焦丁在半鋼補(bǔ)熱技術(shù)中的試驗(yàn)與應(yīng)用

李彥軍， 王瑞軍， 翁玉娟， 黃 山， 張浩宇， 張 東

（河鋼集團(tuán)承鋼公司棒材事業(yè)部， 河北 承德 067002）

目前，我國廢鋼價格低于生鐵，而提高廢鋼比可以降低鐵水消耗。因此，為了降低生產(chǎn)成本，許多廠都在制定措施提高廢鋼比。某廠因采用提釩—煉鋼雙聯(lián)工藝，使用半鋼煉鋼，而半鋼中的錳、硅、鈦等發(fā)熱元素含量極低，造成冶煉過程中熱能并不富裕，導(dǎo)致廢鋼比很難進(jìn)一步提高，因此考慮使用焦丁進(jìn)行熱補(bǔ)。

1 焦丁的補(bǔ)熱試驗(yàn)與效果

1.1 焦丁補(bǔ)熱試驗(yàn)方案的選取與優(yōu)化

根據(jù)焦丁加入的時機(jī)，初步選定方案有兩種∶方案一，濺渣后先加入500 kg焦丁，前后搖爐將之平鋪在爐底后再兌入半鋼，最后加入廢鋼；方案二，兌入半鋼和廢鋼后加入500 kg焦丁，再下槍進(jìn)行吹煉。

考慮到環(huán)保原因，焦炭篩分時需進(jìn)行打水操作，導(dǎo)致焦丁水分偏高，先加焦丁后兌半鋼，易造成兌半鋼時發(fā)生噴濺，因此選定方案二進(jìn)行試驗(yàn)。另外，為了保證焦丁中碳在半鋼中的吸收率，達(dá)到增碳補(bǔ)熱的效果，防止焦丁未與半鋼接觸，先與渣中氧進(jìn)行反應(yīng)，造成碳流失，將造渣料加入的時機(jī)調(diào)整到轉(zhuǎn)爐下槍攪拌1 min后，以便焦丁提前與半鋼接觸。

1.2 焦丁補(bǔ)熱試驗(yàn)過程與效果

為驗(yàn)證碳化硅球在冶煉過程中的補(bǔ)熱效果，在某廠冶煉HRB400E時，進(jìn)行補(bǔ)熱對比試驗(yàn)，試驗(yàn)使用效果見表1和下頁表2。

表1 補(bǔ)熱爐次過程和終點(diǎn)情況

因?qū)Ρ仍囼?yàn)為同時在2個轉(zhuǎn)爐進(jìn)行的，因此試驗(yàn)與對比爐次的半鋼條件相接近，具體對比見下頁表3。

根據(jù)半鋼條件差距對半鋼煉鋼熱能投入項(xiàng)熱能的影響，經(jīng)測算：

半鋼碳影響：0.02×0.9×10 949+0.02×0.1×34 521≈266.12 kJ。

半鋼溫度影響：100×0.837×3.6=301.32 kJ。

半鋼硫相差：0.001%，對焦丁的補(bǔ)熱效果影響較小。

表2 未進(jìn)行補(bǔ)熱爐次過程和終點(diǎn)情況

表3 半鋼條件對比

合計(jì)因半鋼條件原因，投入項(xiàng)可影響熱能：301.32-266.12=35.20 kJ。

試驗(yàn)與對比爐次的過程渣料和終點(diǎn)情況具體對比見表4。

表4 過程渣料和終點(diǎn)對比

出項(xiàng)中白灰和白云石兩種主要造渣料的平均加入量，補(bǔ)熱爐次分別低于對比爐次72.1kg和85.1kg。

經(jīng)測算：

造渣料影響為（0.072+0.085）×[1.248×（1 650-25）+209]=351.209 kJ。

終點(diǎn)情況中，終點(diǎn)溫度補(bǔ)熱爐次與對比爐次相接近，終點(diǎn)碳影響相差為0.008×0.9×10 949+0.008×0.1×34 521≈106.45 kJ。

根據(jù)熱能守恒的原則，半鋼條件、過程渣料和終點(diǎn)方面原因合計(jì)影響熱能為35.2+351.209+106.45=492.859 kJ。

相當(dāng)于492.859/1458.74≈0.34t廢鋼吸收的熱能

由以上數(shù)據(jù)可知，補(bǔ)熱爐次比對比爐次多加入2.3 t廢鋼，剔除半鋼條件、過程渣料和終點(diǎn)方面原因，在相同條件下，補(bǔ)熱爐次平均每爐多加入437.7kg焦丁，補(bǔ)熱爐次比對比爐次可多加入2.30-0.34=1.96t廢鋼。因此，如按方案每爐加入500 kg焦丁進(jìn)行補(bǔ)熱，則可多加入2.24 t廢鋼。

2 焦丁補(bǔ)熱經(jīng)濟(jì)效益

目前，焦丁價格882元/t，廢鋼收得率為80%，廢鋼價格為2 780元/t，噸鋼價格為4 000元，每爐鋼產(chǎn)量 102 t，每爐加入焦丁 500 kg（即 4.9 kg/t），多加廢鋼2.24 t（即21.96 kg/t），投入成本（0.5×882+2.24×2 780）/102=65.37元/t。每爐可產(chǎn)生效益2.24×80%×4 000/102=70.27元/t。由此看來，加焦丁補(bǔ)熱增鋼可創(chuàng)造效益70.27-65.37=4.9元/t。

此外，焦丁含碳量為85%，煤氣價格0.26 m3/元，氧氣價格0.4 m3/元在補(bǔ)熱過程中將產(chǎn)生CO：4.9×85%×10%/12×28/1.25=0.78 m3/t，可創(chuàng)造效益0.78×0.26=0.20 元/t；4.9×85%×10%/12×16/1.429=0.39 m3/t，需投入成本0.39×0.4=0.16元/t，合計(jì)創(chuàng)造效益0.20-0.16=0.04 元/t。

合計(jì)焦丁補(bǔ)熱增鋼可創(chuàng)造總效益為4.90+0.04=4.94 元/t。

3 結(jié)語

根據(jù)對焦丁補(bǔ)熱試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算，可得出加入4.9 kg/t鋼的焦丁進(jìn)行補(bǔ)熱，將增加廢鋼加入21.96 kg/t，降低成本4.94元/t，可以達(dá)到預(yù)期的補(bǔ)熱效果。