影响转炉废钢比原因的分析及对策

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留渣操作有利于热量的保存和化渣, 减少炉 渣成渣消耗的热量, 有利于废钢的加入, 提高废钢 比[3]。 第一炼钢厂和第二炼钢厂南区留渣操作的 炉次要多于第二炼钢厂北区。 其原因一方面是第 二炼钢厂北区生产低碳钢的比率大, 生产低碳钢 时炉渣氧化铁的含量高, 留渣操作时火大不容易 控制; 另一方面是受第二炼钢厂北区厂房高度所 限, 炉前吊车主梁低, 留渣操作时, 炉口火大容易 烧坏吊车主卷钢绳和主减速机。 2. 3. 4 冶炼工序
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1 前言
钢铁工业的含铁料来源主要有两个: 一是矿 石; 二是废钢。 前者是自然资源, 后者是回收的再 生资源。 炼钢厂应该尽可能少用铁水, 多用废钢, 既有利于保护资源, 又有利于节约能源、减少环境 污染、促进资源的可持续发展。以转炉炼钢法为主 的炼钢厂努力提高转炉炉料中的废钢比是降低铁 矿石消耗的有效途径。
表 4 鞍钢两个炼钢厂的转炉高宽比
项目 第一炼钢厂 第二炼钢厂南区 第二炼钢厂北区
转炉高 m 转炉宽 m
高宽比
8. 75 6. 40 1. 3672
7. 486 4. 170 1. 7952
9. 20 10. 00 7. 00 7. 50 1. 3143 1. 3333
从表4 可以看出, 第二炼钢厂北区转炉的高宽 比小于其它两处。 第一炼钢厂和第二炼钢厂南区 的炉型设计较合理, 为瘦高型, 有利于多吃废钢。 2. 3. 3 留渣操作
大 学 钢 铁 冶 金 专 业, 现 工 作 于 鞍 钢 新 轧 钢 公 司 第 二 炼 钢 厂 (114021)。
少的。渣料在成渣的过程中要吸收一部分热量; 将 铁水、炉渣和废钢加热到出钢温度要吸收热量; 炉 气也要带走部分热量。 因此, 增加转炉热源, 减少 除加热废钢以外的其它热量消耗, 是提高转炉废 钢比的有效途径。
的白灰等渣料比冶炼正常钢种时多, 倒炉温度也 要高。因此, 冶炼这两个钢种时会影响到废钢加入 量。随着第二炼钢厂北区品种钢的开发和生产, 低 碳钢种和低硫钢种的生产比例会越来越高, 已经 严重影响了北区转炉废钢的加入量。 2. 3. 6 风机运行时间
由于第二炼钢厂北区的二次除尘能力不足, 为了保证除尘效果, 风机调高速的时间要比第一 炼钢厂和第二炼钢厂南区早。 高速运行的除尘风 机抽力大, 炉气带走的热量多, 影响了废钢的加入 量。
2006 年第 2 期
鞍钢技术
总第 338 期
AN GAN G T ECHNOLO GY
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影响转炉废钢比原因的分析及对策
魏春新 费鹏 李镇 张越 (鞍钢新轧钢公司第二炼钢厂)
摘要 根据鞍钢炼钢生产的实际情况, 从物料平衡及热平衡角度出发, 分析了第二炼钢厂 北区转炉废钢比低的原因, 制定合理的对策, 以提高废钢比例, 降低铁水单耗, 达到降低成本的 目的。
本文从转炉炼钢的物料平衡及热平衡角度出 发, 结合鞍钢第二炼钢厂北区的实际生产情况, 分 析了转炉废钢比低的原因, 在此基础上提出了提 高转炉废钢比技术和管理方面的措施。
2 影响转炉废钢比的原因分析
2. 1 鞍钢第二炼钢厂北区转炉冶炼工艺介绍 经过 3 次大规模的技术改造, 鞍钢第二炼钢
厂北区已经由平炉炼钢厂转变为年产钢 400 万 t 的现代化转炉—全连铸炼钢厂[1]。 二炼钢北区转 炉冶炼的主要工艺设备见表 1。 2. 2 鞍钢两个炼钢厂的简单热平衡对比计算
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《鞍钢技术》2006 年第 2 期 总第 338 期
混铁炉 t 1300×2
表 1 鞍钢第二炼钢厂北区转炉冶炼的主要工艺设备
生产能力 万 t·a- 1 240
铁水预处理 处理周期 m in
30
铁水罐容量 t 80~ 90
公称容量 t 150×2, 180×1
转炉 平均出钢量 t
176
冶炼周期 m in 45
应在现有的生产条件下, 努力提高铁水硅含 量预报 (由炼铁厂预报) 的准确性, 以此确定废钢 的加入量, 有效利用铁水的化学热。 3. 5 减少转炉的空炉时间
转炉空炉以后, 高温炉衬以对流、辐射和传导 的方式向外界传递热量。因此, 应加强生产组织调 度, 加快生产节奏, 减少空炉时间。
4 提高废钢比措施的发展方向
转炉炼钢是利用氧气把铁水中多余的 C、S i、 M n、P、S 等元素氧化掉。 炉内氧化反应基本上是 放热反应, 产生的热量成为转炉炼钢的热源。 另 外, 在转炉炼钢过程中, 为了进一步脱除S、P 等有 害杂质元素并保护炉衬, 加入渣料造渣是必不可
魏春新 (0412—6756196) , 工程师, 1996 年毕业于鞍山科技
魏春新 费鹏 李镇 张越 影响转炉废钢比原因的分析及对策
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表 3 铁水脱硫过程中的温降情况
项目
工序
喷粉
扒渣
脱硫扒渣温降
普通
深脱
温降 ℃
10. 3
7. 3
20
30
统计炉数 炉
15
12
12
10
2. 3. 2 炉型 炉型过于矮胖时, 炉内喷溅物容易喷出炉外,
热量和金属损失较大[2]。因此, 矮胖型的炉子比瘦 高型的热损失大, 影响废钢比。鞍钢两个炼钢厂的 转炉高宽比如表 4 所示。
4. 1 通过高位料仓加热压铁
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《鞍钢技术》2006 年第 2 期 总第 338 期
由表2 看出, 二炼钢北区铁水温度和铁水硅含 量普遍低于一炼钢和二炼钢南区, 出钢温度基本 相同。 所以, 铁水温度低、硅含量低是导致废钢比 低的主要原因。
(1) 铁水的硅含量低 铁水硅含量的高低主要受分配铁水的高炉情 况的限制, 分配给二炼钢北区铁水的高炉都是大 高炉, 其铁水硅含量低于小高炉铁水。 (2) 铁水的温度低 供给第二炼钢厂北区铁水温度低的原因如 下: ① 运输时间长 铁水运到第二炼钢厂北区南端需要 1h, 运到 北端需要 2h, 比一炼钢和二炼钢南区的运输时间 都长。 铁水在运输过程中温降为 1℃ m in, 因此到 达第二炼钢厂北区的铁水温度低。 ② 三罐兑铁 二炼钢厂北区三罐兑铁, 兑铁时间长, 导致铁 水温降大。 第一炼钢厂和第二炼钢厂南区都是兑 一罐铁, 兑铁的温降小于二炼钢北区。 ③ 脱硫扒渣的比率大 脱硫扒渣操作引起铁损和温度损失, 每罐铁 水脱硫扒渣后平均温度至少损失 20℃ (实测)。 脱 硫扒渣操作对铁水的温度影响较大, 统计结果如 表3 所示。北区铁水的脱硫扒渣处理率比南区高, 铁损也比南区大。
3 提高转炉废钢比的措施
3. 1 减少兑铁罐数 减少兑铁罐数能够有效降低兑铁过程中铁水
物理热的散失, 提高转炉的废钢比。 目前, 第二炼 钢厂北区提高了兑两罐铁的比例。 3. 2 提高留渣操作炉次的比例
留渣操作能够有效的提高废钢比[3], 留渣操 作率低是影响第二炼钢厂北区废钢比的原因之 一。 因此, 为了提高废钢比, 必须采取有效的措施 提高留渣操作比例, 有效地利用炉渣的物理热和 炉渣成渣的化学热。 3. 3 降低出钢温度
结合鞍钢第一炼钢厂和第二炼钢厂南区的实 际生产情况, 分析了鞍钢第二炼钢厂北区转炉废 钢比低的原因。 取第一炼钢厂和第二炼钢厂日常 生产中比较有代表性的生产指标作为依据, 如表 2 所示。
表 2 鞍钢第一炼钢厂和第二炼钢厂转炉生产指标
项目
第一炼钢厂 第二炼钢厂南区 第二炼钢厂北区
铁水平均 Si 含量 % 0. 64
关键词 转炉 废钢比 热压铁 中图分类号: T F 713 文献标识码: A 文章编号: 100624613 (2006) 0220011204
A na lysis of R ea son s L ead ing to L ow Steel Scrap R a t io in Converter and Coun term ea su res
(2) 鞍钢第二炼钢厂北区与第一炼钢厂废钢 比的比较
比较第二炼钢厂北区与第一炼钢厂的生产情
况时, 计算方法同上, 过程简要介绍如下: 由表2 可以看出, 第二炼钢厂北区铁水平均Si
含量比第一炼钢厂低0. 28 个百分点, 温度低35℃, 折算成系统温差为 2. 8×30+ 35= 119 (℃) ; 补加 白灰损失系统温度: 4×8= 32 (℃) ; 铁水条件影响 的系统温差: 119- 32= 87 (℃)。 第二炼钢厂北区 出钢温度高 3℃, 则两个系统综合温差: 87+ 3= 90 (℃) , 少加废钢 90 8= 11. 25 ( t) , 按装入量 195t 计 算, 折算废钢比为 5. 77%。 2. 3 废钢比低的原因分析 2. 3. 1 铁水的成分及温度
降低出钢温度能够减少转炉热量的支出, 剩 余热量可以用来提高废钢的加入量。 降低出钢温 度是一个系统工程, 需要整个生产系统的高度协 调, 还要缩短生产周期。 缩短生产周期后, 大罐周 转的时间缩短, 热量损失减少了, 能够有效的提高 周转罐出钢时的温度, 减少出钢时的温度损失, 降 低出钢温度。 3. 4 合理利用铁水资源
第一炼钢厂和第二炼钢厂南区兑一罐铁加一 槽废钢, 兑铁前测温取样, 确定铁水温度和铁水硅 含量, 然后确定废钢加入量。而二炼钢北区要兑完 铁、加入废钢后, 测温取样。 由于炼铁厂预报的硅 含量不准, 所以不能以此确定合理的废钢加入量。 2. 3. 5 冶炼钢种
冶炼低碳钢 种 ( [C ] ≤ 0. 10% ) 和 低 硫 钢 种 ( [ S ]≤0. 015% ) 时, 为了使碳、硫含量达标, 加入
0. 48
0. 36
铁水平均温度 ℃ 1301
1300
1266
出钢温度 ℃
1679
1680
1682
废钢比 %
10
13
ห้องสมุดไป่ตู้
7~ 8
(1) 鞍钢第二炼钢厂北区与南区废钢比的比 较
根据转炉物料及热平衡原理, 对鞍钢第二炼 钢厂北区的实际生产情况进行简单计算, 过程如 下:
根据表 2 所示的第二炼钢厂北区与南区转炉 生产相关数据的比较情况看, 北区转炉铁水平均 Si 含量低 0. 12 个百分点, 温度低 34℃。 根据热平 衡原理, 按热量 100% 被利用计算: 铁水中 [ Si ] 含 量每提高 0. 1% , 体系温度将升高 30℃, 折算成体 系温差 (把二炼钢北区和二炼钢南区看成两个体 系) 为 1. 2×30+ 34= 70℃; 按二炼钢北区目前冶 炼制度中的碱度要求和原材料条件计算, 铁水中 增 多的这部分 Si 需补加活性白灰 2t; 每吨活性白 灰损失系统温度 8℃, 因此补加白灰带来的温度损 失为 2×8= 16 (℃) , 铁水条件带来的系统温差为 70- 16= 54 (℃)。由表2 可以看出, 二炼钢北区出 钢温度高 2℃, 两个系统综合温差为 54 + 2 = 56 (℃)。 按每吨废钢降温 8℃计算, 少加废钢 56 8= 7 ( t) , 装入量为 195t, 则折算废钢比为 3. 6%。
W e i Chunx in Fe i Peng L i Zhen Zhang Y ue (N o. 2 Steelm ak ing P lan t of A ngang N ew Steel Co. , L td. )
Abstract B a sed on the p ractica l condition of steelm ak ing p roduction in A ngang, the rea son s leading to low steel sca rp ra tio in converter in N o. 2 Steelm ak ing P lan t no rth w o rk shop a re ana lyzed from m a teria l ba lance and therm a l ba lance. R ea sonab le coun term ea su res a re m ade to increa se steel scrap ra tio and reduce un it m o lten iron con sum p tion in o rder to decrea se co st.
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