CN102864276A - 转炉无活性石灰炼钢方法 - Google Patents
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Abstract
一种转炉无活性石灰炼钢方法,属于炼钢工业领域。本发明的目的是通过对炼钢生产流程的改进,解决现有炼钢流程出现的问题的转炉无活性石灰炼钢方法。本发明根据原料的质量情况选取石灰石的粒度、CaCO3的成分要求;选取合格后送至上料系统,再根据铁水温度、成分结合钢种炉渣碱度获得加入量;根据生产情况、炉况选择留渣操作方式。本发明操作简单,跳过了活性石灰生产所需的石灰窑烧制工艺流程,节省了石灰窑工艺流程费用;石灰石作为活性石灰的原料,在价格上有着先天优势;无活性石灰炼钢工艺技术,有效解决活性石灰造渣、化渣过程不稳定的矛盾。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域。
背景技术
转炉使用活性石灰(主要成份CaO),由石灰石(主要成份CaCO3)经过焙烧而来,转炉用活性石灰石的焙烧过程只能通过回转窑、套筒窑等石灰窑生产工艺进行;焙烧过程需要消耗大量的电能、煤气以及投入相应的人工、设备成本;转炉用活性石灰对粒度有严格要求,120吨转炉活性石灰从备料到投入使用,需通过地下料仓系统、皮带上料系统、高位料仓系统、称量系统、汇总投料系统多个环节,由于活性石灰自身物理特性,结构疏松、强度小,通过多环节的倒运过程,势必产生大量石灰粉末(约15%),在进入转炉前经过120吨转炉湿法除尘系统(OG系统)大功率除尘风机作用下,石灰粉末被抽走,降低了实际入炉活性石灰量,增加石灰消耗;石灰粉末进入OG系统,容易堵塞OG管道。
发明内容
本发明的目的是通过对炼钢生产流程的改进,解决现有炼钢流程出现的问题的转炉无活性石灰炼钢方法。
本发明根据原料的质量情况选取石灰石的粒度、CaCO3的成分要求;选取合格后送至上料系统,再根据铁水温度、成分结合钢种炉渣碱度获得加入量;根据生产情况、炉况选择留渣操作方式;其中石灰石加入量:
本发明操作简单,跳过了活性石灰生产所需的石灰窑烧制工艺流程,节省了石灰窑工艺流程费用;石灰石作为活性石灰的原料,在价格上有着先天优势;无活性石灰炼钢工艺技术,有效解决活性石灰造渣、化渣过程不稳定的矛盾。
附图说明
图1是本发明操作流程图。
具体实施方式
本发明根据原料的质量情况选取石灰石的粒度、CaCO3的成分要求;选取合格后送至上料系统,再根据铁水温度、成分结合钢种炉渣碱度获得加入量;根据生产情况、炉况选择留渣操作方式;其中石灰石加入量:
。
本发明颠覆转炉冶炼技术造渣材料一直依赖活性石灰来提供渣中CaO的传统工艺,直接使用生产活性石灰的原料——石灰石,来作为造渣材料,跳过了通过石灰窑烧制活性石灰的工艺流程;120吨转炉系统,无活性石灰冶炼生产操作工艺流程。
本发明对入炉石灰石作出粒度要求,满足炼钢生产需求,石灰石直接投入转炉炼钢,不经过石灰窑工艺环节焙烧;根据生产情况、铁水质量情况,钢种成份要求计算使用量;根据转炉及原料质量情况,选择石灰石加入时机及方式。
以下对本发明做进一步说明:
1、根据原料情况,制定石灰石粒度、成份标准要求
石灰石粒度:15—50mm
石灰
化学成份 | CaCO3 | SiO2 | P | S |
含量% | >92 | <1.5 | <0.03 | <0.1 |
其他要求:干燥、无杂质
2、根据冶炼条件确定钢加入量
(1) 石灰石加入量
石化学成份要求:
(1) 铁水、铁块、废钢配比
① 将计算石灰石加入量输入转炉冶炼计算模型
② 通过模型自动计算出铁水、铁块、废钢配比
(冶炼模型此部分结构搭配,由炼钢厂冶炼工程师根据废钢库存、价格、化学成份综合考虑投入成本因素以及冶炼过程基本热平衡保证,进行冶炼模型后台搭配设置)
3、根据生产情况、炉况选择留渣操作方式
留渣量对照表
备注:转炉炉况指转炉炉膛温度,因为炉膛温度跟转炉生产炉次间隔时间有关系,当转炉炉次间隔时间>2小时,任何情况均不留渣操作。
4、铁水条件判断
良好:铁水温度>1350℃,铁水Si含量<0.80%;
较差:铁水温度≤1350℃,铁水Si含量≥0.80%。
炼钢用活性石灰是通过石灰窑工艺,将石灰石经过900~1100℃温度煅烧而成(温度来于煤气或其他燃料燃烧),理论上石灰石在900℃左右分解,需消耗热量≥630Kcal/kg,石灰石的主要成份为CaCO3,其形成CaO化学反应为:CaCO3=CaO+CO2-△H;
石灰窑生产出的活性石灰经过自然冷却后,由皮带运输或汽运方式,运至炼钢厂地下料仓,然后再通过地下料仓皮带输送至转炉高位料仓,最后通过称量、投料系统加入转炉中;
炼钢活性石灰的主要成分为CaO,其成分占90%以上比例;
炼钢用活性石灰需具备气孔率高、密度小、晶粒度细、活性高的特点,在转炉冶炼过程中随炉温的逐步提升逐渐速融化,便于提高炉渣中的CaO含量,使转炉渣拥有一定的碱度(R=CaO/SiO2)从而具备去除铁水中磷、硫(P、S)功能,使钢水终点符合钢种的成份要求。其渣中CaO脱磷、硫(P、S)的反应式主要化学原理如下,
脱磷:2[P]+5(FeO)+4(CaO)=4CaO·P2O5+5FeO+△H
脱硫:[S]+(CaO)=(CaS)+[O]-△H
([ ]表示在钢中,()表示在渣中,+△H表示放热,-△H表示吸热)
石灰石烧制成为炼钢活性石灰,需要通过石灰窑烧制工艺环节,要投入石灰窑工艺环节成本。直接选用适当粒度的石灰石替代活性石灰加入转炉作为造渣材料,通过转炉炼钢过程的热富余完成石灰石到活性石灰的烧制转变,跳过了石灰窑烧制工艺环节,节约能源消耗及相关成本投入;
活性石灰是经过石灰石加工后的产品,石灰石作为活性石灰原料,在价格上自然低于成品活性石灰价格。
通过石灰窑烧制工艺环节,烧制的成品活性石灰出窑温度均在900℃以上,需通过自然冷却后才能采用运输途径供给炼钢转炉使用;自然冷却后的活性石灰进入转炉后还需经过二次加热才能融解。为了运输而自然冷却,进入转炉还需消耗热量进行二次加热,一冷一热的过程其实就是热能成本损失。由于烧制过程直接在转炉内部进行,自然避免了此部分热能损失;
炼钢活性石灰结构疏松、强度小,而石灰石具有密度大、强度高的物理特性,在通过地下料仓皮带输送至转炉高位料仓,最后通过称量、投料系统加入转炉这一系列上料、下料环节,均不会产生粉末,提高了利用率;
由于石灰石经过一系列上料、下料环节均不会产生粉末,OG系统自然不会因粉末问题而造成堵塞现象;
炼钢活性石灰在转炉冶炼中常常因为渣中SiO2浸入石灰内部生成高熔点的2CaO·SiO2而影响石灰融解即化渣反应,不利于快速提高炉渣中CaO含量,进而影响去除铁水中磷、硫效率的稳定性。而石灰石在转炉内煅烧是石灰石直接与炉渣接触,可以认为在其表面生产CaO的同时,就发生了石灰的化渣反应,因此参与反应的石灰都具有高气孔率、高活性。石灰一层层地生成,一层层地反应融解,煅烧反应层的移动方向与化渣反应层的移动方向一致,因此在保证炉内温度的条件下,石灰石化渣的速度高于石灰的化渣速度,自然有利于稳定去除铁水中磷、硫效率。
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