炼铁厂降硅途径探讨

炼铁厂降硅途径探讨

24南钢科技与管理2004年第3期

炼铁厂降硅途径探讨

陈一清

(炼铁厂技术技改部)

摘要:降低生铁含硅是一项系统工作.近年来南钢高炉强化水平不断提高,利用系数稳定在 3.5以上,但

生铁含硅多年来未取得进步.本文根据低硅冶炼的特点,结合高炉目前的原燃料条件和生产的具体状况,对影

响高炉降低铁水含硅的各项因素进行全面系统的分析,以探讨为高炉降硅创造条件的可能性,寻求适合我厂条

件的降硅途径.

关键词:高炉降硅系统操作管理

DiscussionfortheSiliconReducingWayinIron-makingPlant

ChenYiqing

(TechnicalInnovationDepartmentofIron-makingPlant)

Abstract:Siliconreducingincastironisasystematicjob.Theintensivelevelofblastfurnacehasbeenincrea singlyen—

hancedandtheavailabilityremainedabovethan3.5,howeverlittleprogresshasbeenmadeonthecastironsi liconcon—

tentformanyyearsBasedonthecharacteristicoflowsiliconsmelting,inconjunctionwithcurrentrawmate rialandfu—

elsconditionandspecificoperationsituation,theoverallsystematicanalysisforvariouselementsinfluenc ingsiliceous castironwillbemadeinthefollowingSOastodiscussthepossibilityofsiliconreducingandseekthesiliconr educing

methodssuitabletoOUFplant.

Keywords:blastfurnace;siliconreducing;system;operation;management

1概述

随着钢铁行业技术进步和生产的快速发展,降

低生铁含硅越来越被钢铁企业所重视,降低生铁含

硅可以降低炼钢氧耗和造渣剂,缩短转炉吹炼时间,

同时降低高炉焦比,提高生铁产量,是钢铁企业降本

增产的重要手段.近年来,炼铁厂利用系数不断提

高,但铁水含硅及焦比指标停滞不前,表1是炼铁厂

高炉近年来的铁水含硅及其他部分技术经济指标,

南钢高炉降硅势在必行.

低硅冶炼是高炉的关键操作技术.生铁含硅的

高低是高炉的综合操作水平的反映,更是一个钢铁

企业综合管理水平的体现.低硅冶炼是一项系统工

作,生铁含硅多少必须跟据原燃料条件,设备装备水平和运行状况,高炉操作水平,转炉需要等来决定. 2高炉内硅的还原机理

国内外研究结果表明,硅在高炉内主要有以下

还原与氧化行为:

焦炭灰分中SiO,极其活跃,在风口前高温作用

下发生气化反应(1),渣中SiO与接触焦炭发生反

应(2),风口以下渣中SiO:与焦炭发生气化反应(3) SiO,(焦)+C:SiOT+COT (1)

SiO(渣)+2C=[si]+2COT (2)

SiO,(渣)+C:SiOT+COT (3)

2004年第3期南钢科技与管理25

风口前产生的SiO气体在上升过程中与下滴的

渗碳铁水相遇发生吸硅反应(4)

SiO气+[c]:[si]+COf (4)

风口以下直到炉缸,渣中SiO,产生的SiO发生

反应(4),同时渣中(FeO)等氧化性物质与铁水中的[Si]发生脱硅反应(5)

2(FeO)+[Si]=(SiO2)+2Fe (5)

高炉中,在风口中心线以上区域,主要是由焦炭

灰分中SiO,产生的SiO气体引起的增硅反应;在风口中心线以下区域,主要是由渣中SiO,产生的SiO 气体引起的增硅反应,但由于渣中SiO活度很低,所以在风口中心线以下区域渣铁之间反应(5)占主导地位,一直到炉缸都被脱硅反应所支配.

故高炉内可粗略划分为在风口中心线以上的铁

水吸硅过程和在风口中心线以下的铁水脱硅过程. 3控制生铁含硅的途径与措施

根据高炉内硅的氧化还原机理,降低生铁含硅

主要有以下几个途径.

(1)提高矿石软熔温度,降低燃料比,让软熔带

位置下移,降低滴落带高度;提高冶炼强度,加快渣铁滴落速度;缩短反应(4)的反应时间,减少SiO气体中Si向铁水中转移.

(2)降低焦炭灰分,提高矿石品位,减少矿石中

含SiO:的脉石量,减少入炉硅源;降低风口理论燃烧温度,控制SiO挥发速度;减少(1),(3)反应,减少

SiO气体的发生量.

(3)提高焦炭质量,特别是提高焦炭的反应后强

度,减少炉缸碎焦量;改善渣铁性能,减少渣铁通过炉缸焦炭层时间;提高炉渣氧化性;控制渣铁与焦炭的反应(2),促进渣铁脱硅反应(5)的进行.

根据降硅的几个途径,分析南钢现有条件的利

弊,应该采取相应的管理及工艺措施.

3.1加强原燃料管理.进一步作好精料工作

加强入炉原燃料的管理,稳定原燃料质量,是高

炉降低生铁含硅的前提.近年来,南钢的原燃料状

况逐步得到改善,但由于近期高炉利用系数的迅速提高和原燃料市场的变化,不断带来新的问题,原燃料结构及质量的不稳定成为当前的主要矛盾,由于原燃料的波动,高炉不得不将操作炉温留有余地, [si]数的富余量一般都达到0.1%～0.2%不等.因此,精料工作应该首先从稳定着手,在稳定的基础上不断提高原燃料质量.通过加强精料工作,稳定高

炉顺行,降低焦比,同时得到高的矿石软熔温度,较

窄的软熔区间和合理的渣相结构,改善炉渣性能,提高炉缸渣铁温度,从而为降低风口理论燃烧温度提供了可能性,最大限度地降低生铁含硅.

(1)改善用料结构.目前,南钢高炉的炉料为:

烧结矿58%～62%,本厂球团25%～28%,外购球团(3～5种)3%～5%,块矿(1～3种)8%～12%.首

先尽可能固定矿种,特别要避免同一座高炉同时吃百家矿,减少用料结构的调整;其次,在烧结比例大

幅度下降后,尽可能采购强度好,软熔温度较高的酸性球团矿,减少生矿和质量差低软熔温度球团矿的配加;球团矿和生矿软熔温度较烧结矿低,降低烧结比例会导致软熔位置升高,铁水含硅量上升.国外

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实验表明,全熟料条件下,球团矿配比增加10%,铁水含Si升高0.04%～0.06%,生矿软熔温度较烧结矿低200~C以上,对低硅冶炼尤其不利.

(2)降低入炉焦炭灰分和硫分,提高焦炭反应后

强度.焦炭灰分,硫分及反应后强度影响入炉焦比, 不利于降硅;焦炭灰分是铁水含硅的主要来源,降低焦炭灰分能够降低风口前SiO气体的发生量,减少炉内si的还原;降低焦炭硫分可以减轻炉渣脱硫负担,为降硅创造条件;提高焦炭反应后强度,减少风

口前及炉缸碎焦,能够降低SiO的挥发,减少渣铁与焦炭的表面接触而抑制si的还原.南钢使用45%

的本厂焦,灰分12.5%～13%,硫分0.65%～0.7%,

反应后强度好,55%外购焦炭,灰分13%以上,硫分0.7%上下,反应后强度偏差;有待进一步提高. (3)降低烧结矿SiO:及FeO,提高烧结矿品位及

还原性;南钢烧结矿R,保持在2.0～2.05,MgO含量由1.8%逐步提高至2.5%,具有较高的软熔温度和炉渣性能,提高了炉内初渣碱度,抑制了渣铁滴落过程