污泥球团在转炉炼钢中的使用及其效果

第 31卷第 2期 2003年 4月 江 苏 冶 金 Jiangsu Metallurgy Vo1．31 No．2 Apr．2003 污泥球团在转炉炼钢中的使用及其效果 程 永 (合肥钢铁有限公司 合肥，230011) 摘要：氧气顶吹转炉冶炼采用污泥球团作为熔剂和冷却剂，可加快成渣速度，提高脱磷效果，减少石灰用量，减少吹 损，降低吹炼成本。 关键词：污泥球团；成渣速度；冶炼周期 中图分类号：TF72 引 言 转炉污泥过去主要送给烧结厂回收利用，但 由于转炉污泥粒度较细，污泥的加入会造成烧结 料透气性恶化，影响烧结生产技术经济指标，并使 烧结矿质量下降，因此现在考虑在转炉中直接 利用。 在转炉炼钢中，熔剂和冷却剂是必不可少的。 以前主要采用氧化铁皮和铁矿石。由于它们在使 用过程中容易粘死料仓，给操作带来十分不便，而 且冶炼渣量多，吹损很大，因此本厂一直没有使用 熔剂和冷却剂，这是极端不正常的冶炼方式。它不 能适应高产优质低耗的生产方式，为此从2001年9 月开始，试用了污泥球团代替上述两种原料作为炼 钢熔剂和冷却剂，经过一个多月的试用，效果明显。 1 污泥球团的制作和物质组成 1．1 制作 污泥球团是由收尘系统产生的大量含铁尘泥 (简称污泥)加入适量粘结剂，冷压成型，烘干成成 品球团，它具有易运输不粘料仓等使用特点。 1．2 物质组成 污泥球团主要含铁，它的主要成分如 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1所示。 表 1 污泥团的成分 2 污泥球团在炼钢中作用 2．1 污泥球团在造渣过程中作用 炼钢任务是炼出温度、成分符合规定范围的高 质量钢液。造渣是炼钢中的关键，它不仅影响钢的 质量，而且对钢的产量以及原料和能量消耗也有密 切的关系。 造渣就是要求尽快造好精炼能力强的渣。这 样就要求吹炼时早化渣，化好渣，而CaO熔点高达 2 000℃以上，熔化是相当困难的，为了使 CaO尽快 熔化进入熔渣，从而达到一定碱度的早期渣，就需 要 Fe0作为熔剂。 2．1．1 石灰在炉内熔解 石灰在炉内渣中熔解过程是多相反应，也就是 说熔解的石灰向炉渣扩散，炉渣向石灰扩散。 石灰在熔解过程中出现的C2S、C3S在石灰表 面形成外壳，妨碍了内部 CaO熔人炉渣，成为造渣 速度的限制性环节。FeO能显著降低C2S的熔点， 当渣中氧化铁提高后，生成 CFS使 C2S外壳被破 坏，于是 CaO能迅速熔人渣中。 FeO熔解 CaO反应主要过程如下 2CaO+Si02— 2CaO ·SiO2 (1) 2FeO+SiO2— 2FeO ·Si02 (2) 收稿日期：2002—07—29 作者简介：程 永 男，工程师，1966年 10月生。电话 ：(0315)6640614 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2期 程 永：污泥球团在转炉炼钢中的使用及其效果 33 2CaO ·Si02—L2FeO ·Si02—+ 2(CaO ·FeO · 02) 2．1．2 ∑FeO对 CaO熔解的影响 (3) 2·3 污泥球团在转炉中冶炼效果 在不引起喷溅的情况下，∑FeO的量尽量高一 些有利于 CaO的熔化。从结构上看，FeO和 CaO 都属于立方晶系，在渣中随FeO增加，炉渣与石灰 润湿越多，石灰熔解越快。加入氧化铁能使 C2S熔 点降低，如图 1所示。 ＼ ＼ ‘＼ ＼ ＼ ＼ O 2O 40 6O 8O 图 1 FemOn添加量 2．2 污泥球团加入方法 污泥球团原则上分两批随石灰加入炉内，第一批 在开吹 2 min内加完，加入量控制在 10～15 ka／t；第 二批待炉口碳火焰基本上齐时，分批少量多次加入， 加入量控制在 15~20 kg／t，后期严禁加入。 转炉冶炼初期污泥球团作为熔剂加入炉内，在 中期主要防止炉渣返干。促使前期炉渣尽早形成 的关键因素有三点：(1)炉渣中有一定数量的氧化 铁；(2)熔池内有一个合适温度；(3)喷枪有合适搅 拌能力。 吹炼时不加污泥球团操作，渣中氧化铁主要是依 靠提高枪位、进行软吹、氧化钢液中的铁元素得到，吹 炼成渣速度慢，容易产生喷溅，吹损大。污泥球团在 吹炼初期加入，使初期渣中有大量氧化铁，这时吹炼 时枪位就可适当低一些，喷枪对熔池搅拌能力就大， 加速石灰熔化，有助前期渣化，提高冶炼强度，减少吹 炼耗氧量，对脱磷十分有利。 吹炼中期，由于碳氧反应激烈，炉渣氧化铁降 低，炉渣粘度升高，容易出现返干。污泥球团加入 可以抑制炉渣返干，防止喷溅。但污泥球团一次加 入量不能过多，否则喷溅现象更严重。 为了考察污泥球团在炉内冶金效果，可以在同 一 座炉子，同一班组，外部条件基本相同情况下，跟 踪考察两个班次转炉冶炼情况，每一班次生产 1O炉 钢，一个班次未使用污泥球团吹炼，一个班次使用 污泥球团吹炼，两个班次吹炼结果如表 2、表 3所 示。对表 2、表 3吹炼结果 比较 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ，可得到如下 结果： 表2 没加入污泥球团吹炼取样情况 咖 咖 鲫 伽 抛 ，、| l l l l 、 赠 竣雹∽ u 维普资讯 http://www.cqvip.com 34 江 苏 冶 金 第31卷 2．3．1 提高脱磷效果 表2中第一次倒炉和终点钢水磷成分平均分别 为 0．023 和 0．024 ，表 3中第一次倒炉和终点钢 水磷成分平均分别为 0．017 和0．019 oA。说明冶炼 中加污泥球团，炉渣脱磷效果明显提高，这主要因 为污泥球团加入炉中，氧化铁立即能达到脱磷条件 要求值，炉渣含氧化铁达 20 左右；又由于氧化铁 助熔，成渣速度加快，石灰利用率提高，炉渣碱度增 大。表 3前期渣碱度平均为2．54，而表 2前期渣碱 度只有1．97，也说明了这一点。 2．3．2 提高脱硫效果 从表2、表3比较看，脱硫效果也有提高，这主 要因为污泥球团加入使炉渣流动性变好，改善脱硫 动力学条件。 2．3．3 吹炼平稳 ，缩短 冶炼时间 表3吹炼时间比表2平均要少2 min，说明污泥 球团在转炉中使用，石灰溶解速度快，转炉冶炼强 度提高。表 2中有两次喷溅和一次大喷，而表3中 只有一次喷溅，说明污泥球团在转炉中使用，炉渣 不易返干，喷溅减少，吹炼平稳，钢铁料消耗降低。 3 效益分析 (1)污泥球团主要成分为含TFe55．87 ，平均 每吨钢加入量为 30 kg，这样就降低了钢铁料消耗 16．8 kg／t，同时还减少喷溅发生。2001年 1～8月， 钢铁料消耗为 1 129 kg／t，而2002年 1～3月使用污 泥球团后，钢铁料消耗为 1 106 kg／t，吨钢降23 kg／t， 假设钢铁料单价为 1 100元／t，污泥球 团单价为 300元／t，吨钢降成本为16．3元，按年产 100万t钢 计算，年降成本为1 630万元，效益十分可观。 (2)污泥球 团使用节 约石灰用 量。2001年 1～8月石灰用量为 43 442．52 t，产量为508 358．88 t， 吨钢用石灰量为 84．7 kg／t，9月份用污泥球团后， 石灰用量为 5 043 t，产量为 71 292．48 t，吨钢用石 灰为 70．8 kg／t，相比每吨钢节约石灰为 13．9 kg／t， 按年产钢 100万吨计算，共能节约石灰 13 900 t。 年降成本 20多万元。 (3)缩短冶炼周期，提高转炉作业率。从表 2、 表3比较看，加入污泥球团平均使冶炼周期缩短 2 min，按年产 100万 t计算，这样每年可多生产钢 71 428．56t，年产生经济效益 714．29万元。 4 存在问题 (1)目前我厂下料称量系统存在计量不准、控 制不灵的缺点，有时污泥球团加入量过大，对吹炼 操作带来很大负作用。 (2)炉前操作技术不高，后期用污泥球团降温， 使得末期渣氧化性强，不利脱硫，且严重侵蚀炉衬。 维普资讯 http://www.cqvip.com