少渣炼钢工艺操作(几种转炉造渣方式)课件

,少渣炼钢工艺简介,姓名：柴先义,部门：炼钢作业部,日期：201,4,-,5,-,20,少渣炼钢工艺简介姓名：柴先义,目 录,第,1,章 少渣炼钢工艺简介,第,2,章 少渣炼钢工艺操作,第,3,章 少渣炼钢工艺难点控制,炼 钢 作 业 部,第,4,章 国内外少渣炼钢效果,目 录 第1章 少渣炼钢工艺简介第2章 少渣炼钢工艺操,铁水“三脱”使传统炼钢工艺发生了显著变化，在铁水预处理阶段进行脱硅、脱磷和脱硫，使炼钢转炉的主要功能转变为调温和脱碳，同时炼钢渣量减少，形成了少渣炼钢工艺。,国外专家认为，少渣炼钢是在转炉炼钢时，每吨金属料加入的石灰量低于,20kg,，脱碳炉每吨钢水的渣量低于,30kg,。值得指出的是，如果将脱磷转炉每吨金属料产生的,20,40kg,脱磷渣也视为炼钢渣，那么少渣炼钢工艺流程的总渣量约为,50-70kg,。,由于少渣炼钢用的铁水硅含量很低，造渣用石灰加入量明显减少，降低了渣料消耗和能耗，提高了金属收得率。同时，因渣量少，氧的利用效率高，吹炼终点钢水中氧含量低，余锰高，合金元素收得率较高，从而降低了生产成本。另外，少渣炼钢工艺终点命中率高，改善了钢水的纯净度，为生产超纯净钢创造了条件。,1.1,少渣炼钢工艺简析,第,1,章 少渣炼钢工艺简介,铁水“三脱”使传统炼钢工艺发生了显著变化，在铁水预处理阶段,第一种是传统的炼钢工艺，欧美各国的炼钢厂多采用这种模式，即铁水先脱硫预处理后，再转炉炼钢。通常转炉炼钢渣量占金属量的,10,以上，转炉渣中,FeO,含量在,17,左右。此外，渣中还含有约,8,的铁珠，该工艺钢铁料消耗高。,第二种炼钢工艺是先在铁水沟、混铁车或铁水罐内进行铁水“三脱”预处理，然后在复吹转炉进行少渣炼钢，这种工艺的不足之处是脱磷前必须先脱硅，废钢比低,(5,),，脱磷渣碱度过高，难于利用。,1.2,转炉炼钢常见的四种工艺路线,第一种是传统的炼钢工艺，欧美各国的炼钢厂多采用这种模式，即,第三种炼钢工艺是,20,世纪,90,年代中后期日本各大钢厂试验研究成功的转炉铁水脱磷工艺，该工艺解决了超低磷钢的生产难题。与第二种工艺路线的明显区别是脱磷预处理移到转炉内进行，转炉内自由空间大，反应动力学条件好，生产成本较低。具体工艺是采用两座转炉双联作业，一座脱磷，另一座接受来自脱磷炉的低磷铁水脱碳，即“双联法”。典型的双联法工艺流程为：高炉铁水,+,铁水预脱硫,+,转炉脱磷,+,转炉脱碳,+,炉外精炼,+,连铸。由于受设备和产品的限制，也有在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳的操作模式，类似传统的“双渣法”。,第三种炼钢工艺是20世纪90年代中后期日本各大钢厂试验研究,第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进，与第三种工艺的明显不同是将部分脱碳渣返回脱磷转炉，脱磷后的铁水进入脱碳转炉脱碳。该工艺是目前渣量最少、最先进的转炉生产纯净钢的工艺路线。,在上述四种转炉炼钢工艺路线中，后三种炼钢工艺铁水经过“三脱”预处理后再脱碳炼钢，能够做到少渣操作。四种转炉炼钢工艺路线的渣量比较见图,1,。从图,l,可以看出，后三种炼钢工艺的吨钢渣量低于,70 kg,t,。,第四种炼钢工艺是对第三种炼钢工艺进行了改进，与第,1,、单渣法：,在吹炼过程中只造,1,次渣，中途不倒渣、不扒渣，直到吹炼终点出钢。单渣操作工艺比较简单，吹炼时间短，劳动条件好，易于实现自动控制。正常情况下脱磷效率在,80%,左右，脱硫效率为,30%,40%,；第一批渣料是在开吹的同时加入，第二批渣料的加入时间是在硅锰氧化基本结束，第一批渣料基本化好，碳焰初起时加入。,2,、双渣法：,在吹炼中期倒出或扒除,1/2,2/3,炉渣，然后加入渣料重新造渣的方法为双渣操作。根据铁水成分和所炼钢种的要求，也可以多次倒炉倒渣造新渣。在铁水含硅较高，含磷大于,0.5%,，吹炼优质钢，吹炼中、高碳钢种时，都可以采用双渣操作。采用双渣操作可以在转炉内保持最小的渣量，同时又能达到最高的脱磷硫效率。双渣操作脱磷效率在,90%,以上，脱硫效率约,45%,。双渣操作会延长吹炼时间，增加热量损失，降低金属收得率，不利于自动控制，恶化劳动条件。,1.3,氧气转炉常用的造渣方法,1、单渣法：1.3 氧气转炉常用的造渣方法,3,、留渣法,将上炉终渣的一部分或全部留在炉内给下炉使用。终点熔渣的碱度高、温度高，并且有一定,(TFe),含量，留到下一炉有利于初期渣尽早形成，并且能提高前期去除磷硫的效率，有利于保护炉衬，节省石灰用量。采用留渣操作时，在兑铁水前要先加石灰或者加废钢稠化冷凝熔渣，当炉内无液体渣时方可兑入铁水，以避免引发喷溅。,4,、留渣双渣法,将上炉终点渣的一部分或全部留在炉内，然后在吹炼第一期结束时倒出，重新造渣。留渣双渣法的终渣具有较高的碱度和较高的,(FeO),含量，对铁水具有一定的去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热。将这种炉渣部分，甚至全部留在炉内，可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期去磷和去硫率，节省石灰用量和提高转炉的热效率。在这种留渣法中，要特别注意防止兑铁水时产生严重喷溅。,3、留渣法,第,2,章,少渣炼钢操作控制,依据我公司初步设计，将来可能采用的少渣炼钢法为第四种炼钢工艺的优化，即在同一座转炉上进行铁水脱磷和脱碳炼钢工艺，并将全部或,部分脱碳渣留给下一炉脱磷用，脱磷结束倒出重新造渣，类似,留渣双渣操作。,9,2.1,冶炼操作控制方法,1,、保持有效炉容比，合理控制转炉装入量，控制终渣的,R=2.8,3.3,，,MgO=8%,l4%,；确保炉底稳定，防止炉底大起大落，保持炉型正常减少喷溅。,2,、先加生铁块、废钢，然后将转炉前后摇动，使生铁块、废钢表面含碳物质与渣中,FeO,反应，降低留渣氧化性，再缓慢兑铁水；兑铁前先确认炉渣固化无稀渣，防止产生爆发性喷溅。,第2章 少渣炼钢操作控制 依据我公司初步设计,3.,控制氧枪的枪位，使炼钢过程得以平稳进行，解决炉渣喷溅问题。,开吹时，在点着火后要及时降枪以控制渣中,(TFe),，基本采取硬吹，前期吹炼时间大于,4min,、温度在,1320,1420,。由于留渣操作，可以得到流动性良好的炉渣，在获得较好脱磷效果的同时也易发生喷溅；及时提枪摇炉倒渣，尽可能地多倒富磷渣，防止冶炼后期回磷。,倒掉足够的富磷渣再下枪吹炼，此时要立刻加入第二批料以防止下枪冶炼时渣中,(TFe),过高，产生大喷溅现象。,脱碳期采用高,低,低枪位。在吹炼中期，碳激烈氧化，,(TFe),被大量消耗，熔渣的矿物组成发生了变化，熔点升高，可能会出现“返干”现象。在处理炉渣“返干”或加速终点渣形成时，不要加入过量的矿石，或用过高的枪位吹炼，避免,(TFe),积聚。,3.控制氧枪的枪位，使炼钢过程得以平稳进行，解决炉渣喷溅问题,终点适时降枪，降枪过早熔池碳含量还较高，碳的氧化速度迅速加快，也会产生大喷；炉役前期炉膛小，同时温度又低，要注意适时降枪，避免,TFe,含量过高，引起喷溅。,吹炼中发生喷溅不能轻易降枪，因为降枪后碳氧反应更加激烈，会加剧喷溅；应适当提枪迅速压枪，这样可缓和碳氧反应和降低熔池升温速度，再借助于氧射流的冲击吹开熔渣，有利于气体的排出。,在炉温很高时，可以在提枪的同时适当加一些石灰稠化熔渣，有时对抑制喷溅也有些作用，也可加压渣剂减少喷溅。此外，适当降低氧流量也能减弱喷溅强度。,4.,溅渣护炉时，可加入适量的精炼返回渣，以缩短溅渣护炉时间。,终点适时降枪，降枪过早熔池碳含量还较高，碳的氧化速度迅速加,2.2,少渣炼钢工艺的优点：,倒出的脱磷渣中,P,2,O,5,含量高,脱磷效率提高,渣量少、渣中,TFe,含量低,金属收得率提高,石灰、生烧白云石消耗降低,石灰、生烧白云石消耗量降低,少渣炼钢工艺渣量,70-80kg/t,，普通工艺渣量,100-120kg/t,。少渣炼钢工艺比普通工艺降低,35kg/t,左右,。,12,整个冶炼过程分为脱磷期与脱碳期，具有如下优点。,2.2 少渣炼钢工艺的优点：倒出的脱磷渣中P2O5含量高1,少渣炼钢工艺操作，需特别注重以下方面：,1,、液态终渣快速固化,2,、脱磷期高效脱磷,3,、炉渣连续循环控制,13,2.3,技术开发难点,脱碳渣具有高的碱度和比较高的,(FeO),含量，对铁水具有去磷和去硫能力，且本身还含有大量的物理热，将该种炉渣部分,/,全部留在炉内可以显著加速下一炉初期渣的成渣过程，提高吹炼前期脱磷率、节省石灰用量和提高炉子的热效率。但在操作中，必须特别注意防止兑铁水时产生严重喷溅。,少渣炼钢工艺操作，需特别注重以下方面：132.3 技术开发难,终渣中含有,FeO,成分，这种终渣留给下一炉，在兑入铁水时必会发生以下化学还原反应：（,FeO)+C=Fe+CO,；,2(FeO)+C=2Fe+CO2,。,若终渣中,FeO,含量高于,25%,，还原反应会更激烈，瞬间产生大量的气体，造成爆发性喷溅事故。,采用炉渣固化与安全兑铁的基本原理：将降低炉渣温度,，使,炉渣液态变固态，提高炉渣粘度,，,防止兑铁时铁水与炉渣剧烈反应,。,3.1,液态终渣快速固化控制,1,，炉渣固化采用的技术措施,1,）采用溅渣护炉实现炉渣固化；,通常情况下，转炉拉碳倒渣，倒渣后炉内留渣量在,56,吨左右，在该种情况下，采用溅渣护炉，溅渣时间在,34,分钟可以满足溅渣护炉与固化炉渣的效果。,第,3,章 少渣炼钢工艺难点控制,终渣中含有FeO成分，这种终渣留给下一炉，在兑入铁,2,）留渣量较大时，采用精炼返回渣实现炉渣固化；留渣量较大的情况下，留渣量随循环炉次增加而增加，脱磷期结束倒渣量在,4,吨（,100,吨转炉）左右计算，循环第,2,炉留渣量在,89,吨左右。留渣量较大情况下溅渣护炉时间延长至,6,分钟左右，采用精炼返回渣可以起到迅速固化炉渣的作用。,3,）适量加入精炼返回渣,为改善大渣量条件下的炉渣固化效果，缩短溅渣护炉时间，同时为了降低白灰消耗，提高脱磷期冶金效果，进行了回吃返回精炼渣。,溅渣护炉前,可,加入,300kg500kg/,炉的精炼返回渣；溅渣护炉后加入,800kg/,炉以上的渣料，优化脱磷期冶金效果。,.,2）留渣量较大时，采用精炼返回渣实现炉渣固化；留渣,2,、溅渣护炉时间与渣量、温度的关系,由于少渣炼钢周期紧，需要对各个环节的冶炼时间进行控制，溅渣护炉时间也需要控制在合理的时间范围内（,3-6min,），既要保证溅渣护炉效果，也要控制溅渣护炉时间。经验表明，随着渣量的增大，溅渣护炉时间有所增加，当留渣量超过,68,吨后，单纯通过顶吹氮气，增加了少渣炼钢周期，因此必须开发出降低溅渣护炉时间的工艺，同时提高炉渣固化效果，如加入精炼返回渣,。,精炼返回渣回收应用：成分检验冷却破碎筛分转炉料仓,。加入精炼返回渣可以有效降低溅渣护炉时间与炉渣温度，可以节省白灰消耗,300kg,以上。,2、溅渣护炉时间与渣量、温度的关系 精炼返回渣回收应,目标,：,脱磷期结束磷含量低于,0.030%,工艺难点,脱磷期时间短（,46min,）,铁水硅含量高（平均,0.52%,）,碱度控制不稳定，渣量大、脱磷难,底吹枪流量低,（最高供气强度,0.10M,3,/h,.,t,）,底吹搅拌能力弱，脱磷困难,17,3.2,脱磷期的高效脱磷控制,目标：脱磷期结束磷含量低于0.030%17 3.2脱磷期的高,脱磷期快速、深脱磷采用的技术手段有：,1,、提高熔池的搅拌强度。,底吹强度低于,0.1NM3/mint,时，底吹对熔池搅拌力的影响与顶枪相比相差一个数量级，底吹搅拌力的影响可以忽略，通过提高矿石加入量，增加渣中,FeO,含量，提高渣中,O,来源，增大熔池,C,、,O,反应速度进而提高熔池搅拌强度。,2,、快速去除铁水,Si,含量,当铁水硅含量高于,0.2%,时，难以发生脱磷反应，冶炼前期采用大流量供氧、低枪位“硬吹”脱硅工艺，快速深脱硅，增加脱磷阶段的时间,。,3,、随着循环炉数的增加，逐渐增大脱碳期渣量。,脱磷期快速、深脱磷采用的技术手段有：3、随着循环,3.3,炉渣的连续循环控制,脱磷期白灰加入量大，容易造成白灰,熔化,不充分，造成白灰浪费。