段缓慢进行的原则实施。 此外转炉的液态钢渣中间蕴含有大量的热能， 它们通常由铸钢件制作的渣罐盛装。 由于 钢渣的导热性较差（0.4W/m·K） ，热能不能够在短时间内完成传递，故钢渣的热能目前还没 有被有效的利用。它们在渣处理工艺过程中，比如滚筒渣工艺、热闷渣工艺在渣处理工艺过 程中，转变为水蒸气外排120 吨转炉生产线为例， 该生产线使用容积为 11m3 铸钢件渣罐盛装转炉液态 钢渣，转炉钢渣采用热闷渣工艺处理，新修砌的铁水包耐火材料重量为 58 吨，烘烤前的温 度为 5℃。 1) 按照正常的工艺流程，采用 11m3 铸钢件渣罐盛装转炉的液态钢渣。 2) 盛装转炉液态钢渣后，待渣罐铸钢件本体的外部温度达到 250℃以上（可采用红外线测 温枪测量） ， 指挥行车吊起渣罐， 将渣罐内的高温钢渣倒入渣池子内， 待液态钢渣凝固。 3) 待液态钢渣凝固后，将倒空高温钢渣的空渣罐放置在平地上，使用装载机或者行车，将 4～6 吨凝固的红热态钢渣装入空渣罐内。 4) 将空渣罐内的红热态钢渣使用行车倒入铁水包内。 铁水包倒入钢渣前， 向铁水包底部铺 垫一层废弃的木板，或者铁皮，防止固态钢渣砸坏铁水包的底部耐火砖。 5) 将铁水包的包口盖上包盖，防止热能散失。烘烤 8h 以后，使用红外线测温枪测量耐火 材料的烘烤温度，其中耐火材料达到 180±50℃，加入 6 吨新的热态钢渣，进入下一个 温度烘烤阶段。烘烤 16h 后，测量铁水包内的耐火材料烘烤的温度达到 300±50℃，倒 出铁水包内的钢渣后，再向铁水包内加入 12 吨红热态钢渣继续烘烤，8h 后测温，如果 铁水包内的耐火材料的温度达到 500℃±50℃，倒出铁水包内的钢渣，将铁水包使用燃 气或者燃油继续烘烤到 900℃，按照正常的工艺使用铁水包即可。