首钢高炉造渣制度的几点认识

2019-03-11 19:03:00 zixun
生产.技术操作规程考试卷 摘 要 本文以首钢高炉现有造渣制度及冶炼实际为基础,介绍了首钢高炉造渣制度的几点认识,促进了首钢 造渣制度的研究。 关键词 高炉 炉渣 造渣制度 A few viewpoint of slagging system in BF of Shougang Corporation Zhang Heshun Ma Hongbin Chen Jun (Shougang Corporation) Abstract This article introduces a few viewpoint of slagging system in BF of Shougang Corporation in the basic of exiting slagging system and practical smelting of Shougang Corporation, and promotes the research of slagging system in BF of Shougang Corporation. Keywords blast furnace slag slagging system 前言 高炉造渣制度由高炉资源条件和生产条件决定,应适合高炉冶炼要求,有利于稳定顺行,有 利于冶炼优质生铁。首钢炼铁技术人员对高炉送风制度与装料制度比较重视,研究较多,但对造 渣制度认识存在不足,高炉炼铁必须深入分析造渣制度内涵、合理掌握造渣制度原则,才能确保 高炉炉况的稳定顺行。本文介绍了首钢炼铁技术人员高炉造渣制度的几点认识,高炉技术管理应 高度重视造渣制度对高炉炉况的影响,高炉技术人员应加深对高炉造渣制度的研究。 1 造渣制度的控制理念 1.1 使用四元碱度 随着国内钢铁工业的发展,高炉炼铁的原燃料资源日益紧张,高炉冶炼面临炉渣高 Al2O3 的 考验,近几年,首钢高炉炉渣 Al2O3 含量维持在 16.5±1.0%。面对炉渣高 Al2O3 的现实,造渣制 度控制理念方面出现了“降低炉渣碱度,以降低炉渣黏度”的观点,但炼铁技术人员分析认为: 炉渣是由 SiO2、CaO、Al2O3、MgO 等多种成分组成的,在 Al2O3、MgO 含量基本不变的情况下, 造渣制度控制可以使用二元碱度,但若 Al2O3、MgO 含量出现较大变化,必然导致渣系性能的改 变,二元碱度将不能满足高炉实际生产的需要。高炉生产逐步引入四元碱度控制理念,其能够综 合反应 SiO2、CaO、Al2O3、MgO 等炉渣四种主要成分对炉渣性能的影响,首钢高炉炉渣四元碱 度控制在 1.00±0.03 范围,四元碱度的使用避免了单纯使用二元碱度造成的造渣制度控制目标混 乱。 1.2 坚持低渣比 面对炉渣高 Al2O3 的现实, 造渣制度控制理念方面也出现了 “提高渣比、 降低炉渣 Al2O3 含量, 以维持高炉冶炼水平”的观点,但高炉渣比的增加必然面临两方面的问题:一,渣比的增加必然 带来燃料比的上升,对高炉炼铁节能降耗带来较大挑战;二,渣比的增加必然带来炉内下部透气 性的恶化。因此,提高渣比、降低炉渣 Al2O3 含量,并不能带来高炉炉况的稳定顺行,高炉冶炼 应坚持“精料”原则,积极降低渣比。 特殊炉况,例如高炉开炉,由于开炉过程燃料比高,炉渣 Al2O3 含量常超过 22.0%,为了降 低炉渣 Al2O3 含量,可以适当提高渣比、降低炉渣 Al2O3 含量至 20.0%以下,确保高炉开炉过程炉 渣具有良好的流动性。 1.3 渣比计算 生产.技术操作规程考试卷 高炉冶炼多采用比较科学的 CaO 平衡法计算渣比, 但高炉生产过程化学成分检验经常出现偏 差,CaO 平衡法计算过程,一旦炉渣 CaO 含量检验出现偏差,渣比计算结果就将出现较大偏差, 高炉技术人员难于准确把握高炉技术指标。炉渣以 SiO2、CaO、Al2O3、MgO 四种成分为主,由 各种原燃料的 SiO2、CaO、Al2O3、MgO 量出发,计算其进入炉渣的量,得到高炉冶炼的渣比, 可以最大限度消除化学成分检验偏差对渣比计算的影响,更能准确反应高炉冶炼的实际状况。 2 造渣制度的应用 2.1 施 高炉冶炼虽然面对炉渣高 Al2O3 的威胁,但仍应坚持低渣比的原则,而通过提高炉缸热度来 改善渣系的流动性,炉缸热度是指铁水的物理热,而不是铁水含硅量。首钢高炉在一定的铁水含 硅量基础上,通过提高煤气利用率在一定程度上提高了铁水物理热,铁水物理热保持在 1500~ 1510℃,缓解了炉渣高 Al2O3 含量对炉内透气性能的影响,保持了高炉的重负荷顺稳生产。 炉缸热度是减少高铝因素对炉渣性能影响的主要措 2.2 热制度与造渣制度的失调是高炉送风恢复困难的主 要原因 高炉休风过程,铁水在炉内的还原时间延长,铁水含硅量升高,导致炉渣碱度升高、流动能 力变差, 影响炉内下部透气性。 因此, 高炉送风恢复困难的主要原因是热制度与造渣制度的失调, 而不是送风时炉缸热度高造成的。休风前准确预估休风料下达炉缸时的铁水含硅量,使炉渣碱度 低于正常水平 0.03~0.05,能够解决高炉送风恢复困难的问题。 2.3 烧结矿碱度波动是高炉炉内透气性波动的重要原因 由于烧结矿在入炉炉料结构中占绝对地位,因此烧结矿碱度的波动,直接影响炉内下部透气 性。若确定是由于烧结矿碱度波动造成高炉炉内透气性波动,高炉操作可以主动控制风量适应, 不宜频繁采用降低风温适用透气性指数变化的操作方法。对于烧结矿碱度波动造成高炉炉内透气 性波动的炉况变化,应长期观察、综合分析,以稳定烧结矿质量为主要措施,切忌调整高炉煤气 分布。 3 首钢特殊炉况下造渣制度的研究 3.1 洗炉炉况下造渣制度的研究 高炉利用萤石造成熔化温度低、流动性好的炉渣,清洗炉墙黏结物。首钢高炉炉渣二元碱度 1.20、MgO=8.5%、Al2O3=16.5%、TiO2=2.0%水平下,炉渣 CaF2 含量从 0.0%增加到 2.5%,炉渣 黏度减小幅度较小,熔化性温度下降幅度较小(1383℃↘1364℃),CaF2 含量每增加 1.0%,炉渣的 熔化性温度平均下降约 7.0~8.0℃;而 CaF2 含量从 2.5%增加到 5.0%时,炉渣黏度减小幅度急剧增 大,熔化性温度下降幅度急剧增大(1364℃↘1314℃),CaF2 含量每增加 1.0%,炉渣的熔化性温度 平均下降约 20.0℃。首钢高炉冶炼条件下,炉渣 CaF2 含量保持在 2.5%以上才能起到较好的洗炉 效果。 图 1 不同 CaF2 含量下炉渣的黏度-温度曲线 3.2 护炉炉况下造渣制度的研究 生产.技术操作规程考试卷 含钛炉料护炉时,炉渣中 TiC、TiN 在炉缸温度范围内不能熔化,以固态微粒悬于渣中,使 炉渣流动能力恶化, TiC 和 TiN 越多, 炉渣越黏, 严重时失去流动性。 首钢高炉炉渣 MgO=8.5%、 Al2O3=16.5%水平下,二元碱度 1.15 时,在熔化性温度“拐点”处和中、高温下炉渣黏度以 TiO2=2.0~3.0%为最低;二元碱度 1.20 时,炉渣黏度变化较均匀,以 TiO2=3.0~4.0%为低;二元碱 度 1.25 时,中、高温下炉渣黏度虽变化不大,但仍以 TiO2=2.0~3.0%为低、TiO2=4.0%时黏度增大 明显。首钢高炉冶炼条件下,炉渣 TiO2 含量在 2.0~3.0%对炉渣流动性并没有较大影响,但 TiO2 含量达到 4.0%,则炉渣黏度出现明显的升高,对维持高炉的透气性不利,难于实现护炉条件下的 高炉重负荷顺稳生产。 图 2 不同 TiO2 含量下炉渣的黏度-温度曲线(二元碱度 1.15) 图 3 不同 TiO2 含量下炉渣的黏度-温度曲线(二元碱度 1.20) 图 4 不同 TiO2 含量下炉渣的黏度-温度曲线(二元碱度 1.25) 4 造渣制度的管理 4.1 提升造渣制度的管理意识 高炉操作必须高度重视造渣制度的管理,将造渣制度管理提升至与送风制度、装料制度、热 制度管理同等重要的位置, 炉渣碱度超出规定范围, 必须及时调整。 日常操作要严格防止低炉温、 高碱度和高炉温、高碱度,以及过低碱度,并应经常观察渣铁样、渣铁流动性及渣铁热度变化。 在硫负荷增高时,提高炉渣碱度要与炉渣的流动性相适应,否则应提高炉温以保持脱硫效果。 4.2 健全造渣制度的管理指标 造渣制度的管理指标应从二元碱度扩展至四元碱度, 管理指标要囊括化学成分、 碱度、 渣比、 硫分配比等,切实加强对炉渣实际流动能力的监测,保持炉渣化学成分在一定的范围波动。 5 结语 高炉造渣制度是与送风制度、装料制度及热制度并列的高炉基本冶炼制度,但长期以来炼铁 技术人员对造渣制度的重视不足,研究较少,导致对部分高炉冶炼现象无法正确解释,也就无法 解决影响高炉稳定顺行的因素。因此,高炉生产必须提升造渣制度的管理意识,健全造渣制度的 管理指标,深入研究造渣制度对炉况的影响,促进高炉炼铁技术的进步。
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