提高45t转炉冷料比降低铁水消耗
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广钢股份公司的炼铁工序与炼钢工序生产能力 极不匹配, 铁水资源严重不足, 制约了炼钢生产规模 的进一步扩大。因此, 转炉挖潜降低铁耗是摆在我 们炼钢技术工作者面前一项必须解决的课题, 而提高 转炉冷料比是符合广钢实际情况、增钢不增铁的有效 手段。为在短期内迅速提高转炉冷料比, 最初直接应
用了向炉内添加发热剂技术, 通过在生产过程中加煤 球作为发热 剂, 使冷 料比 由以 前的 22. 1% 提 高到 30. 25% 。随后, 炼钢总厂充分利用自身装备水平和 技术操作水平, 经过优化转炉冶炼操作工艺, 实现了 在基本不外加或少加燃料的情况下, 铁水消耗由去年 的 859. 33kg / t下降到目前最低为 788. 23kg / 。t
( 1) 供氧制度。实行了 延迟提枪, 后期低枪 的操作方式。转炉冶炼模式的改进采取了恒压变枪
低 ∋ 高 ∋ 低 枪位操作。冶炼 前期 延迟提枪 时 间, 待熔池温度升高后再提枪化渣, 后期降低终点前
∀ 12∀
冶ห้องสมุดไป่ตู้丛刊
总第 181期
枪位, 增加终点前低枪冶炼时间。从现场跟踪统计了 200炉钢, 实施 延迟提枪, 后期低枪 操作后, 在出钢 过程中观察, 炉底未发现生铁块未熔化现象, 实践证 明了采取此操作技术解决了终点生铁块未熔化完毕 的问题, 从而保证了钢水成分的均匀和合金收得率的 稳定。但终点 一倒磷成分偏 高, 平均值为 0. 038% (最低为 0. 021% , 最高为 0. 064% ), 与实施前相比高 出 0. 014% 。采用高拉补吹的操作方式可解决终点一 倒磷成分高的问题, 补吹时间在 50秒以内。
( 1) 稳定铁水的物理热。通过对混铁炉热工制 度的强化管理, 采用转炉煤气加热保温, 确保进入转 炉的铁水温度在 1 290~ 1 320# 之间。
( 2) 用生铁块取代废钢, 通过增加化学热来增 加炉内的热量。采用加生铁块取代废钢的方法减少 铁水消耗, 由于减少了物理热, 需要增加化学热来补 充。从生产现场数据统计分析可知, 用 4t生铁块取 代 1 t废钢, 可以维持炉内物料平衡和热量平衡。
( 2) 采用钢包在线烘烤技术, 红包出钢。钢包 在线烘烤时间不小于 10m in, 烘烤温度 达到 800 ~ 1 000# , 过程钢水温度降为 0. 5~ 0. 8# /m in。
第 3期
唐 山森等: 提高 45 t转炉冷料比 降低铁水消耗
∀ 11∀
表 1 铁水和生铁块化学成分
项目
C /%
S i /%
M n /%
P /%
S /%
T /#
铁水
3. 8~ 4. 3
0. 2 ~ 1. 56
0. 5~ 1. 43
0. 109~ 0. 151 0. 021 ~ 0. 142 1 220~ 1 323 \
由于装入冷料多, 前期炉内温度偏低, 因此, 前 期氧枪枪位控制要低, 起到 前期快速升温 保证早 化渣的作用。当炉内温度达到 1 450# 以上时, 生铁 块开始熔化, 碳 - 氧反应迅速进行, 如果操作控制不 好, 升温过快, 将会引起爆发性喷溅, 所以必须使炉 内升温均匀, 温度控制达到 过程升温平稳 , 减少 过程喷溅的发生。 4. 4 实行低温冶炼操作, 降低出钢温度
根据 铁 水 温 度和 成 分, 在 铁 水 温 度 低 于 1 260# , 硅含量小于 0. 40% 的炉次中, 向炉内加入 8~ 12kg / t煤球, 可增加转炉热量收入。根据 158炉 的数据统计, 炉内温度可升高 25~ 35# , 但会增加 氧气消耗, 延长 1~ 2m in冶炼时间。 4. 3 低铁耗、高冷料比的冶炼工艺
( 2) 造渣制 度。造渣料加入遵循 早 化渣、低 碱度、高 M gO 的炉渣控 制原则。在保证有效去除 磷、硫的情况下尽量少加石灰, 炉渣碱度控制在 2. 2 ~ 2. 6。并适当增加轻烧镁球用量, 终渣 M gO 控制 在 8% ~ 9% 之间。
( 3) 温 度控 制。温度 控制遵 循 前期快 速升 温、过程升温平稳 的原则。
表 3 煤球的理化指标
项目 煤球
C /%
∃ 85
S /%
% 0. 30
挥发份 /%
%8
粘合剂 耐压强度 粒度
/%
/M Pa /mm
5~ 10 25~ 35 30~ 59
2. 3 冶炼工艺路线 高炉铁水 & 混铁炉 ( 高炉硫含量大于 0. 050%
的铁水直接兑入铁包, 未经 混铁炉 ) & 铁包 & 转炉 & 钢包 &连铸 & 热送轧钢。
( 2) 冶炼中期。当硅、锰氧化基本结束后, 炉温 达到 1 450# 以上, 碳被大量氧化。当生铁块开始熔 化, 碳 - 氧反应起来之后, 炉内温度迅速升高, 碳 氧反应剧烈进行, 容易引起喷溅。 4. 3. 2 冶炼工艺控制特点
冶炼过程控制必须针对冷料装入过多和转炉金 属料结构调整后, 容易引起冶炼过程金属喷溅和终 点生铁块未熔化完的情况的发生。操作过程中的供 氧制度、造渣制度、温度制度都必须服从这个特点。
2 低铁耗冶炼工艺条件
2. 1 冶炼工艺装备 一座 600 t混铁炉, 两座 45 t纯顶吹氧气转炉, 两
台 R9四机四流的连铸机。 2. 2 主要原料的成分和理化指标
铁水和生铁块化学成分见表 1。石灰和煤球的 理化指标分别见表 2、表 3。
作者简介: 唐山森 ( 1974 - ) , 男, 工程师, 大学本科, 1998 年毕业于武汉科技大学
理, 实施 低温冶炼工程 。
4 降低铁耗的具体措施
4. 1 混铁炉铁水实施保温操作 为确保混铁炉的使用寿命, 一直以来混铁炉采
取的是低温操作, 铁水温度控制 在 1 230~ 1 280# 之间。通过提高混铁炉系统的转炉煤气供应量, 将 混铁炉的低温操作转变为保温操作, 规定高炉铁水 入转炉车间后, 15分钟内兑入混铁炉, 打开煤气阀 进行保温, 从混铁炉倒出铁水至兑入转炉控制在 8 分钟内, 并适量加入谷壳保温, 确保铁水的物理热不 被损失或少受损失。经现场测温, 实行混铁炉铁水 保温操作后, 铁水入炉温度在 1 290~ 1 320# 之间, 平均达 1 306# , 与过去相比兑入转炉的铁水温度平 均提高了 30# 以上。 4. 2 向炉内加入碳质发热剂
INCREASING COLD CHARGE RAT IO FOR REDUC ING HOT M ETAL CONSUM PTION IN 45 t CONVERTER
T ang Shansen Jiang Y ezhou W ang Zh ijian Lu Zhuohong X ie Yongm ing
( 3) 采用发热剂技术, 在冶炼过程中向炉内加 入碳质发热剂增加热源。在转炉炼钢炉内添加发热 剂, 是增加转炉热量和提高冷料比的重要途径。对 于碳质发热剂, 其反应生成物主要是一氧化碳和二 氧化碳气体。因此不存在增加渣量问题, 只需考虑 发热剂的含硫量和灰份。
( 4) 减少热量支出, 可通过降低出钢温度来实现。 综上所述, 通过提高铁水入炉温度, 以绝大部分 生铁块取代废钢, 辅以向炉内添加碳质发热剂的工 艺手段降低铁水消耗, 同时在降低热量支出方面采 取优化造渣和供氧制度, 减少石灰消耗, 降低出钢温 度, 加强科技攻关和工序协调配合以及各项基础管
原锰钢系列的出钢温度为 1 690~ 1 710# , 普 碳钢系列为 1 680~ 1 700# , 通过一系列技术改进 后, 现出钢温度比原来降低 30~ 40# 。
( 1 ) 扩 大 出 钢 口。 将 出 钢 口 套 管 直 径 从 120mm 扩大到 130mm, 原出钢时间从 4. 5m in缩短 至 2. 5m in。
1 前言
广钢股份公司现有三座高炉, 日出铁量平均在 3200吨左右, 而两座 45 吨顶吹转炉的生产能力可 消化日产 3 800t 左右的铁水 ( 铁 水消耗按 850kg / t 计算 )。为此, 现有铁水供 应量远远不能满足转炉 炼钢的生产需要, 铁水供应量一直是困扰转炉炼钢 产量提高的主要问题。
low tem perature sm elting pro ject , so lved the problem of sp lash ing in the process and m o lten pig iron can! t be sm e l.t It assured sm oo th and steady converter operation, and im proued the stee l output at the condition of inadequate supp ly of ho t m ea.t K ey w ord s co ld charge ratio of converter; sm elt ing process; hot m etal consum ption; carbon heating a gent
转炉金属料结构调整后, 由于生铁块装入量加 大, 容易引起冶炼过程金属喷溅以及终点生铁块未 熔化完毕现象。 4. 3. 1 冶炼过程的冶金特点
( 1) 冶炼前期。铁、硅、锰等元素被大量氧化, 硅、 锰的含量几乎为痕迹量。但由于冷料装入过多, 冶炼 前期炉内温度偏低, 升温速度慢, 碳 - 氧反应延迟。
生铁块
3. 8~ 4. 3
0. 8 ~ 2. 41
0. 8~ 2. 46
0. 250~ 0. 700 0. 05 ~ 0. 120
25
项目 石灰
C aO /%
82~ 92
表 2 石灰的理化指标
M gO /%
S iO 2
活性度 生过烧率
/%
/%
1. 12 ~ 3. 27 0. 21 ~ 0. 86 178~ 296 8~ 12
( Guangzhou Iron & Stee l Co. , L td. , Guangzhou 510381, Guangdong)
Abstract T he art ic le discussed the sm e lting process o f low iron consum ing, h igh cold sm elting charge in 45 t converter. A ccording to slag control technology o f early slag, low A lka linity, h igh M gO and tem pera ture contro l princ ip le o f quick ly heat ing up in the earlier, stead ily heating up in the process, it comp leted
3 降低铁耗的可行性分析
要降低转炉炼钢过程的铁水消耗, 首要考虑的 是转炉冶炼过程中的热平衡, 而转炉炼钢的热量主 要来源于铁水的物理热和化学热。其中, 铁水的物 理热占主要热量来源, 铁水的化学热主要来自铁水 中或生铁块的 C、Si、M n 元素的氧化反应放热。显 然, 提高铁水入炉温度是最直接的措施。怎样保证 转炉热量的平衡, 是降低铁水消耗必须解决的问题。 保证转炉炼钢炉内热平衡的途径。
第 3期 总第 181期 2009年 6 月
冶 金丛刊
M ETALLURG ICAL COLLECT ION S
Sum. 181 N o. 3 June 2 0 0 9
提高 45t转炉冷料比 降低铁水消耗
唐山森 蒋叶舟 王志坚 卢灼洪 谢永明
( 广州钢铁股份有限公司, 广东 广州 510381)
摘 要 通过对 45t转炉 低铁耗、高冷料比 冶炼工艺的探讨, 在操 作中遵循 早化渣、低碱 度、高 M gO 的 炉渣控 制技术以及 前期快速升温、过程升温平稳 的温度 控制原 则, 完 成了 低温 冶炼工 程 攻关, 解决了 操作过 程喷溅 和终点生铁块未熔化的 难题, 保证了转炉操作的稳定顺行, 在高炉铁水供应不足的情况下提高了钢产量。 关键词 转炉冷料比; 冶炼工艺; 铁耗; 碳质发热剂 中图分类号: TF71 文献标识码: A 文章编号: 1671- 3818( 2009) 03- 0010- 03
用了向炉内添加发热剂技术, 通过在生产过程中加煤 球作为发热 剂, 使冷 料比 由以 前的 22. 1% 提 高到 30. 25% 。随后, 炼钢总厂充分利用自身装备水平和 技术操作水平, 经过优化转炉冶炼操作工艺, 实现了 在基本不外加或少加燃料的情况下, 铁水消耗由去年 的 859. 33kg / t下降到目前最低为 788. 23kg / 。t
( 1) 供氧制度。实行了 延迟提枪, 后期低枪 的操作方式。转炉冶炼模式的改进采取了恒压变枪
低 ∋ 高 ∋ 低 枪位操作。冶炼 前期 延迟提枪 时 间, 待熔池温度升高后再提枪化渣, 后期降低终点前
∀ 12∀
冶ห้องสมุดไป่ตู้丛刊
总第 181期
枪位, 增加终点前低枪冶炼时间。从现场跟踪统计了 200炉钢, 实施 延迟提枪, 后期低枪 操作后, 在出钢 过程中观察, 炉底未发现生铁块未熔化现象, 实践证 明了采取此操作技术解决了终点生铁块未熔化完毕 的问题, 从而保证了钢水成分的均匀和合金收得率的 稳定。但终点 一倒磷成分偏 高, 平均值为 0. 038% (最低为 0. 021% , 最高为 0. 064% ), 与实施前相比高 出 0. 014% 。采用高拉补吹的操作方式可解决终点一 倒磷成分高的问题, 补吹时间在 50秒以内。
( 1) 稳定铁水的物理热。通过对混铁炉热工制 度的强化管理, 采用转炉煤气加热保温, 确保进入转 炉的铁水温度在 1 290~ 1 320# 之间。
( 2) 用生铁块取代废钢, 通过增加化学热来增 加炉内的热量。采用加生铁块取代废钢的方法减少 铁水消耗, 由于减少了物理热, 需要增加化学热来补 充。从生产现场数据统计分析可知, 用 4t生铁块取 代 1 t废钢, 可以维持炉内物料平衡和热量平衡。
( 2) 采用钢包在线烘烤技术, 红包出钢。钢包 在线烘烤时间不小于 10m in, 烘烤温度 达到 800 ~ 1 000# , 过程钢水温度降为 0. 5~ 0. 8# /m in。
第 3期
唐 山森等: 提高 45 t转炉冷料比 降低铁水消耗
∀ 11∀
表 1 铁水和生铁块化学成分
项目
C /%
S i /%
M n /%
P /%
S /%
T /#
铁水
3. 8~ 4. 3
0. 2 ~ 1. 56
0. 5~ 1. 43
0. 109~ 0. 151 0. 021 ~ 0. 142 1 220~ 1 323 \
由于装入冷料多, 前期炉内温度偏低, 因此, 前 期氧枪枪位控制要低, 起到 前期快速升温 保证早 化渣的作用。当炉内温度达到 1 450# 以上时, 生铁 块开始熔化, 碳 - 氧反应迅速进行, 如果操作控制不 好, 升温过快, 将会引起爆发性喷溅, 所以必须使炉 内升温均匀, 温度控制达到 过程升温平稳 , 减少 过程喷溅的发生。 4. 4 实行低温冶炼操作, 降低出钢温度
根据 铁 水 温 度和 成 分, 在 铁 水 温 度 低 于 1 260# , 硅含量小于 0. 40% 的炉次中, 向炉内加入 8~ 12kg / t煤球, 可增加转炉热量收入。根据 158炉 的数据统计, 炉内温度可升高 25~ 35# , 但会增加 氧气消耗, 延长 1~ 2m in冶炼时间。 4. 3 低铁耗、高冷料比的冶炼工艺
( 2) 造渣制 度。造渣料加入遵循 早 化渣、低 碱度、高 M gO 的炉渣控 制原则。在保证有效去除 磷、硫的情况下尽量少加石灰, 炉渣碱度控制在 2. 2 ~ 2. 6。并适当增加轻烧镁球用量, 终渣 M gO 控制 在 8% ~ 9% 之间。
( 3) 温 度控 制。温度 控制遵 循 前期快 速升 温、过程升温平稳 的原则。
表 3 煤球的理化指标
项目 煤球
C /%
∃ 85
S /%
% 0. 30
挥发份 /%
%8
粘合剂 耐压强度 粒度
/%
/M Pa /mm
5~ 10 25~ 35 30~ 59
2. 3 冶炼工艺路线 高炉铁水 & 混铁炉 ( 高炉硫含量大于 0. 050%
的铁水直接兑入铁包, 未经 混铁炉 ) & 铁包 & 转炉 & 钢包 &连铸 & 热送轧钢。
( 2) 冶炼中期。当硅、锰氧化基本结束后, 炉温 达到 1 450# 以上, 碳被大量氧化。当生铁块开始熔 化, 碳 - 氧反应起来之后, 炉内温度迅速升高, 碳 氧反应剧烈进行, 容易引起喷溅。 4. 3. 2 冶炼工艺控制特点
冶炼过程控制必须针对冷料装入过多和转炉金 属料结构调整后, 容易引起冶炼过程金属喷溅和终 点生铁块未熔化完的情况的发生。操作过程中的供 氧制度、造渣制度、温度制度都必须服从这个特点。
2 低铁耗冶炼工艺条件
2. 1 冶炼工艺装备 一座 600 t混铁炉, 两座 45 t纯顶吹氧气转炉, 两
台 R9四机四流的连铸机。 2. 2 主要原料的成分和理化指标
铁水和生铁块化学成分见表 1。石灰和煤球的 理化指标分别见表 2、表 3。
作者简介: 唐山森 ( 1974 - ) , 男, 工程师, 大学本科, 1998 年毕业于武汉科技大学
理, 实施 低温冶炼工程 。
4 降低铁耗的具体措施
4. 1 混铁炉铁水实施保温操作 为确保混铁炉的使用寿命, 一直以来混铁炉采
取的是低温操作, 铁水温度控制 在 1 230~ 1 280# 之间。通过提高混铁炉系统的转炉煤气供应量, 将 混铁炉的低温操作转变为保温操作, 规定高炉铁水 入转炉车间后, 15分钟内兑入混铁炉, 打开煤气阀 进行保温, 从混铁炉倒出铁水至兑入转炉控制在 8 分钟内, 并适量加入谷壳保温, 确保铁水的物理热不 被损失或少受损失。经现场测温, 实行混铁炉铁水 保温操作后, 铁水入炉温度在 1 290~ 1 320# 之间, 平均达 1 306# , 与过去相比兑入转炉的铁水温度平 均提高了 30# 以上。 4. 2 向炉内加入碳质发热剂
INCREASING COLD CHARGE RAT IO FOR REDUC ING HOT M ETAL CONSUM PTION IN 45 t CONVERTER
T ang Shansen Jiang Y ezhou W ang Zh ijian Lu Zhuohong X ie Yongm ing
( 3) 采用发热剂技术, 在冶炼过程中向炉内加 入碳质发热剂增加热源。在转炉炼钢炉内添加发热 剂, 是增加转炉热量和提高冷料比的重要途径。对 于碳质发热剂, 其反应生成物主要是一氧化碳和二 氧化碳气体。因此不存在增加渣量问题, 只需考虑 发热剂的含硫量和灰份。
( 4) 减少热量支出, 可通过降低出钢温度来实现。 综上所述, 通过提高铁水入炉温度, 以绝大部分 生铁块取代废钢, 辅以向炉内添加碳质发热剂的工 艺手段降低铁水消耗, 同时在降低热量支出方面采 取优化造渣和供氧制度, 减少石灰消耗, 降低出钢温 度, 加强科技攻关和工序协调配合以及各项基础管
原锰钢系列的出钢温度为 1 690~ 1 710# , 普 碳钢系列为 1 680~ 1 700# , 通过一系列技术改进 后, 现出钢温度比原来降低 30~ 40# 。
( 1 ) 扩 大 出 钢 口。 将 出 钢 口 套 管 直 径 从 120mm 扩大到 130mm, 原出钢时间从 4. 5m in缩短 至 2. 5m in。
1 前言
广钢股份公司现有三座高炉, 日出铁量平均在 3200吨左右, 而两座 45 吨顶吹转炉的生产能力可 消化日产 3 800t 左右的铁水 ( 铁 水消耗按 850kg / t 计算 )。为此, 现有铁水供 应量远远不能满足转炉 炼钢的生产需要, 铁水供应量一直是困扰转炉炼钢 产量提高的主要问题。
low tem perature sm elting pro ject , so lved the problem of sp lash ing in the process and m o lten pig iron can! t be sm e l.t It assured sm oo th and steady converter operation, and im proued the stee l output at the condition of inadequate supp ly of ho t m ea.t K ey w ord s co ld charge ratio of converter; sm elt ing process; hot m etal consum ption; carbon heating a gent
转炉金属料结构调整后, 由于生铁块装入量加 大, 容易引起冶炼过程金属喷溅以及终点生铁块未 熔化完毕现象。 4. 3. 1 冶炼过程的冶金特点
( 1) 冶炼前期。铁、硅、锰等元素被大量氧化, 硅、 锰的含量几乎为痕迹量。但由于冷料装入过多, 冶炼 前期炉内温度偏低, 升温速度慢, 碳 - 氧反应延迟。
生铁块
3. 8~ 4. 3
0. 8 ~ 2. 41
0. 8~ 2. 46
0. 250~ 0. 700 0. 05 ~ 0. 120
25
项目 石灰
C aO /%
82~ 92
表 2 石灰的理化指标
M gO /%
S iO 2
活性度 生过烧率
/%
/%
1. 12 ~ 3. 27 0. 21 ~ 0. 86 178~ 296 8~ 12
( Guangzhou Iron & Stee l Co. , L td. , Guangzhou 510381, Guangdong)
Abstract T he art ic le discussed the sm e lting process o f low iron consum ing, h igh cold sm elting charge in 45 t converter. A ccording to slag control technology o f early slag, low A lka linity, h igh M gO and tem pera ture contro l princ ip le o f quick ly heat ing up in the earlier, stead ily heating up in the process, it comp leted
3 降低铁耗的可行性分析
要降低转炉炼钢过程的铁水消耗, 首要考虑的 是转炉冶炼过程中的热平衡, 而转炉炼钢的热量主 要来源于铁水的物理热和化学热。其中, 铁水的物 理热占主要热量来源, 铁水的化学热主要来自铁水 中或生铁块的 C、Si、M n 元素的氧化反应放热。显 然, 提高铁水入炉温度是最直接的措施。怎样保证 转炉热量的平衡, 是降低铁水消耗必须解决的问题。 保证转炉炼钢炉内热平衡的途径。
第 3期 总第 181期 2009年 6 月
冶 金丛刊
M ETALLURG ICAL COLLECT ION S
Sum. 181 N o. 3 June 2 0 0 9
提高 45t转炉冷料比 降低铁水消耗
唐山森 蒋叶舟 王志坚 卢灼洪 谢永明
( 广州钢铁股份有限公司, 广东 广州 510381)
摘 要 通过对 45t转炉 低铁耗、高冷料比 冶炼工艺的探讨, 在操 作中遵循 早化渣、低碱 度、高 M gO 的 炉渣控 制技术以及 前期快速升温、过程升温平稳 的温度 控制原 则, 完 成了 低温 冶炼工 程 攻关, 解决了 操作过 程喷溅 和终点生铁块未熔化的 难题, 保证了转炉操作的稳定顺行, 在高炉铁水供应不足的情况下提高了钢产量。 关键词 转炉冷料比; 冶炼工艺; 铁耗; 碳质发热剂 中图分类号: TF71 文献标识码: A 文章编号: 1671- 3818( 2009) 03- 0010- 03