邯鋼三煉鋼廠復(fù)吹轉(zhuǎn)爐加配提溫劑實(shí)踐

賀亞龍， 關(guān)會遠(yuǎn)， 樊文育

（河鋼集團(tuán)邯鋼公司三煉鋼廠， 河北 邯鄲 056015）

受環(huán)保限產(chǎn)影響，（河鋼集團(tuán)邯鋼公司全文簡稱邯鋼）鐵水產(chǎn)出受到限制，鐵水產(chǎn)量降低40%左右，鋼后系統(tǒng)增產(chǎn)受到關(guān)注。增加廢鋼配吃，降低鐵水消耗成為增鋼的手段。熱平衡作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要理論基礎(chǔ)，它代表了煉鋼過程中的熱量來源和支出之間的平衡關(guān)系。廢鋼比增加，造成煉鋼過程中熱量支出增多，鐵水比降低，減少了熱量來源。于是轉(zhuǎn)爐通過增加提溫劑焦炭來彌補(bǔ)冶煉過程熱量不足的現(xiàn)象

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

邯鋼三煉鋼廠目前有頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐4座，受環(huán)保限產(chǎn)影響，轉(zhuǎn)爐冶煉按照“四吹二”吹煉模式進(jìn)行組織生產(chǎn)。當(dāng)前鐵水供應(yīng)方式主要按照“一罐到底”工藝執(zhí)行，裝入量保證在（126±2）t。平均鐵水溫度在1 310℃左右。鐵水成分相對比較穩(wěn)定（見表1）。

表1 鐵水平均成分 %

當(dāng)前轉(zhuǎn)爐冶煉使用的散裝材料主要是石灰、輕燒白云石、，燒結(jié)礦、焦炭，化學(xué)成分相對比較穩(wěn)定。成分見表2、表3、表4。

表2 石灰化學(xué)成分

表3 輕燒白云石化學(xué)成分

表4 焦炭成分 %

2 提溫劑發(fā)熱機(jī)理及用量

2.1 焦炭提溫劑增加熱量的機(jī)理

煉鋼熔池反應(yīng)是在氧化性氣氛下進(jìn)行的，加入焦炭后，焦炭與熔池中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生熱效應(yīng)[1]。

熔池中90%的碳氧化生成CO，10%的碳氧化生成CO2。焦炭參與化學(xué)反應(yīng)生成熱量，為熔池提溫，彌補(bǔ)廢鋼加入量大造成的熱量不平衡問題。熔池碳反應(yīng)放熱值可參考表5[2]。

表5 碳反應(yīng)熱效應(yīng)值

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明加入1 t焦炭可使熔池升溫30～40℃[3]，說明冶煉中焦炭對熔池提溫有明顯的效果，可有效地彌補(bǔ)廢鋼增加帶來的熱量不平衡的現(xiàn)象。

2.2 焦炭加入量影響因素

煉鋼過程中變量較多，鐵水成分、鐵水溫度、鐵水廢鋼配比、廢鋼組成、焦炭加入時(shí)機(jī)、留渣量等因素都會影響焦炭使用量。

1）鐵水成分。鐵水成分代表了鐵水化學(xué)熱的多少，化學(xué)熱占熱量收入的45%左右。鐵水中的C、Si、Mn、P都是發(fā)熱元素。高爐生產(chǎn)中，鐵水中的C、Mn、P的含量波動(dòng)不大，溫度控制要特別注意鐵水中的Si含量。

2）鐵水溫度代表了鐵水的物理熱，物理熱占熱量來源的52%左右。鐵水溫度高，可適當(dāng)減少焦炭加入量。

3）鐵水廢鋼比對焦炭使用量影響很大，鐵水多、廢鋼少可減少焦炭使用量。但操作中應(yīng)盡量將鐵水加到合適的量，保證降低鐵水消耗。

4）入爐廢鋼組成中如果鐵塊使用量大，可減少焦炭用量。壓塊比例高，可適當(dāng)增加焦炭用量。

5）焦炭加入時(shí)機(jī)對熱量增加影響很大，冶煉前期加入，焦炭有足夠的時(shí)間燃燒，發(fā)出的熱量多；中后期加入，由于燃燒時(shí)間短或來不及燃燒造成發(fā)熱量降低。

6）留渣量的多少直接影響著發(fā)熱及焦炭的用量。渣量少，吸收的熱量就少，相對可降低焦炭用量

2.3 焦炭參考加入量及冶煉實(shí)踐數(shù)據(jù)

焦炭加入量是一個(gè)變量，主要是根據(jù)廢鋼的加入量來調(diào)整入爐焦炭量，來達(dá)到降鐵耗增鋼的目的。吹煉過程中根據(jù)實(shí)際情況作出調(diào)整。焦炭參考加入量見表6。

表6 焦炭加入量

通過2017年四季度提溫劑使用，以低碳鋼冶煉為例，固定1號轉(zhuǎn)爐作為數(shù)據(jù)收集源（數(shù)據(jù)經(jīng)過刪選，鐵水成分、溫度、渣料量、廢鋼組成基本接近）。分為加焦炭前和加焦炭后對熔池溫度、鐵水消耗、廢鋼量的影響。數(shù)據(jù)見表7和表8。

表7 加入焦炭前部分冶煉數(shù)據(jù)

表8 加入焦炭后部分冶煉數(shù)據(jù)

3 實(shí)踐效果

1）通過操作實(shí)踐，合理控制焦炭加入量，熱量平衡能夠達(dá)到冶煉要求，保證冶煉過程平穩(wěn)順行，減少了異常爐次的發(fā)生，鋼水質(zhì)量得到保證。

2）加入焦炭能夠增加廢鋼用量，減少鐵水消耗。廢鋼入爐量從之前的11.8%提高到現(xiàn)在的24.3%，鐵水消耗從之前的988 kg/t降到870 kg/t左右，緩解了邯鋼鐵水不足的現(xiàn)象，同時(shí)增加了鋼產(chǎn)量，提高了效益。

3）焦炭參與冶煉過程，由于氧氣要與焦炭發(fā)生反應(yīng)，使吹煉時(shí)間增加，平均增加吹煉時(shí)間在173 s左右，延長了冶煉周期。

4）焦炭加入后使得鋼水中的硫含量有所增加。由于后續(xù)鋼水經(jīng)過精煉處理，對鋼水質(zhì)量基本沒有影響。

5）由于焦炭加入導(dǎo)致吹煉過程溢渣嚴(yán)重，終點(diǎn)倒?fàn)t爐渣比較泡，大大延長了輔助時(shí)間，冶煉周期延長，降低了生產(chǎn)效率。這一點(diǎn)在生產(chǎn)實(shí)踐中還要進(jìn)一步總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，降低加入焦炭后的不良影響。

4 結(jié)語

邯鋼三煉鋼廠通過在轉(zhuǎn)爐冶煉中加入焦炭提溫劑，有針對性的對影響廢鋼加入量的因素進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化過程冶煉操作，使得鐵耗降到了比較低的水平，在不增加鐵水的情況下，鋼產(chǎn)量增加，帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)實(shí)踐表明，加入焦炭提溫劑對降鐵耗是可行的。