LF热态钢渣循环再利用实践

总第160期2007年第4期

河北冶金

H EB EI M ETALLU R G Y

To tal160

2007,N um ber4

收稿日期:2007-04-16L F热态钢渣循环再利用实践

吴元刚,王小明,张维军

(唐山钢铁公司　一钢轧厂,河北　唐山　063000)

摘要:通过对L F热态钢渣渣系和硫容量的研究,唐钢一钢轧厂采取相应措施实现了L F热态钢渣的循环再利用,取得了较好效果。

关键词:L F热态钢;钢渣;循环再利用

中图分类号:TF70316 文献标识码:B文章编号:1006-5008(2007)04-0043-02

R ECOV ER Y AND R EU SE O F L F HO T STEEL SLA G

W U Yuan-gang,W AN G X iao-m ing,ZHAN G W ei-jun

(N o.1S teel R olling M ill,Tangshan Iron and S teel C om pany,Tangshan,H ebei,063016)

A bstract:

B ased on research of L F hot steel slag system and sulfur content,som e m easures are adop ted in Tang S teel to realize the recovery and reuse of the slag,som e good result got.

Key W ords:L F hot steel;steel slag;recovery and reuse

1　前言

唐钢第一钢轧厂现有双工位单吹颗粒镁铁水脱硫站2座,150t顶底复吹转炉3座,150t L F3座,VD精炼炉1座,8机8流小方坯连铸机1台、双机双流中厚板坯连铸机1台和单机单流薄板连铸连轧设备(FTSC)2台,通过L F所冶炼的钢种主要为铝镇静钢SS400,Q345B,T510L,S PHC等,还有少量方坯品种钢,如硬线系列、20C r M oA、30M nS i等。在生产过程中,发现L F精炼后的钢渣(以铝镇静钢SS400为例)仍具有可利用性:经过取样分析L F精炼后的钢渣硫含量为015%～018%,且大多不高于018%。经实验,回收一部分浇余循环再利用后的钢渣硫含量会有所升高(一般为018%～112%),说明精炼一次的钢渣硫含量仍可提高,即仍有一定硫容量;平常在冶炼过程中为满足快速脱硫的目的,有时就需要加入过剩的石灰,此时浇余中会含有少量未熔的石灰小颗粒,可进行循环再利用;熔融态的钢渣具有一定的热量。本文对唐钢第一钢轧厂L F热态钢渣的循环再利用进行分析。

2　钢渣分析

(1)精炼钢渣的主要来源。转炉出钢过程下渣量,加入钢包内的石灰及合成渣,精炼的造渣料,为2015%～3010kg/t。

(2)精炼钢渣推荐化学成分(铝镇静钢)见表1。

表1　精炼钢渣推荐化学成分%

CaO S i O2A l2O3

FeO+

M nO+

C r2O3

M gO S

推荐含量52～586～1115～25<28～10016～118理想范围48～537～1017～27<0158～101～115　(3)渣-钢的硫容量。炉渣脱硫的能力可以用渣-钢硫容量来表征,其值可根据下列渣一钢间的平衡反映来测量:

[S]+(O2-)=(S2-)+[O](1)

C s=(S)[O]/[S](2)

Sosinsky和Somm erv ille导出了不同温度下硫容量和渣系光学碱度的关系:

lgC s=(22690-54640Λ)/T+4316Λ-2512

(3)式中:Λ———光学碱度。

根据上式导出渣-钢硫容量和温度、炉渣成分的关系式:

lgC s′=B/A+2182-13300/T(4)式中:B=51623(C aO)+4115(M gO)-11152

(S i O

2

)+11457(A l2O3);

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A =(C aO )+11391(M gO )+11867(S i O 2)+

1165(A l 2O 3)。

可见,随着炉渣中C aO 的升高、S i O 2的降低和炉渣温度的上升,渣-钢的硫容量有上升的趋势,但随着A l 2O 3的升高,硫容量又进一步降低。

(4)曼内斯曼指数M 。

M =R /%A l 2O 3

(5)

式中:M ———曼内斯曼指数;

R ———钢渣碱度。

一般认为曼内斯曼指数在0125～0135时,钢

渣有较好的脱硫效果。

随着钢渣循环次数的增加,渣中A l 2O 3浓度较大(循环2次以上渣中A l 2O 3浓度高达26%～35%),使钢渣曼内斯曼指数逐步接近0125～0135范围的上限,大大降低脱硫速率。3　热态钢渣循环利用实践

(1)对钢水升温速度的影响。一般来说,精炼钢水浇注结束后,剩余钢渣仍有一定的热量,在热态钢渣的循环利用过程中,正常情况下钢渣全部回收时L F 可以不加或少加,这样就减少了渣料熔化带来的钢水温降(经验上认为10～15℃),缩短了升温时间(图1)。

图1　精炼周期前20m in 内钢水升温曲线

从图1中可以看出,在达到同样温度时,循环

利用钢渣后每炉钢可以节约供电时间4-5m in 。同时,经粗算的数据也在此范围(表2)。

表2　循环利用钢渣后的技术参数

大包内渣量/t

吨钢渣量/kg

补加渣料/

kg

石灰

萤石

少用升温时间

/m in

钢渣循环利用前

215～41020～30--钢渣循环利用1次410～61030～40300～400100～2002-3钢渣循环利用2次610～81040～50400～600200～300

3-4钢渣循环利用2次

810～1010

50～60

600

300以上,只回收1/3～1/2

4-5

　(2)对钢水质量的影响。实际生产过程中,对

热态钢渣循环利用前后精炼终点钢水中全氧和氮含量进行了取样分析,精炼终点钢水中全氧和氮含量在热态钢渣循环利用前后变化不明显。对热态钢渣循环利用前后精炼终点钢水内夹杂物尺寸进行观察并统计夹杂分布情况(图2),结果显示钢渣循环利用前后各类夹杂尺寸基本在10μm 以下,而且钢水中大颗粒夹杂(>10μm )有减少的趋势,板材性能也没有明显变化。

图2　热态钢渣循环利用前后钢水内夹杂物分布统计情况

4　相存在的问题及解决措施

(1)渣的可用性与经济性减弱。随着钢渣循

环次数增加,钢渣循环利用的积极作用减弱。会影响底吹氩气的搅拌效果,不能满足快速脱硫的要求,因此在钢渣循环利用第1～2次时,补加少量渣料来维持渣料的硫容量是较为经济的。循环利用3次时可减少钢渣回收量,当补加少量渣料不能有

效维持脱硫效果时(即使补加大量渣料),即渣的可用性与经济性减弱,应把钢渣折入专用渣罐中。

(2)增碳困难。渣量过大会影响底吹氩气的搅拌效果,不能满足快速脱硫的要求,加上转炉出钢后钢水碳含量较低,精炼增碳任务重。影响严重时增碳效果只有不进行循环利用时的30%～50%。为此需要提高转炉工序所炼钢种碳含量下限的要求,减轻精炼增碳任务;注意回收钢渣和浇余的量;此外,当循环利用的渣中含有一定量的碳粉时,调碳过程中要注意碳按成品下限控制。

(3)回收操作与时机。钢渣回收利用是建立在冶炼同种钢基础上的,在实际中要注意对钢水成分的影响,不同钢种也可回收,例如低碳钢渣可以回收到中碳钢中。生产调度员应组织钢渣回收,回收时间安排在转炉出完钢出站等待吊包时或L F 进站冶炼前,一般回收等待时间越短越好(10m in 以内),以避免长时间等待而钢渣冷却渣温降低粘包底。5　结语

热态钢渣的循环利用,减少了L F 造渣料(如石灰、萤石)的消耗,利用了钢渣的残余热量,提

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