生白云石在萊鋼50t轉(zhuǎn)爐的應(yīng)用

李宏輝 劉智君 劉彬

摘 要：本文通過分析生白云石在轉(zhuǎn)爐熱分解反應(yīng)過程中的能量消耗以及渣化反應(yīng)，認為生白云石既可以替代輕燒白云石作轉(zhuǎn)爐煉鋼造渣劑，同時還可以平衡轉(zhuǎn)爐富余熱量，減少其它冷料消耗，節(jié)約煉鋼成本，提高經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；生白云石；煉鋼成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.036

1 前言

在轉(zhuǎn)爐煉鋼爐渣中適當增加MgO含量，可提高濺渣護爐的效果減輕爐渣對爐襯的侵蝕。在運營轉(zhuǎn)型的新形勢下，創(chuàng)新驅(qū)動、降本增效已成為各鋼鐵企業(yè)共同關(guān)注的方向，自2017年8月，萊鋼股份煉鋼廠開始將生白云石應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，以代替輕燒白云石，降低其它冷料消耗，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益。

2 生白云石應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的可行性

在轉(zhuǎn)爐內(nèi)直接加入生白云石相當于將生白云石的煅燒過程放在了轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)集中進行，其反應(yīng)式：

CaCO3CaO + CO2 ΔG0 = 169120—144. 6 T，J·mol-1

MgCO3 MgO + CO2 ΔG0 = 116300—173.43T，J·mol-1

生白云石主要是CaCO3和MgCO3的復(fù)合礦物，在爐內(nèi)800℃時即可分解， 跑出CO2后疏松多孔， 使反應(yīng)表面積大大增加， 有利于加速成渣反應(yīng)。另外，渣中MgO的提高能吸收一定量的FeO， 減緩了爐渣中氧化鐵對爐襯的滲透和侵蝕作用[2]。開吹后爐內(nèi)熔池溫度一般在1300-1450℃之間，從熱力學角度分析，該溫度下ΔG0<0，上述兩個吸熱反應(yīng)能夠順利進行；從動力學角度分析，CO2的排出和白云石的熔解進一步促進生白云石的煅燒反應(yīng)。

3 生白云石在轉(zhuǎn)爐中的應(yīng)用

3.1 實驗內(nèi)容

在煉鋼生產(chǎn)中，采用單渣法操作，轉(zhuǎn)爐開吹后，觀察爐口火焰判斷爐內(nèi)著火情況，確認充分著火后加入總石灰量的2/3，同時加入全部生白云石以及適量的化渣劑。

通過采用生白云石和輕燒白云石煉鋼的對比性實驗，在同一爐座上冶煉終點成分相近的60爐普通低碳鋼種。鐵水與廢鋼均為定量加入，鐵水初始條件相似，并對冶煉終點成分化驗分析，對實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計求平均值后列于表1。

4 生白云石應(yīng)用效果分析與討論

4.1 對化渣及脫磷效果的影響

根據(jù)萊鋼轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝，終渣堿度控制范圍為：2.8-3.2，采用輕燒白云石與生白云石煉鋼過程中的對比看，前期加入生白云石后，與加輕燒白云石爐次相比，化渣速度較慢，脫磷率相對較低，但隨著Si、Mn元素氧化，爐內(nèi)溫度上升，爐渣熔化較好且爐內(nèi)溫度保持較低水平，與輕燒白云石爐次相比，使用生白云石則更有利于去磷。

4.2 對煉鋼物料的影響

白云石在爐內(nèi)的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，可平衡轉(zhuǎn)爐富余熱量，減少其它冷料的消耗。根據(jù)表1成分可知，渣中達到相同數(shù)量的ω（MgO），則生白云石的用量約是輕燒白云石的1.84倍；萊鋼煉鋼廠平均噸鋼耗輕燒白云石6.2Kg，若折算為生白云石則需要11.4Kg，根據(jù)熱效應(yīng)計算，可額外吸收富余熱量：Q額=27942.7KJ，相當于5.23Kg鐵礦石的冷卻效應(yīng)。

噸鋼生白云石增加有效CaO量為：M1=2.8Kg，噸鋼輕燒白云石增加有效CaO量為：M2=2.1Kg，使用生白云石可節(jié)約石灰0.91Kg/t 。

相關(guān)資料顯示[3]，焙燒1噸白云石耗煤120Kg， 因此生白云石的直接應(yīng)用，不僅可以取消輕燒白云石的生產(chǎn)流程，而且節(jié)省部分能源以及設(shè)備建設(shè)資金，同時降低了粉塵率，因此在節(jié)能減排，環(huán)境保護方面也產(chǎn)生了積極的影響。

4.3 對終渣成分和護爐的影響

根據(jù)表1成分對照，使用生白云石后，鋼水終點化學成分穩(wěn)定，終點熔渣堿度及w（MgO）無明顯變化。實踐表明，生白云石在轉(zhuǎn)爐應(yīng)用后，濺渣均勻，平均渣層厚度為23mm，爐型保持正常，但爐底略有上漲，分析原因認為生白云石的降溫幅度比輕燒白云石大，在調(diào)渣過程中，生白云石的加入使終渣粘度過大所致，因此在操作過程中，需要觀察終渣狀態(tài)及出鋼溫度來確定生白云石的加入量，以達到最佳濺渣護爐效果。

5 結(jié)論

（1）生白云石代替輕燒白云石后，終渣成分穩(wěn)定，滿足濺渣要求，可有效保護爐襯，防止爐襯侵蝕。

（2）生白云石代替輕燒白云石后，爐溫上升平穩(wěn)，冶煉操作順行，減少了其它含鐵冷料用量，降低煉鋼成本，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。

（3）生白云石在轉(zhuǎn)爐煉鋼中的成功應(yīng)用，可以取消煉鋼用輕燒白云石生產(chǎn)流程，對于節(jié)能減排、減輕污染有重要的現(xiàn)實意義。

（4）生白云石代替輕燒白云石，可降低粉塵率，減少轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)備損耗。

參考文獻：

[1]高澤平.煉鋼工藝學[M].冶金工業(yè)出版社，2008（02）：37，186-193.

[2]許云程，苗澤英.關(guān)于配加白云石造渣以減輕氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯侵蝕的分析[J].

[3]程葵陽.氧化鎂生產(chǎn)中焙燒白云石煤耗估算[J].山西化工，1991

（04）：35-36.

[4]黃希祜.鋼鐵冶金原理[M].第三版 冶金工業(yè)出版社，2002（01）：

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