压渣球在转炉炼钢中的应用

压渣球在转炉炼钢中的应用本文属于中联论文网优秀论文本文来源于：中联论文网转载请注明本文仅供学术参考，严谨转载，否则后果自负本文引用《知识经济》【摘要】转炉泡沫渣是气－熔渣－金属密切混合的乳浊液，由于其含有大量金属铁，若不能及时有效消除泡沫化，产生的喷溅和双渣、终点倒炉，将导致大量金属铁流失。我厂试用含一定量灰分（Ｃａ０）和焦粉（Ｃ），加入适量黏土混匀烘干而成的压渣球。其加入方便，和炉渣反应迅速，能减轻炉渣泡沫化程度，缩短倒炉时间，有助于钢铁料消耗的降低。【关键词】泡沫渣；压渣球；消耗１现状钢铁行业效益的大幅下滑，倒逼钢企多举措降低各种消耗。我厂百吨炉区转炉炉容比较小，吹炼过程加入含铁冷料量大，氧枪喷头化渣条件好，导致炉渣泡沫化严重的炉次较多。２０１１年１－１０月数据统计，出现泡沫化喷溅炉次３．３％，出现双渣、终点倒炉炉渣发泡炉次２４％。大量泡沫渣喷到炉坑或倒入渣罐，造成生产节奏减缓，各种消耗增加。为此，我厂立足改善泡沫化造成的不良影响，使炉渣泡沫化处于可控状态，试应用了抑制泡沫渣的压渣球，经过多个方案工艺实践，取得一定效果。２泡沫渣成因及带来的危害２．１吹炼过程中泡沫渣的形成在吹炼过程中，由于氧气流股对熔池的作用，产生了许多金属液滴。这些金属液滴带氧落入炉渣后，与（ＦｅＯ）作用生成大量的ＣＯ气泡，并分散于熔炉之中，形成了气—熔渣—金属密切混合的乳浊液。分散在熔渣中的小气泡的总体积往往超过熔渣本身的体积。熔渣成为薄膜将气泡包住并使其隔开，引起熔渣发泡膨胀，形成泡沫渣。泡沫渣与炉容比、操作、入炉物料结构等有很大关系，如炉容比小、长时间枪位过高，二批渣料加得不合适，炉渣碱度低，加入大量含（ＦｅＯ）的磁选钢渣、返矿等，都可能引起炉渣发泡失控现象。我厂入炉废钢量１／２－１／３是回收钢渣，吹炼初期由于熔渣温度碱度低，渣中ＦｅＯ、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５富集，这些因素共同作用稳定了气泡，严重时溢出炉口。吹炼中后期返矿、氧化球的大量加入，破坏炉内供需氧量平衡，渣中（ＦｅＯ）富集，加快了炉内化学反应速度，产生大量的ＣＯ气体，后期碱度的升高，均有利于炉渣泡沫化。２．２泡沫渣带来的危害一方面泡沫渣产生的喷溅会增加消耗，恶化作业环境。根据对宣钢炼钢厂百吨炉区转炉泡沫化喷溅的炉渣分析，（ＦｅＯ）含量约在２７．８％，大喷时金属损失约３－５％，小喷时金属损失也有１－２％左右。喷溅还容易造成人身伤害和设备损坏，如烧枪、炉口和烟罩粘渣钢等。另一方面炉渣泡沫化导致双渣或终点倒炉困难，大量带铁渣倒入渣罐，影响生产节奏和钢铁料消耗。据统计泡沫渣中铁珠含量在８－１１％之间，倒掉炉渣的１／２－１／３，较正常状态消耗增加０．４５ｋｇ／ｔ。并且加剧对炉衬的冲刷，给转炉维护带来难度。３压渣球应用为减轻上述操作带来的负面影响，进一步改善转炉过程控制，确保炼钢生产工艺顺行，引进试用抑制泡沫渣压渣球新材料。３．１成分原理根据转炉炼钢节奏快的特点，要求其与炉渣迅速反应达到抑制泡沫化的效果。根据渣中ＣａＯ含量对转炉渣黏度和熔点的影响，ＣａＯ含量升高影响炉渣黏度升高的原理，设计压渣球成分时应加入一定量的ＣａＯ。同时加入含碳物质焦粉锯末等，以还原渣中部分（ＦｅＯ），其反应式：Ｃ＋ＦｅＯ一ＣＯ＋Ｆｅ。然后将混合好的配料掺加粘土搅拌混匀压实，以增加压渣球密度，烘干制成椭圆球状。利用其重力作用和化学反应消除滞留在炉渣中的ＣＯ气泡和降低渣中的（Ｆｅ０）含量，破坏炉渣的泡沫化。３．２试验加入方法第一种方式在吹炼过程中，依据观察到的炉口火焰特征，预见泡沫化喷溅发生的可能性。如果有喷溅征兆，操作人员可以根据炉渣泡沫化程度从高位料仓及时向转炉加入压渣球。第二种方式由于吹炼过程加入冷料量大或加入时间较晚，炉渣氧化性强，转炉双渣或终点倒炉炉渣发泡，通过情况判断加入压渣球。第三种方式出钢前，操作人员可以根据炉渣泡沫化程度加入或转炉终点补吹不倒炉直接出钢加入，保证出钢顺畅。３．３试验结果分析评价此次在冶炼低碳钢和Ｑ４２０Ｂ角钢上试验２０ｔ压渣球。其中提取８８炉次试验数据作详细分析，包括吹炼过程使用压渣球抑制喷溅数据统计及终点倒炉时使用前后渣样数据等。吹炼过程控制泡沫渣喷溅加入压渣球冶炼指标对比如下：实验前，样本炉数１７６炉，双渣和终点渣子发泡炉次倒炉前加入倒炉困难，倒渣多，实验后双渣和终点渣子发泡炉次倒炉前加入倒炉顺畅，倒渣少，效果明显通过生产实践和数据分析表明：（１）对于铁水含硅过高，含锰过高炉次，在吹炼时加入控制喷溅效果一般。铁水硅含量低炉渣泡沫化喷溅不易发生，不必加入。对于发生的严重泡沫化加入抑制效果亦不明显。过程加入压渣球对终点炉渣组分无影响。（２）在双渣或终点倒炉时加入与炉渣反应快速，可有效破坏炉渣发泡现象，倒炉明显顺畅，倒入渣罐的泡沫渣大幅减少，留渣量能够满足溅渣需要。（３）在出钢前加入压渣球，倒炉次数减少，出钢时钢渣混出和炉渣从炉口涌入钢包的现象减少。对出钢加入前后随机抽取８炉钢的炉渣成分进行分析，其中钢种包括Ｈ０８ＭｎＡ、ＸＧ０８Ｄ２、Ｑ４２０Ｂ和ＸＧ０８Ｄ２。从渣样分析结果看，出钢前加入压渣球在终点渣（ＦｅＯ）高时（≥１５％），降低明显；在（ＦｅＯ）低时（＜１５％），变化不明显，其主要原因在于压渣球含不低于１５％的碳，碳低渣中（ＦｅＯ）含量高时，有利于还原反应进行。加入后可有效还原泡沫渣中的（Ｆｅ０），减缓熔池Ｃ－Ｏ反应。另外，压渣球含有的灰分黏土等，反应后增加炉渣黏度，破坏泡沫渣，使渣中的金属液滴沉降，渣中铁珠含量明显下降。对使用与未使用压渣球炉次的钢铁料消耗统计，平均降低０．８９ｋｇ／ｔ，增加投入与减少消耗比较，吨钢成本降低０．４７元。４结论综合炼钢生产使用实践，适量的压渣球选择在倒炉或出钢前加入工艺简单，能有效抑制炉渣泡沫化现象，减少倒渣损铁，对低碳高（ＦｅＯ）出钢炉次，渣中（ＦｅＯ）降低较为明显。并且使用压渣球后炼钢周期缩短，作业环境改善，溅渣用渣量能够满足。目前已在我厂其他转炉推广使用。【参考文献】［１］冯捷，张红文．转炉炼钢生产［Ｍ］．冶金工业出版社，２００６